EP1115979B1 - Gehäuseaufbau zur aufnahme einer mikrozahnringpumpe - Google Patents

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EP1115979B1
EP1115979B1 EP99948800A EP99948800A EP1115979B1 EP 1115979 B1 EP1115979 B1 EP 1115979B1 EP 99948800 A EP99948800 A EP 99948800A EP 99948800 A EP99948800 A EP 99948800A EP 1115979 B1 EP1115979 B1 EP 1115979B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
layered structure
fluid
housing
housing according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99948800A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1115979A1 (de
Inventor
Sven Erdmann
Gerald Voegele
Thomas Weisener
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.)
HNP Mikrosysteme GmbH
Original Assignee
HNP Mikrosysteme GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by HNP Mikrosysteme GmbH filed Critical HNP Mikrosysteme GmbH
Publication of EP1115979A1 publication Critical patent/EP1115979A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1115979B1 publication Critical patent/EP1115979B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
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
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/086—Carter
    • 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
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/70—Use of multiplicity of similar components; Modular construction

Definitions

  • the invention relates to a housing, constructed for receiving and storing a micropump, for example a fluid pump, which works on the principle as described in WO-A 97/12147 ; this document is explicitly referred to when operating this type of pump or a corresponding fluidic motor type, in particular page 1 (paragraph 2), page 5 (paragraph 4) and page 6 (last paragraph) and page 7 (first paragraph).
  • a micropump for example a fluid pump
  • An inner wheel and an outer wheel are designed to mesh with one another and are arranged; both the inner wheel and the outer wheel are rotatably arranged in a sleeve, cf. there Figures 1, 1a, 2 and 2a and Figures 3a, 3b and 3c.
  • the inner wheel is coupled in a torsionally rigid manner to a shaft (there 50).
  • the axis of the outer wheel and the sleeve is offset relative to the axis of this shaft, so that there is an eccentric rolling of the inner wheel with its outwardly facing teeth on the inwardly directed gentle, in particular cycloidal, tooth structure of the outer wheel and according to the number of teeth dimensioned form axial sealing lines, each defining a delivery chamber in pairs.
  • these delivery chambers expand in the direction of rotation on the suction side, take up fluid there and deliver it via an imaginary central plane running through the axis to the pressure side, on which the delivery chamber that has just passed steadily decreases in the course of further rotation until it practically goes to zero and is guided back to the suction side on the opposite side of the central plane.
  • the pump chamber mentioned begins to open continuously with the rotary movement, so that the cycle closes.
  • the movement described for a delivery chamber applies simultaneously to all existing delivery chambers, which at the moment each have a different volume between a respective pair of sealing lines, so that when the pump is operating there is a highly uniform delivery flow with a high ability to miniaturize the entire microsystem structure ,
  • a sleeve is selected as the bearing, into which sleeve insert parts (there 41, 42) are used on both end faces of the inner wheel and outer wheel, which are used for mounting the shaft and for specifying the inlet kidney and outlet kidney (specifically explained there in FIG. 8, with reference to inlet kidney 41k and outlet kidney 42k).
  • the inlet kidney is offset by 180 ° from the outlet kidney (mirrored), but at two opposite ends, so that there is an axial fluid flow from the inlet kidney to the outlet kidney via the constantly changing volume of the delivery chambers as described above.
  • such a pump can also work with a U-shaped fluid flow, in which case the inlet and outlet kidneys are located on the same end face of the pump, only mirror-inverted by 180 ° (mirrored on the median plane that runs through the axis).
  • a microsystem is to be inserted or inserted into a housing structure, so that it is securely and precisely mounted, but at the same time there are all connection options which provide the fluid inlet, the fluid outlet and the coupling of the mechanical drive source for rotating the pump shaft (for an interior - or outer wheel pump) or the output shaft (for a fluidic motor) or the metrological side (for a fluidic sensor) for a volume flow.
  • a possible housing shape (housing) for receiving such a micropump is described in a data sheet "Pump head mzr® -4600” from Hydraulik Nord Parchim Mikrosysteme GmbH.
  • This pump head shows a shaft that faces the front Coupling of a motor protrudes.
  • Five disc-shaped elements form as Cylinder elements the housing structure, starting with a housing shaft seal, a balance kidney plate and a rotor seat plate, followed by one Fluid guide and an end cover.
  • the rotor holder has a thickness (or Height or strength, which runs in the axial direction), which with the axial dimension of Outer wheel and inner wheel match as shown above.
  • a hole is provided which is opposite to the axis of the shaft Drive of the inner wheel is offset eccentrically, so that the outer wheel Micro gear pump is mounted off-center in the opening of the plate and the top described mode of operation of the constantly expanding and on the opposite side results in continuously reducing the volume of the delivery chambers - if the shaft is driven by a rotary drive.
  • the compensation kidney plate and the fluid guide plate which is directed towards the rotor Input kidney and exit kidney described above on the fluid supply side and mirror-image compensation kidneys to create a hydraulic Have equilibrium on the opposite side. This results in a U-shaped Fluid flow from the inlet to the rotating kidney via the inlet Pump chambers, towards the outlet and back to the one in the data sheet mzr® -4600 radially led outlet.
  • DE-B 33 10 593 (White) shows a housing structure (housing) for a pump arrangement (there, Figure 1, reference number 22) which, together with a wobble rod, realizes an eccentrically operating gerotor. At the end not penetrated by the shaft there is a central outlet and, on the other hand, an inlet radially offset, while intermediate plates having a plurality of channel segments (see FIGS. 2, 3, 4 and 5) are provided in between.
  • DE-A 24 08 824 McDermott, cf. FIG.
  • CH-A 661 323 (Weber) also deals with channel segments in a housing structure made up of several disks, which, in the manner of a modular system, assembles a gear pump from several easily assembled, replaceable and expandable components, actually describing a housing for accommodating such a pump ,
  • the receptacle (the housing or its structure) is to be improved, so that increased flexibility of the housing is possible and each of the plate-shaped elements described does not have to be manufactured separately for each application — as the underlying problem.
  • this is achieved when between the receiving plate for receiving the outer element of the microsystem and the connection block for the attachment of connections for inlet and outlet at least one, but preferably two or several plate-shaped layer structure elements are arranged with which the Fluid guidance in the layer structure elements, that is from the inlet to the microsystem in the receiving plate (inlet channel) and back to the outlet (outlet channel), improved can be and can be made more flexible (claim 1).
  • the at least one further plate-shaped layer structure element carries one or two or several channel segments, which are either essentially radial, circumferential or are axially directed. There can only be axially directed channel segments, it but there may also be only essentially radially directed segments, just like a combination of both channel segments (claim 19)
  • the housing structure can be standard components; for example the Connection block for the connections of the hoses to be a standard component that none special precision is required, but the mounting plate for the rotor is as Execute precision part and also the plate-shaped adjacent to it Layer structure elements, which are one of the further plate-shaped layer structure elements and an additional plate-shaped layer structure element can be formed (Claim 1, Claim 8).
  • Layer structure elements which are one of the further plate-shaped layer structure elements and an additional plate-shaped layer structure element can be formed (Claim 1, Claim 8).
  • the micropump are the ones explained in detail at the beginning Kidneys, with inlet kidney and outlet kidney in one plate and the compensating kidneys are arranged in mirror image in the other plate.
  • the kidneys are actually circumferentially curved channel segments that extend can also have a uniform width and in which fluid is guided. At the same time they are in the "kidney plate” on one side and in the mirror-image "kidney plate” on the other side of the mounting plate for the The microsystem is designed to be axially continuous, and each end is found on the surface of the associated plate or with the further plate of the plate then covering this Layer structure of the housing (claim 3).
  • each of the channel systems leads from one far in the center location of the housing for the microsystem, e.g. the pump, both in the axial direction and in the radial direction away to the outside Terminal block for attaching the inlet and outlet connections.
  • the other disk has both a radial and an axial channel segment in the first channel system and in the second channel system.
  • one plate-shaped element can thus the fluid deflection strongly in the radial direction be shifted to allow thicker connecting lines and still a Wave in the wave holder on both sides of the microsystem Provide mounting plate.
  • the shaft opening extends on both sides the mounting plate, and the shaft is supported on both sides of the microsystem instead of.
  • the micropump is to be understood as an illustrative example, in the housing structure is also suitable for use by others Microsystems, such as a fluidically operated micromotor, which a fluid stream as Drive is supplied, and on its shaft an output with a fluid flow corresponding speed. Also a fluid operated sensor is as Microsystem possible, which is inserted into the housing structure and one Fluid flow measures, then the shaft is not completely out of the housing must be led out, but only as a stub shaft for mounting the rotor is provided while sampling the speed associated with the fluid flow corresponds, optically, inductively or magnetically.
  • the proposed The housing is therefore very versatile for practically everyone with fluid throughput working microsystems, of which here the pump, the motor and a representative Sensor can be addressed.
  • the axial channel sections in the further plate-shaped layer structure element, that directly adjoins the mounting plate for the microsystem can be special be designed (claims 5 and 16 to 19). Is their length shorter than the height (or Thickness) of this layer structure element, the axially continuous Kidney coupled laterally offset when the diameter of the axial Channel segment is larger than the maximum kidney width at the coupling point.
  • the total volume of fluid that collects in the axially continuous kidney can be removed easily and without flow obstacles, whereby it is recommended to choose the flow cross-section of the bore so that it essentially the Corresponds to the cross section of the kidney at the location of the maximum flow (claim 17), which cross section in operation of that to be conveyed through the channel segments Liquid is permeated.
  • the maximum volume flow can be found on both sides (Suction side / pressure side) of a pump or a motor and is in the course of one circumferential kidney is not constant, which is due to the way of change of the volume of a respective delivery chamber during the rotary movement is due.
  • this maximum volume flow is in the first and second Quadrants located in a clockwise rotating pump, thereby in first quadrant at an angle between 75 ° and 85 °, in particular approximately between 80 ° and 85 ° and corresponding mirror symmetry in the second quadrant (Claim 17, 18).
  • a radially oriented, elongated through opening through the another layer structure element between the connection block and the first further Layered structure element that supports the kidneys results from the summary an axial and a substantially radial channel segment, the radial Channel segment has a depth oriented in the axial direction, that of the axial extension of the second (further) layer structure element.
  • This channel section has results in a displacement function for the fluid flow, which is from regions close to the Axis leads to areas further radially outward, where two without problems side by side connections in the connection block for inflow and Downstream of the fluid can be placed.
  • Channel segments according to the invention run either radially, circumferentially or axially, or in any combination of them, so that with cylindrical coordinates described every point in the housing structure can be reached, composed of the axial channel segment, circumferential channel segment or respectively required for this radial channel segment.
  • the corresponding one Carrying channel segments can create connections between standard parts without designing an entire microsystem with its housing. Only the layers of the layer structure structure to be designed differently are under Retaining the remaining layers redesigned.
  • the entire layer structure of the housing is axially clamped together, e.g. by centering pins and / or cheese head screws inserted at one end piece on which there is also a mounting option for the in the housing recorded micropump is given.
  • On the other axial side of the housing are the connections for the inflow and outflow of the fluid, they can either be radial or be axially directed, depending on the design of the terminal block.
  • Both the drive motor and the housing structure for the micropump have this a protruding collar, which are preferably not dimensioned the same to Avoid confusing the different sides.
  • the federal government engages in one adapted to the federal government recess, the two recesses in the Coupling housing are axially aligned with each other.
  • This clutch housing can be polygonal from the outside, In particular, four or octagonal, designed sleeve can be covered from both sides protrude from the front of the motor and pump. Also for other combinations This coupling can be used for fluidic microsystems.
  • the invention thus creates clarity, makes individual parts easy to manufacture available, simplifies production and increases flexibility and accuracy assembly. You only need the necessary layer structure elements be precision-machined, while other non-critical layer structure elements than Standard components can remain.
  • the Layer structure elements if they are plate-shaped, preferably the same Thickness (the measured height in the axial direction) and accordingly can be produced from the same sheet material as a semi-finished product. The same semi-finished product serves as the starting product for several axially arranged one behind the other Layer structure elements, all of which have the same quality characteristics Have starting plate (claim 12).
  • Different planicity and The surface quality of the original plate is thus transferred directly to the surface manufactured layer structure elements and can specify which semi-finished product for which Precision parts and what other semi-finished products for the standard elements of Layer structure should be used.
  • This can save manufacturing costs because post-processing of the precision parts can be omitted and a high Costly semi-finished products not used for all layer structure elements must find the procedures avoided to make the manufactured housing structure.
  • To reduce costs at Manufacturing is accompanied by accuracy for the fluid flow of the micropump and the Sealing between the individual layer structure elements as well as accuracy the fluid flow in the input kidneys, output kidneys and compensating kidneys, which the Determine the performance and efficiency of the micropump.
  • the elongated axial opening is called “shaft opening” to accommodate the Wave when installing a microsystem.
  • the opening is elongated, it extends through the mounting plate and in both axial directions of the Housing structure, at least through the further plate-shaped Layer structure, the mounting plate and the connection block or the base block enough, at least enough to go "continuously”.
  • the two of the mounting plate can be used directly serve adjacent layer structure elements, with their section of the shaft opening.
  • an additional bearing can be provided in the base block be, which can be designed as a rolling or sliding bearing to the shaft in one Section between the drive and the output (for pump and motor or for fluidic motor and drive) is to be additionally supported.
  • the wave can thus Bearings are stabilized, which extends the life of these bearings.
  • a shaft lock can be provided that has an axial Dislocation of the shaft prevented. This wave lock is not necessary if the additional bearing is provided in the base block; then the wave needs itself also not to extend into the terminal block, but can end beforehand what applies accordingly to the shaft opening of the housing.
  • extension in the axial direction, radial direction and the circumferential direction are based on cylindrical coordinates, but is not mandatory a plate-shaped layer structure is cylindrical in its outer shape, rather as well as a polygonal, such as square, hexagonal or octagonal external shape, as well as non-circular, as oval shapes circumscribed by the invention.
  • the radial too The course can only be seen essentially like this.
  • the use of the technical The concept of "extensive" extension serves to facilitate understanding, but not to limit the possibility of realizing the invention.
  • disc and plate are used to mean that they are flat Describes shape without a specific external dimension or shape, although it is advantageous to choose a cylindrical shape that adapts to the cylindrical shape of the outer wheel of the micropump, absolutely necessary however, it is not.
  • the defining layer structure element is the mounting plate for the microsystem as inner plate and a terminal block 11 on one side and a plate-shaped Socket 12 on the other side. Terminal block and plate-shaped base must not be directly plate-shaped, they can also be longer individually in the axial direction be formed so that block structures are formed on one or both sides.
  • connection block 11 There are two between the mounting plate 30 in FIG. 1 and the connection block 11 "Further” plate structures 20.31. Between the receiving plate 30 and the plate-shaped base 12 in Figure 1 there are two “additional” plate-shaped Elements 32.40, each realizing independent functions.
  • the “others” Plates should be oriented uniformly to the side on which the Terminal block 11 is; the “additional” plates should have the same terminology be oriented towards the side that faces the plate-shaped base 12.
  • micropump MP has a structure of outer rotor A and shown schematically in Figure 1 iensrotorl; who is combing from the inside with his teeth protruding outwards also rotatably mounted in the middle plate 30 in its recess 30a External rotor A engages.
  • the rotary movement on the inner rotor I is via a shaft 50 transferred, the torsionally rigid by means of a short, axially directed pin 53
  • Inner rotor I is coupled in the sense of a shaft / hub connection.
  • Outer rotor 30 and inner rotor 20 are designated throughout as here Outer rotor A and inner rotor I.
  • This system is an example of the insertion any microsystems in the interior of that shown in Figure 2a and Figure 2 Housing structure made of several layer structure elements 11, 20, 31, 30, 42, 40, 12.
  • Other examples of microsystems are micromotors that have the same design are like the micropump according to FIG. 1. It is also possible to use a meshing sensor or a rotary valve inside the housing at the point the recess 30a.
  • An external gear pump can also be used, either via a shaft or directly loosely in an appropriately designed long oval Recess is arranged in the two meshing outer wheels as one first and a second functional part of a fluidically operated microsystem are.
  • the exemplary embodiment of the invention is most clearly apparent when considering the Figures 1,2,2a and 3 in common field of vision.
  • the exploded view according to FIG. 1 shows two layer structures which have been selected first for explanation, the Terminal block 11 and the base 12, which is approximately plate-shaped is.
  • the already mentioned receiving plate 30 is located in the middle between the two with the recess 30a adapted to the microsystem, which here for a eccentric bearing of the outer rotor A with respect to the housing axis 100 by the shaft 50 is formed, is prepared.
  • FIG. 2a The individual function carriers of FIG. 1 are clamped together in FIG. 2a seen.
  • the micropump MP can only be seen schematically, just like in Figure 2, however, the layer structure with the fluid management of the Hoses 60 to the microsystem can be clearly seen in a sectional view is shown schematically in Figure 3 greatly enlarged.
  • FIG. 3 shows the same layer structure elements that have been explained in FIG. 1.
  • a channel 1 runs over channel segments 11 a, 20a, 20r, 31 a and 41 k to the micropump MP, and on the mirror image side not shown in Figure 3 opposite the Axis 100 from the micropump MP back to the outlet of the housing.
  • the mounting base 11 serves to hold the fluid supply and to fix the hoses.
  • the hoses are fixed with sleeves and tensioning elements, usually ferrules, in the cylindrical receiving bore 11a 'and sealed at the end.
  • a connecting bore 11a which is many times smaller in diameter, goes from the much larger diameter receiving bore to the front end of the receiving block 11.
  • FIG. 3 shows this fluid flow in the diagram.
  • a fluid-directing and -conducting further is connected to the receiving block 11 plate-shaped layer structure component, which according to FIG. 3 and FIG has axially extending channel segment 20a.
  • This axial channel segment 20a goes over into a radially directed channel segment 20r, and then again into an axial Direction to run, which is self-evident when the radial segment directly on the end face of the further layer component 20 facing away from the inlet is introduced.
  • the fluid deflected and allows a closer approach of the fluid towards the shaft where the micropump MP is used to hold the fluid in the recess 30a.
  • the plate-shaped layer component 20 can thereby also the axial / radial channel guide realize that an elongated hole is made continuously, both the axial Component as well as the radially directed fluid control takes over. It then remains no residual web 21 still shown in FIG. 3, which results when the radial channel segment 20r is not as deep as the further plate segment 20 in Axial direction is high.
  • further plate-shaped Element 20 is yet another plate-shaped element 31, the one "Kidney plate” in which the fluid is both axially guided and circumferentially in a kidney distributed over a circumferential area of the outer and inner rotor A / I des Microsystems is performed.
  • This kidney 41k and the axial bore 31k will come on later 6 and 7 explained in more detail, where also enlarged sections for Orientation, size and shape of these kidneys 41k as well as the axial Channel segment 31k are shown.
  • the MP micropump their outer rotor A rotatably added, and the fluid F reaches over the circumferential kidney 41k several conveying chambers of the intermeshing Wheels A, I on the suction side.
  • kidneys 42k arranged in an additional plate 32 opposite the kidneys 41k described first are aligned.
  • This second "kidney plate" 32 connects directly to the mounting plate 30 for the microsystem MP.
  • the second Kidney plate thus carries circumferentially oriented with the compensating kidneys 42k Channel segments. Fluid is not in the axial direction in these channel segments conveyed away. Rather, the fluid flow returns after the delivery chambers have been moved Micropump MP on the pressure side to the other side of the median plane of the Back housing construction, which is not shown in Figure 3, but mirror-image light is conceivable to in the same way the fluid F from the micropump MP to the outlet and to guide the associated hose 60.
  • the fluid is in the first another layer plate 20 strongly displaced in the radial direction, so that it from the shaft is guided outwards so that the connections in the connection block 11 without spatial difficulties can be fixed.
  • the layer component 40 which directly adjoins the second kidney plate 32, bears no channels, rather serves to support the shaft with a shaft seal 53 can be seen in Figure 1.
  • the second additional plate 40 is followed by the one already described Mounting block 12, which clamp the entire housing both in the axial direction can, as well as mounting options according to Figure 2 in the form of a cylindrical Bundes 71 offers to flange a motor to a pump and vice versa Operation with a fluidic micromotor in the housing structure also one to be able to drive the corresponding pump on the other side.
  • the bearing of the shaft is also clear from Figures 1, 2 and 2a.
  • the torsionally rigid Locking results from a pin 53 which is in a corresponding recess of the inner rotor 1 engages during assembly.
  • the shaft 50 becomes the precise alignment guided in two central recesses of the plates 31 and 32, which are directly adjacent the receiving plate 30 lie.
  • the further and additional plates outside of this plate elements arranged near the plate 30 and taking over the storage function show a larger game in terms of the opening for the shaft.
  • Terminal block 11 an axial shaft lock 51 can be provided prevents axial displacement of the shaft 50.
  • a shaft seal 52 is provided which the inside of the pump seals against the environment and a hydraulic balance for the shaft allows.
  • the shaft does not experience any axially directed forces and is in the hydrostatic balance. If an additional bearing is provided in the base block, the shaft lock 51 can be omitted and the shaft can also engage in the Terminal block.
  • the inner layered mounting plates 31, 30 and 32 are precision-made, they have high surface quality and high accuracy, which both Shaft bearing 50 and the rotor bearing A relates.
  • the further out Sheets of the layer structure do not need to have the high precision that the have inner elements. Rather, they can be used as standard components and can be made from lower quality semi-finished products. Are preferred two different semi-finished products for the production of the plate-shaped layer structures of the Figure 1 used; such higher quality in terms of surface quality, planicity and Flatness for the precision plates and those with just enough Surface quality for the remaining plate-shaped elements of the entire Layer structure.
  • the manufacturing is advantageously simplified and reduced in cost.
  • FIG. 4 illustrates with the same reference numerals the elements explained in FIG. 1 in an axial section AA and an axial section BB offset by 90 °, as well as a view from the axial side from which the shaft 50 protrudes.
  • the pins 14 keep the structure centered and aligned with each other. At an angle 90 ° holes are provided for cylinder screws 13 for Clamping the layer arrangement aligned with the pins 14.
  • section A-A both are circumferentially offset in the layer structure elements provided channel systems 1,2 recognizable. You don't have to face the axis be symmetrical, but they can according to the supervision in Figure 4 by 180 ° be twisted against each other. On the connection side in connection block 11, a sufficient distance between the large diameter Blind holes 11 a 'exist around the hoses and their fixing sleeves record, while in the microsystems MP the fluid flow as close as possible to the Wave 50 is needed.
  • the radial extent of the microsystem is only slight, and the displacement of the fluid generator close to the axis 50 or Fluid consumer or fluid sensor, depending on the type of application, to the connection block takes over the further plate 20 with the substantially radially laid outwards Channel segments that are not themselves the kidneys for the inlet and outlet flow of the Owns microsystems, but only the fluid guidance and the fluid deflection, serves in particular in the radial direction.
  • the radial fluid deflection with the channel segment 20r can be seen. It lies between an axial piece 20a, which is directly connected to the channel extension 11a with a small diameter connects, which starts from the receptacle 11a '.
  • the radial channel segment 20r opens in the next layer plate 31 in an axial bore, which is then opposite the following kidney is offset, which is to be explained with reference to FIG. 5.
  • the Terminal block 11 Before that still on the clear representation of the rotational lock by the pin 53 in the Sectional view B-B, from which both the shaft seal 52 as well as the axial shaft lock 51 in the plate-shaped layer structure are recognizable; for the end provided with the shaft lock, the Terminal block 11 has a central depression. All plates are with O-rings 55 sealed against the next following plate, one for each Ring groove on the end face of at least one of the adjacent plates is provided.
  • FIG. 5 shows both a top view and two sectional views AA and BB.
  • 5a shows enlarged sections of the center area of FIG. 5a and a section along ZZ in FIG. 5b .
  • the first kidney plate 31 is explained, the one between the first Plate 20 and that used for orientation as the center of explanation Recording plate 30 is arranged.
  • the "further" plate 31 lies directly on the Recording plate 30 for the microsystem. 5a, 5b, the position, Orientation and size of the kidneys 41k, 41k 'and the axial Inflow bores 31k, 31k 'clearly at a predetermined point along the extensive extension of the kidneys open in this offset in the radial direction.
  • FIG. 5 shows the two mirror-symmetrically opposite one another by somewhat less than 180 ° the central plane B-B extending kidneys 41k, 41k '.
  • first under supervision and second quadrant oriented counterclockwise
  • FIG. 5b shows that the central recess for receiving the Shaft 50 serves.
  • the kidneys are in the axial direction designed so deep that they penetrate the entire plate 31, that is, form axial channels, at the same time, they form extensively oriented channels.
  • the cross-section is in the axial direction for inflow and outflow still enlarged by the fact that an additional hole 31k, 31k 'is arranged with a larger diameter than the kidney at the point has a radial width at which the bore cuts them.
  • the two lanes C and C ' show the angular orientation relative to the central plane B-B; she lies in the range between 75 ° and 85 ° in the first and second quadrants.
  • the areas of the are located on the described coupling areas to the kidneys largest volume flow when operating the microsystem, both with inflow and at the drain, which results from the type of enlargement and reduction of Volume chambers result in the rotation.
  • the additional are the outflow cross-section and inflow cross-section enlarging axial bores that are not completely through the plate 31st run, but are provided as attached blind holes.
  • the blind hole 31k or 31k ' is first introduced and then the shape of the kidney 41k, 41k' is added using an eroding process, so that the combinatorial axially expanded inflow path with the circumferentially oriented kidney volume results.
  • Figure 5b shows this orientation clearly, along the section ZZ, which is shown in Figure 5a .
  • FIG. 7 An additional plate 32, which is arranged on the other side of the receiving plate 30 shown in FIG. 6 with an eccentric opening 30a, is shown in FIG . 7 .
  • the axes AA and BB have to be rotated by 90 °, so that the kidneys lie directly one above the other.
  • These compensating kidneys are located directly opposite the inflow and outflow kidneys 41k and 41k '. They have the same shape, the same circumferential extent and also pass completely in the axial direction through the additional plate 32, with which they form both an axial channel segment and a circumferential channel segment. However, the axial channel segment ends on the surface of the additional plate 32.
  • the first further plate 20 which was already explained in detail with reference to FIG. 4 , is shown in a top view and in a sectional view AA in FIG. 8 for additional illustration.
  • the sectional illustration illustrates the flow path of the fluid F with the U-shaped deflection of the microsystem shown in dashed lines.
  • Each of the fluid-directing composite channel segments is composed of at least one axial segment 20a and one radial segment 20r. The radial segments can still be slightly inclined in the circumferential direction, as can be seen from the top view.
  • the radial segments can be completely milled out or elongated openings produced by wire erosion, which then realize both an axial inflow 20a and a radial fluid deflection following the elongated hole.
  • housing structure G to which connections 60, 61 lead.
  • the shaft 50 protrudes in the direction of a motor M to be flanged, which in turn has a shaft journal 59.
  • the coupling of these two shaft journals, without radial misalignment and axially exactly aligned, runs via a coupling piece 80, which has a precisely predefined bore 81, 82 on both end faces, which is usually precision-machined as a round opening.
  • a respective collar piece 71, 72 is arranged on the end face of the housing G for the microsystem and on the end face of the motor M so that they fit exactly into the bores 81, 82.
  • the cylindrical openings 81, 82 are precisely aligned with one another, and if the two functional elements M, G are inserted into these openings, the axes 59, 50 are aligned.
  • a shaft connector 58 is attached, which is first loosely plugged onto the shaft end 50 in order to then be pushed together with the latter into the receptacle 81 until the collar 71 comes to lie closely against the receptacle structure G in the receptacle 81.
  • the motor M is plugged in from the other side, in which the collar 72 is fitted into the opening 82 in the same way.
  • the housing structure G is provided with an outer surface that appears cylindrical.
  • a polygonal outer surface is also possible here, which also has side surfaces which run essentially uniformly in the axial direction in order not to have any steps directed in the axial direction.
  • Bores 81.82 have a different diameter, adapted to the respective frets 72.71 of the functional parts G, M intended for them.
  • the plate-shaped layer structure in FIG. 2 not only shows panels of the same thickness (thickness), but it would be beneficial to all panels to be made from the same layer thickness.
  • 3 can be seen schematically that the channel through which these plates are of substantially equal strength runs, has essentially the same cross-section along its extent, to avoid dead volumes.

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Gehäuse, aufgebaut zur Aufnahme und Lagerung einer z.B. ein Fluid fördernden Mikropumpe, die nach dem Prinzip arbeitet, wie in WO-A 97/12147 beschrieben; auf diese Schrift wird bei der Betriebsweise dieses Pumpentyps oder eines entsprechenden fluidischen Motortyps explizit bezug genommen, insbesondere dort Seite 1 (Absatz 2), Seite 5 (Absatz 4) und Seite 6 (letzter Absatz) sowie Seite 7 (erster Absatz). Ein Innenrad und ein Außenrad sind miteinander kämmend ausgebildet und angeordnet, sowohl das Innenrad als auch das Außenrad sind drehbar in einer Hülse angeordnet, vgl. dort Figuren 1, 1a, 2 und 2a sowie die Figuren 3a, 3b und 3c. Mit einer Welle (dort 50) ist das Innenrad drehstarr gekoppelt. Gegenüber der Achse dieser Welle ist die Achse des Außenrades und der Hülse versetzt, so daß sich eine exzentrische Abrollung des Innenrades mit seinen nach außen gerichteten Zähnen auf der nach innen gerichteten sanften, insbesondere zykloidischen, Zahnstruktur des Außenrades erfolgt und sich nach der Anzahl der Zähne bemessen axiale Dichtlinien bilden, die jeweils paarweise eine Förderkammer definieren. Diese Förderkammern erweitern sich bei einer Pumpenanordnung in Drehrichtung auf der Saugseite, nehmen dort Fluid auf und fördern es über eine gedachte, durch die Achse verlaufende Mittelebene herüber auf die Druckseite, auf der sich die soeben herübergetretene Förderkammer im Zuge der weiteren Drehung stetig verkleinert, bis sie praktisch zu Null wird und auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelebene wieder zurück auf die Saugseite geführt wird. Hier beginnt die genannte Pumpenkammer sich wieder stetig mit der Drehbewegung zu öffnen, so daß sich der Zyklus schließt. Die für eine Förderkammer beschriebene Bewegung gilt simultan für alle bestehenden Förderkammern, die zu einem momentanen Zeitpunkt jeweils ein unterschiedliches Volumen zwischen einem jeweiligen Paar von Dichtlinien haben, so daß sich bei Betrieb der Pumpe ein höchst gleichmäßiger Förderstrom bei hoher Fähigkeit zur Miniaturisierung des gesamten Mikrosystemaufbaus ergibt.
Eine hohe Miniaturisierung erfordert es, daß diese z.B. als Pumpen gestalteten fluidischen Mikrosysteme auch entsprechend gelagert oder angeordnet werden. So ist im beschriebenen Stand der Technik der WO-A 97/12147 eine Hülse als Lager gewählt, in welche Hülse auf beiden Stirnseiten des Innenrads und Außenrads Einsetzteile (dort 41, 42) eingesetzt werden, die zur Lagerung der Welle und zur Vorgabe der Einlaßniere und Auslaßniere (dort spezifisch in Figur 8 erläutert, mit Bezug auf die Einlaßniere 41 k und die Auslaßniere 42k) dienen. Die Einlaßniere ist um 180° gegenüber der Auslaßniere versetzt (gespiegelt), aber an zwei gegenüberliegenden Enden, so daß sich ein axialer Fluidstrom von der Einlaßniere über die sich stetig im Volumen verändernden Förderkammern gemäß obiger Darlegung zur Auslaßniere ergibt. Eine solche Pumpe kann aber ebenso mit einem U-förmigen Fluidstrom arbeiten, dann befinden sich die Einlaßniere und die Auslaßniere auf der selben Stirnseite der Pumpe, lediglich um 180° gegeneinander spiegelverkehrt versetzt (gespiegelt an der Mittelebene, die durch die Achse verläuft). Ein solches Mikrosystem soll erfindungsgemäß in ein Gehäuseaufbau eingefügt werden oder einfügbar sein, so daß es sicher und genau gelagert ist, gleichzeitig aber alle Anschlußmöglichkeiten gegeben sind, die den Fluideinlaß, den Fluidauslaß und die Ankopplung der mechanischen Antriebsquelle zur Drehung der Pumpenwelle (bei einer Innen- oder Außenradpumpe) oder die Abtriebswelle (bei fluidischem Motor) oder die meßtechnische Seite (bei einem fluidischen Sensor) für einen Volumenstrom ermöglichen.
Eine mögliche Gehäuseform (Gehäuse) zur Aufnahme einer solchen Mikropumpe ist beschrieben in einem Datenblatt "Pumpenkopf mzr® -4600" von Hydraulik Nord Parchim Mikrosysteme GmbH. Dieser Pumpenkopf zeigt eine Welle, die stirnseitig zur Ankopplung eines Motors hervorsteht. Fünf scheibenförmige Elemente bilden als Zylinderelemente den Gehäuseaufbau, beginnend mit einer Gehäuse-Wellendichtung, einer Ausgleichs-Nierenplatte und einer Rotoraufnahme-Platte, gefolgt von einer Fluidführung und einem Abschlußdeckel. Die Rotoraufnahme hat eine Dicke (oder Höhe bzw. Stärke, die in Achsrichtung verläuft), welche mit der axialen Abmessung von Außenrad und innenrad gemäß obiger Darstellung übereinstimmt. In der Aufnahmeplatte ist eine Bohrung vorgesehen, die gegenüber der Achse der Welle zum Antrieb des Innenrades exzentrisch versetzt ist, so daß das Außenrad der Mikrozahnringpumpe in der Öffnung der Platte außermittig gelagert wird und die oben beschriebene Betriebsweise der sich stetig erweiternden und auf der gegenüberliegenden Seite stetig in ihrem Volumen reduzierende Förderkammern ergibt - wenn die Welle mit einem Drehantrieb angetrieben wird. Auf beiden Seiten des Außenrades und Innenrades, also jeweils stirnseitig direkt daran anliegend finden sich die Ausgleichs-Nierenplatte und die Fluidführungs-Platte, die zum Rotor gerichtet die oben beschriebene Eingangsniere und Ausgangsniere auf der Seite der Fluidzuführung und spiegelbildlich angeordnete Ausgleichsnieren zur Schaffung eines hydraulischen Gleichgewichts auf der gegenüberliegenden Seite besitzen. Damit ergibt sich ein U-förmiger Fluidstrom vom Einlaß über die Einlaßniere zu den rotierenden Pumpenkammern, hin zum Auslaß und zurück zu dem in dem Datenblatt mzr® -4600 radial herausgeführten Auslaß.
Die DE-B 33 10 593 (White) zeigt einen Gehäuseaufbau (Gehäuse) für eine Pumpenanordnung (dort Figur 1, Bezugszeichen 22), die zusammen mit einer Taumelstange einen exzentrisch arbeitenden Gerotor realisiert. Am von der Welle nicht durchsetzten Ende ist zentral ein Auslaß und dagegen radial versetzt ein Einlaß vorgesehen, während dazwischen mehrere Kanalsegmente aufweisende Zwischenplatten (vgl. dort die Figuren 2,3,4 und 5) vorgesehen sind. Mit nur drei plattenförmigen Aufbauten arbeitet die DE-A 24 08 824 (McDermott, vgl. dort Figur 4); letztere Abbildung zeigt das Gerotor-Prinzip im Zusammenhang mit einer Kompensation von Abnutzungserscheinungen der miteinander kämmenden Zähne, wobei Kanalsegmente im direkt angrenzenden Bereich zwischen einer inneren Scheibe und den beiden äußeren Lagerscheiben für die Welle vorgesehen sind. Auch mit Kanalsegmenten in einem aus mehreren Scheiben aufgebauten Gehäuseaufbau befaßt sich die CH-A 661 323 (Weber), welche nach Art eines Baukastens aus mehreren leicht zusammenstellbaren, ersetzbaren und ergänzbaren Bauteilen eine Zahnradpumpe zusammensetzt, dabei eigentlich ein Gehäuse zur Aufnahme einer solchen Pumpe beschreibt.
Die Aufnahme (das Gehäuse bzw. sein Aufbau) soll verbessert werden, so daß eine erhöhte Flexibilität des Gehäuses möglich ist und nicht jedes der beschriebenen plattenförmigen Elemente für jede Anwendung jeweils gesondert gefertigt werden muß -als zugrundeliegende Problemstellung.
Erfindungsgemäß wird das erreicht, wenn zwischen der Aufnahmeplatte zur Aufnahme des Außenelementes des Mikrosystems und dem Anschlußblock für die Anbringung von Anschlüssen für Einlaß- und Auslaß zumindest ein, bevorzugt aber zwei oder mehrere plattenförmige Schichtstruktur Elemente angeordnet werden, mit denen die Fluidführung in den Schichtstruktur-Elementen, also von dem Einlaß zum Mikrosystem in der Aufnahmeplatte (Einlaßkanal) und zurück zum Auslaß (Auslaßkanal), verbessert werden kann und flexibler gestaltet werden kann (Anspruch 1).
Das zumindest eine weitere plattenförmige Schichtstruktur-Element trägt eines, zwei oder mehrere Kanalsegmente, die entweder im wesentlichen radial, umfänglich oder axial gerichtet sind. Es können nur axial gerichtete Kanalsegmente vorhanden sein, es können aber auch nur im wesentlichen radial gerichtete Segmente vorhanden sein, ebenso wie eine Kombination aus beiden Kanalsegmenten (Anspruch 19) eine Fluidführung frei gestaltbar macht, ohne daß die Aufnahmeplatte geändert zu werden braucht und ohne daß der Anschlußblock mit seiner Fluidzuführung angepaßt werden muß. Die Anpassung erfolgt über das zumindest eine weitere plattenförmige Schichtstruktur-Element und kann somit eine höhere Flexibilität der bestehenden Standardteile für die Fluidzuführung oder die Aufnahmeplatte begründen (Anspruch 21).
Mit der Erfindung wird es möglich, bestimmte Präzisionsteile an den Stellen nur noch verwenden zu müssen, an denen sie benötigt werden, während andere Schichtstruktur-Elemente des Gehäuseaufbaus Standardbauteile sein können; so kann z.B. der Anschlußblock für die Anschlüsse der Schläuche ein Standardbauteil sein, das keine besondere Präzision benötigt, dagegen ist die Aufnahmeplatte für den Rotor als Präzisionsteil auszuführen und ebenso die ihr benachbarten plattenförmigen Schichtstruktur-Elemente, die als eines der weiteren plattenförmigen Schichtstruktur-Elemente und ein zusätzliches plattenförmiges Schichtstruktur-Element gebildet werden (Anspruch 1, Anspruch 8). In diesen beiden benachbarten Platten gegenüber der Aufnahmeplatte für z.B. die Mikropumpe liegen die eingangs detailliert erläuterten Nieren, wobei Einlaßniere und Auslaßniere in der einen Platte und die Ausgleichsnieren in der anderen Platte spiegelbildlich angeordnet sind.
Die Nieren sind eigentlich umfänglich gekrümmt sich erstreckende Kanalsegmente, die auch eine gleichmäßige Breite aufweisen können und in denen Fluid geführt wird. Gleichzeitig sind sie in der "Nierenplatte" auf der einen Seite und in der spiegelbildlichen "Nierenplatte" auf der anderen Seite der Aufnahmeplatte für das Mikrosystem axial durchgehend gestaltet, ihr Ende finden sie jeweils auf der Oberfläche der zugehörigen Platte bzw. mit der diese Platte dann abdeckenden weiteren Platte des Schichtstruktur-Aufbaus des Gehäuses (Anspruch 3).
So können zwei getrennte Kanäle gebildet werden, ein Kanalsystem zur Zufuhr von Fluid zum Mikrosystem und ein umfänglich versetzt gegenüber diesem in dem plattenförmigen Schichtstruktur-Element zusammengefügtes zweites Kanalsystem zur Ableitung des von dem Mikrosystem kommenden Fluids auf der Auslaßseite (z.B. die Druckseite der Mikropumpe). Jedes der Kanalsysteme führt von einem weit im Zentrum des Gehäuseaufbaus liegenden Einbauort für das Mikrosystem, z.B. die Pumpe, sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung weg nach außen zu dem Anschlußblock für die Anbringung der Anschlüsse für Einlaß und Auslaß. Bevorzugt hat dabei die eine weitere Scheibe sowohl ein radiales wie auch ein axiales Kanalsegment in dem ersten Kanalsystem und in dem zweiten Kanalsystem. In einem einzigen plattenförmigen Element kann somit die Fluidfenkung stark in radialer Richtung verlagert werden, um dickere Anschlußleitungen zu ermöglichen und dennoch eine Welle in der Wellenaufnahme zu beiden Seiten der das Mikrosystem aufnehmenden Aufnahmeplatte vorzusehen. Die Wellenöffnung erstreckt sich also zu beiden Seiten der Aufnahmeplatte, und die Lagerung der Welle findet beiderseits des Mikrosystems statt.
Die Mikropumpe ist als ein anschaulich anzusehendes Beispiel zu verstehen, in gleicher Weise ist der Gehäuseaufbau geeignet zum Einsatz von anderen Mikrosystemen, wie einem fluidisch betriebenen Mikromotor, dem ein Fluidstrom als Antrieb zugeführt wird, und an seiner Welle ein Abtrieb mit einer dem Fluidstrom entsprechenden Drehzahl abgibt. Ebenso ist ein fluidisch betriebener Sensor als Mikrosystem möglich, der in den Gehäuseaufbau eingefügt wird und der einen Fluidstrom mißt, wobei dann die Welle nicht vollständig aus dem Gehäuse herausgeführt werden muß, sondern nur als Wellenstummel zur Lagerung des Rotors vorgesehen ist, während die Abtastung der Drehzahl, die mit dem Fluidstrom korrespondiert, optisch, induktiv oder magnetisch erfolgen kann. Das vorgeschlagene Gehäuse ist demnach vielseitig einsetzbar für praktisch alle mit Fluiddurchsatz arbeitenden Mikrosysteme, von denen hier repräsentativ die Pumpe, der Motor und ein Sensor angesprochen werden.
Die axialen Kanalabschnitte in dem weiteren plattenförmigen Schichtstruktur-Element, das direkt an die Aufnahmeplatte für die Mikrosystem angrenzt, können besonders gestaltet sein (Ansprüche 5 und 16 bis 19). Ist ihre Länge kürzer als die Höhe (oder Dicke bzw. Stärke) dieses Schichtstruktur-Elementes, so wird die axial durchgehende Niere seitlich versetzt angekoppelt, wenn der Durchmesser des axialen Kanalsegmentes größer ist, als die maximale Nierenbreite an der Koppelstelle. Das gesamte Volumen des Fluids, das sich in der axial durchgehenden Niere sammelt, kann so leicht und ohne Strömungshindernisse abgeführt werden, wobei sich empfiehlt, den Strömungsquerschnitt der Bohrung so zu wählen, daß er im wesentlichen dem Querschnitt der Niere an dem Ort des Strömungsmaximums (Anspruch 17) entspricht, welcher Querschnitt im Betrieb von der durch die Kanalsegmente zu fördernde Flüssigkeit durchsetzt wird.
Der maximale Volumenstrom (Volumen pro Zeit) findet sich auf beiden Seiten (Saugseite/Druckseite) einer Pumpe oder eines Motors und ist im Zuge einer umfänglich verlaufenden Niere nicht konstant, was auf die Art und Weise der Änderung des Volumens einer jeweiligen Förderkammer während der Drehbewegung zurückzuführen ist. Die Anordnung des axialen Kanalsegmentes in dem weiteren plattenförmigen Schichtstruktur-Element (Anspruch 5) an einer umfänglichen Stelle oder Position der insbesondere in ihrer Breite stetig verändernden Niere bringt die Möglichkeit, den Zustrom und den Abstrom axial genau dorthin zu verlegen, wo der maximale Volumenstrom im Zuge der umfänglich sich erstreckenden Niere entsteht. Dieser maximale Volumenstrom ist bei einer axialen Aufsicht im ersten und zweiten Quadranten bei einer im Uhrzeigersinn sich drehenden Pumpe angesiedelt, dabei im ersten Quadranten in einem Winkel zwischen 75° und 85°, insbesondere etwa zwischen 80° und 85° und entsprechend spiegelsymmetrisch im zweiten Quadranten (Anspruch 17, 18).
Die Ausbildung einer radial orientierten, länglichen Durchgangsöffnung durch das weitere Schichtstruktur-Element zwischen Anschlußblock und dem ersten weiteren Schichtstruktur-Element, das die Nieren trägt, ergibt sich aus der Zusammenfassung eines axialen und eines im wesentlichen radialen Kanalsegmentes, wobei das radiale Kanalsegment eine in Axialrichtung orientierte Tiefe hat, die der axialen Erstreckung des zweiten (weiteren) Schichtstruktur-Elementes entspricht. Dieser Kanalabschnitt hat eine Verlagerungsfunktion für den Fluidstrom zur Folge, der von Bereichen nahe der Achse zu Bereichen nach radial weiter außen führt, wo ohne Probleme zwei nebeneinander angeordnete Anschlüsse in den Anschlußblock für Zustrom und Abstrom des Fluids gelegt werden können.
Mit der Erfindung können schräge Bohrungen oder Kanalsegmente, die windschief oder schräg zur Achse orientiert sind, in den Schichtelementen vermieden werden. Die Kanalsegmente gemäß der Erfindung verlaufen entweder radial, umfänglich oder axial, oder in einer beliebigen Zusammenstellung davon, so daß mit Zylinderkoordinaten beschrieben jeder Punkt im Gehäuseaufbau erreichbar ist, zusammengesetzt aus dem jeweils dafür benötigten axialen Kanalsegment, umfänglichen Kanalsegment oder radialen Kanalsegment. Durch Auswahl der spezifischen Platten, die entsprechende Kanalsegmente tragen, können Verbindungen zwischen Normteilen geschaffen werden, ohne ein gesamtes Mikrosystem mit seinem Gehäuse zu entwerfen. Nur noch die jeweils anders zu gestaltenden Schichten des Schichtstruktur-Aufbaus werden unter Beibehaltung der übrigen Schichten neu gestaltet.
Der gesamte Schichtstruktur-Aufbau des Gehäuses wird axial zusammengespannt, z.B. durch Zentrierstifte und/oder Zylinderschrauben, die an einem Endstück eingefügt werden, an dem auch eine Montagemöglichkeit für die in dem Gehäuse aufgenommene Mikropumpe gegeben ist. Auf der anderen axialen Seite des Gehäuses sind die Anschlüsse für Zustrom und Abstrom des Fluids, sie können entweder radial oder axial gerichtet sein, abhängig von der Ausgestaltung des Anschlußblocks.
Die Erfindung
  • ermöglicht einen fluidischen Übergang der Anschlußtechnik mit verhältnismäßig großen Abmessungen auf den miniaturisierten strömungstechnischen Funktionsbereich des Mikrosystems, wie Mikropumpe;
  • ermöglicht miniaturisierte Herstellung von Mikrozahnringsystemen;
  • ermöglicht flexible Führung des Fluids in einer einfach herstellbaren Schichtstruktur (von Anschluß bis Rotor);
  • ermöglicht eine flexible Ausgestaltung des Gehäuseteils "Anschlussblock" zur Aufnahme unterschiedlicher und in Lage variierender Anschlussstücke bzw. Fluidanschlüsse;
  • ermöglicht die Darstellung der Strömungsquerschnitte in Strukturen mit 2½dimensionaler Erstreckung, wie sie beispielsweise durch Liga, Drahterosion, Feinstanzen, Ätzen, Laser u.a. erstellt werden können;
  • ermöglicht Austausch von Verschleißteilen, wie Lager;
  • ermöglicht Stapelbearbeitung mehrerer Teile gleichzeitig;
  • ermöglicht die Verwendung eines identischen Halbzeuges (Ausgangsmaterials) für alle Funktionsbereiche;
  • ermöglicht die direkte Stapelung mehrerer Rotorsätze.
Eine besonders günstige Kopplungsvariante zur Anbringung des Gehäuseaufbaus an einer Antriebsquelle, wie einem geregelten oder ungeregelten Motor, findet über ein Kupplungsgehäuse statt, an dessen einer Seite der Gehäuseaufbau mit der Mikropumpe und an dessen anderer Seite der Antriebsmotor angebracht werden. Sowohl Antriebsmotor als auch der Gehäuseaufbau für die Mikropumpe haben dazu einen hervorstehenden Bund, die bevorzugt nicht gleich dimensioniert sind, um Verwechslung der verschiedenen Seiten zu vermeiden. Der Bund greift in eine genau auf den Bund angepaßte Ausnehmung ein, wobei die beiden Ausnehmungen in dem Kupplungsgehäuse axial genau aufeinander ausgerichtet sind. Werden Pumpe und Antriebsmotor von beiden axialen Seiten des Kupplungsgehäuses in die entsprechenden Ausnehmungen mit ihren jeweils genau passenden Bünden eingefügt, kann sichergestellt werden, daß die Wellen dann axial fluchten und über ein Zwischenstück axial fluchtend verbunden bleiben. Radialer Versatz der Wellen kann auf diese Weise sicher vermieden werden, die Montage wird begünstigt und beschleunigt. Dieses Kupplungsgehäuse kann von einer außen mehreckig, insbesondere vier- oder achteckig, gestalteten Hülse abgedeckt sein, aus der beidseitig an den Stirnseiten Motor und Pumpe hervorstehen. Auch für andere Kombinationen von fluidischen Mikrosystemen ist diese Kopplung einsetzbar.
Die Erfindung schafft somit Übersichtlichkeit, stellt einfach herzustellende Einzelteile zur Verfügung, erleichtert die Fertigung und erhöht die Flexibilität und Genauigkeit bei der Montage. Nur die notwendigen Schichtstruktur-Elemente müssen präzisionsgefertigt sein, während andere, unkritische Schichtstruktur-Elemente als Standardbauteile verbleiben können. Besonders soll hervorgehoben werden, daß die Schichtstruktur-Elemente, so sie plattenförmig ausgebildet sind, bevorzugt die gleiche Dicke (in Axialrichtung die gemessene Höhe) aufweisen können und sie demgemäß aus dem gleichen Plattenmaterial als Halbzeug herstellbar sind. Das gleiche Halbzeug dient als Ausgangsprodukt für mehrere axial hintereinander angeordnete Schichtstruktur-Elemente, die dann alle die gleichen Qualitätsmerkmale der Ausgangsplatte aufweisen (Anspruch 12). Unterschiedliche Planizität und Oberflächengüte der Ausgangsplatte überträgt sich damit direkt auf die daraus gefertigten Schichtstruktur-Elemente und kann vorgeben, welches Halbzeug für welche Präzisionsteile und welches andere Halbzeug für die Standardelemente der Schichtstruktur verwendet werden sollen. Damit können Fertigungskosten eingespart werden, weil eine Nachbearbeitung der Präzisionsteile entfallen kann und ein hohe Kosten aufwerfendes Halbzeug nicht für alle Schichtstruktur-Elemente Verwendung finden muß, welche vermiedenen Verfahrensweisen eine Verteuerung des hergestellten Gehäuseaufbaus zu Folge hätten. Zu der Kostensenkung bei der Herstellung gesellen sich Genauigkeit für die Fluidführung der Mikropumpe und die Abdichtung zwischen den einzelnen Schichtstruktur-Elementen sowie die Genauigkeit der Fluidführung in den Eingangsnieren, Ausgangsnieren und Ausgleichsnieren, die die Leistung und den Wirkungsgrad der Mikropumpe bestimmen.
Die langgestreckte axiale Öffnung wird "Wellenöffnung" genannt, zur Aufnahme der Welle beim Einbau eines Mikrosystems. Die Öffnung ist langgestreckt, sie erstreckt sich durchgehend durch die Aufnahmeplatte und nach beiden axialen Richtungen des Gehäuseaufbaus, wobei sie zumindest durch die weitere plattenförmige Schichtstruktur, die Aufnahmeplatte und den Anschlußblock oder den Sockelblock reicht, zumindest hineinreicht, um "durchgehend" zu verlaufen. Als Lager für die Welle mit einem Gleitlager können die zwei der Aufnahmeplatte (für das Mikrosystem) direkt benachbarten Schichtstrukur-Elemente dienen, mit ihrem Abschnitt der Wellenöffnung. Je nach Länge der Achse kann ein zusätzliches Lager in dem Sockelblock vorgesehen werden, das als Wälz- oder Gleitlager ausgebildet sein kann, um die Welle in einem Abschnitt, der zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb (bei Pumpe und Motor oder bei fluidischem Motor und Antrieb) liegt, zusätzlich zu stützen. Die Welle kann so in den Gleitlagern stabilisiert werden, wodurch die Lebensdauer dieser Lager verlängert wird. In dem Anschlußblock kann eine Wellensicherung vorgesehen sein, die eine axiale Verrückung der Welle verhindert. Diese Wellensicherung ist dann entbehrlich, wenn das zusätzliche Lager im Sockelblock vorgesehen wird; dann braucht die Welle sich auch nicht in den Anschlußblock hinein zu erstrecken, sondern kann vorher enden, was entsprechend für die Wellenöffnung des Gehäuses gilt.
Die oben verwendeten Begriffe der Erstreckung in axialer Richtung, radialer Richtung und Umfangsrichtung sind an Zylinderkoordinaten orientiert, jedoch ist nicht zwingend ein plattenförmiger Schichtstruktur-Aufbau zylindrisch in seiner Außenform, vielmehr ist ebenso eine mehreckige, wie viereckige, sechseckige oder achteckige Außengestalt, sowie unrunde, wie ovale Formen von der Erfindung umschrieben. Auch der radiale Verlauf ist nur im wesentlichen so zu sehen. Die Verwendung des technischen Begriffes der "umfänglichen" Erstreckung dient der Erleichterung des Verständnisses, aber nicht der Beschränkung der Möglichkeit der Realisierung der Erfindung. In gleicher Weise werden die Begriffe "Scheibe" und "Platte" so verwendet, daß sie eine flache Gestalt ohne spezifisch festgelegte Außenabmessung oder Außengestalt beschreibt, obwohl es vorteilhaft ist, eine zylindrische Gestalt zu wählen, die sich an der zylindrischen Gestalt des Außenrades der Mikropumpe orientiert, zwingend notwendig ist es indes nicht.
Ausführungsbeispiele erläutern und ergänzen die Erfindung.
Figur 1
veranschaulicht in Explosionsdarstellung eine Ausführungsform der Erfindung mit einer zentral in dem Gehäuse gelagerten Mikropumpe MP, die von mehreren scheibenförmigen Schichtstruktur-Elementen, die hier als Zylinderscheiben dargestellt sind, aufgenommen wird.
Figur 2
veranschaulicht einen montierten Zustand des Ausführungsbeispiels von Figur 1, wobei die Montageschrauben 13 und Zentrierstifte 14 durch den Schichtstruktur-Aufbau gelegt sind und angezogen sind und ein Viertelschnitt einen Einblick in die Schichtstruktur und das Mikrosystem MP ermöglicht.
Figur 2a
veranschaulicht in gleicher Weise wie Figur 2 das Beispiel, wobei die Mikropumpe im Zentrum des Gehäuseaufbaus besser erkennbar ist.
Figur 3
ist eine schematische Darstellung der Aneinanderreihung von Kanalsegmenten zur Bildung eines Kanalsystems 1, hier nur für den Zulauf auf der Saugseite der Mikropumpe MP, dargestellt durch die aufzunehmende Flüssigkeit F.
Figur 4
veranschaulicht in drei Einzelbildern eine Aufsicht sowie einen Schnitt A-A und B-B. Auch hier ist die Fluidführung durch Aneinanderreihung der Kanalsegmente gemäß Figur 3 zu erkennen, nur in dem Schnitt A-A auf beiden Seiten der Mittelebene B-B.
Figur 5
veranschaulicht ein hier zylindrisch ausgebildetes Schichtstruktur-Element 31, das die nierenförmigen Kanalsegmente sowie axiale Bohrungen trägt.
Figur 5a, Figur 5b
veranschaulichen Ausschnittsvergrößerungen aus Figur 5, betreffend die Gestalt und Anordnung sowie Ausrichtung der Nieren und axialen Bohrungen.
Figur 6
veranschaulicht eine Aufnahmeplatte 30 für die Aufnahme der Mikropumpe in einer exzentrisch im Zentrumsbereich vorgesehenen zylindrischen Öffnung 30a.
Figur 7
veranschaulicht in Aufsicht und in zwei Schnittdarstellungen aus den Ebenen A-A und B-B ein Beispiel eines "zusätzlichen" plattenförmigen Schichtstruktur-Elementes 32, das auf der anderen Seite der in Figur 6 dargestellten Aufnahmeplatte 30 für die Mikropumpe angeordnet ist, während auf der einen Seite das in Figur 5 dargestellte Beispiel eines "weiteren" plattenförmigen Schichtstruktur-Elementes 31 anzuordnen ist.
Figur 8
zeigt ein weiteres Plattenelement 20 in Aufsicht und Schnitt, in dem fluidführende radiale und axiale Segmente 20a, 20r angeordnet sind.
Figur 9
veranschaulicht ein Montagebeispiel der Pumpe über einen Kupplungsteil 80 zum Motor M.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Begriffe des zusätzlichen Schichtstruktur-Elementes und des weiteren (ersten und zweiten weiteren) Schichtstruktur-Elementes einheitlich verwendet werden. Ausgangspunkt und vom Wesen her die Konzeption festlegendes Schichtstruktur-Element ist die Aufnahmeplatte für das Mikrosystem als innere Platte und ein Anschlußblock 11 auf der einen Seite und ein plattenförmiger Sockel 12 auf der anderen Seite. Anschlußblock und plattenförmiger Sockel müssen nicht direkt plattenförmig sein, sie können auch individuell in axialer Richtung länger ausgebildet werden, so daß ein- oder beidseitige Blockstrukturen entstehen.
Zwischen der Aufnahmeplatte 30 in Figur 1 und dem Anschlußblock 11 finden sich zwei "weitere" Plattenstrukturen 20,31. Zwischen der Aufnahmeplatte 30 und dem plattenförmigen Sockel 12 in der Figur 1 finden sich zwei "zusätzliche" plattenförmige Elemente 32,40, die jeweils eigenständige Funktionen realisieren. Die "weiteren" Platten sollen dabei einheitlich zu der Seite hin orientiert sein, auf welcher der Anschlußblock 11 liegt; die "zusätzlichen" Platten sollen einheitlich terminologisch auf diejenige Seite hin orientiert sein, die zu dem plattenförmigen Sockel 12 zeigt.
Das Mikrosystem, das im folgenden im Beispiel als Mikropumpe MP bezeichnet wird, hat einen in Figur 1 schematisch ersichtlichen Aufbau aus Außenrotor A und Innenrotorl; der kämmend von innen mit seinen nach außen ragenden Zähnen in den ebenfalls drehbar in der mittleren Platte 30 in dessen Ausnehmung 30a gelagerten Außenrotor A eingreift. Die Drehbewegung auf den Innenrotor I wird über eine Welle 50 übertragen, die mittels eines kurzen, axial gerichteten Stiftes 53 drehstarr mit dem Innenrotor I im Sinne einer Welle/Nabe-Verbindung gekoppelt ist. Diese Mikropumpe wird näher erläutert in der eingangs beschriebenen WO-Schrift, wobei dort Außenrotor 30 und Innenrotor 20 durchgehend so bezeichnet sind, wie hier Außenrotor A und Innenrotor I. Dieses System ist ein Beispiel für die Einbringung beliebiger Mikrosysteme im Innern des in Figur 2a und Figur 2 ersichtlichen Gehäuseaufbaus aus mehreren Schichtstruktur-Elementen 11,20,31,30,32,40,12. Andere Beispiele für Mikrosysteme sind Mikromotoren, die konstruktiv gleich aufgebaut sind, wie die Mikropumpe gemäß Figur 1. Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines kämmenden Sensors oder eines Drehschiebers im Innern des Gehäuses an der Stelle der Ausnehmung 30a. Auch eine Außenzahnradpumpe ist einsetzbar, die entweder über eine Welle oder direkt lose in einer entsprechend gestalteten langovalen Ausnehmung angeordnet ist, in der zwei miteinander kämmende Außenräder als ein erstes und ein zweites Funktionsteil eines fluidisch betriebenen Mikrosystems gelagert sind.
Am deutlichsten wird das Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Betrachtung der Figuren 1,2,2a und 3 in gemeinsamem Blickfeld. Die Explosionszeichnung gemäß Figur 1 zeigt zwei zur Erläuterung zuerst herausgegriffene Schichtstrukturen, den Anschlußblock 11 und den Sockel 12, der näherungsweise plattenförmig ausgebildet ist. Zwischen beiden befindet sich in der Mitte die schon erwähnte Aufnahmeplatte 30 mit der an das Mikrosystem angepaßten Ausnehmung 30a, die hier für eine exzentrische Lagerung des Außenrotors A gegenüber der Gehäuseachse 100, die von der Welle 50 gebildet wird, vorbereitet ist. Zwischen der Aufnahmeplatte 30 und dem Anschlußstück 11 für die Fluidzuführungen, meistens Kunststoffschläuche 60 mit entsprechenden Paßstücken zur Fixierung in Aufnahmeöffnungen 11 a' sind zwei weitere plattenförmige Scheiben 20 und 31 vorgesehen, die auch eine jeweils zentrale Öffnung zur Aufnahme der Welle 50 besitzen. Auf der Seite zwischen der Aufnahmeplatte 30 und dem Anschlußsockel 12, der die Fixiereinrichtungen 13,14 für das axiale Zusammenspannen und Festlegen der Schichtstruktur-Elemente trägt, sind zwei zusätzliche plattenförmige Schichtstruktur-Elemente 32,40 vorgesehen, die ebenfalls eine zentrale Öffnung zur Aufnahme der Welle haben. Die Welle ragt auf der Seite aus dem zusammengespannten Gehäuse gemäß Figur 2a (das spiegelbildlich gegenüber der Figur 1 dargestellt ist) heraus, an der der plattenförmige Sockel 12 vorgesehen ist, um dort einen Antrieb an dem herausragenden Wellenstummel anzuflanschen, was über die dort dargestellte hutförmige Erhebung 71 gemäß der später erläuterten Figur 9 geschieht, auf der anderen Seite steht sie nicht hervor.
Die einzelnen Funktionsträger der Figur 1 sind in Figur 2a zusammengespannt ersichtlich. Dort ist die Mikropumpe MP nur noch schematisch zu erkennen, ebenso wie in Figur 2, allerdings ist der Schichtstruktur-Aufbau mit der Fluidführung von den Schläuchen 60 zum Mikrosystem deutlich zu erkennen, der in einer Schnittdarstellung schematisch in Figur 3 stark vergrößert herausgezeichnet ist.
Figur 3 zeigt dieselben Schichtstruktur-Elemente, die in Figur 1 erläutert worden sind. Ein Kanal 1 verläuft über Kanalsegmente 11 a,20a,20r,31 a und 41 k zur Mikropumpe MP, und auf der in Figur 3 nicht dargestellten spiegelbildlichen Seite gegenüber der Achse 100 von der Mikropumpe MP wieder zurück zum Auslaß des Gehäuses.
Der Aufnahmesockel 11 dient der Aufnahme der Fluidzuführung und der Fixierung der Schläuche. Die Schläuche werden mit Hülsen und Spannelementen, meist Ferrulen, in der zylindrischen Aufnahmebohrung 11a' fixiert und stirnseitig abgedichtet. Von der im Durchmesser sehr viel stärkeren Aufnahmebohrung geht eine im Durchmesser um ein Vielfaches geringere Verbindungsbohrung 11a zum stimseitigen Ende des Aufnahmeblocks 11. Figur 3 zeigt diese Fluidführung im Schema.
An den Aufnahmeblock 11 schließt sich ein fluidlenkender und -führender weiterer plattenförmiger Schichtstruktur-Bauteil an, der gemäß Figur 3 und Figur 2 ein zunächst axial verlaufendes Kanalsegment 20a besitzt. Dieses axiale Kanalsegment 20a geht über in ein radial gerichtetes Kanalsegment 20r, um anschließend erneut in eine axiale Richtung zu verlaufen, was sich dann von selbst ergibt, wenn das radiale Segment direkt auf der vom Einlaß abgewandten Stirnseite des weiteren Schichtbauteils 20 eingebracht ist. Mit der axialen, radialen und erneut axialen Führung wird das Fluid umgelenkt und erlaubt ein näheres Heranführen des Fluids in Richtung zur Welle, wo die Mikropumpe MP zur Aufnahme des Fluids in der Ausnehmung 30a eingesetzt ist. Das plattenförmige Schichtbauteil 20 kann die Axial/Radial-Kanalführung auch dadurch realisieren, daß ein Langloch durchgehend eingebracht wird, das sowohl die axiale Komponente wie auch die radial gerichtete Fluidlenkung übernimmt. Es verbleibt dann kein in Figur 3 noch eingezeichneter Reststeg 21, der sich dann ergibt, wenn das radiale Kanalsegment 20r nicht so tief ist wie das weitere Plattensegment 20 in Axialrichtung hoch ist.
Auf der von der Fluid-Zufuhrseite abgewandten Stirnseite des weiteren plattenförmigen Elementes 20 liegt ein noch weiteres plattenförmiges Element 31, das eine "Nierenplatte" darstellt, in der das Fluid sowohl axial geführt, wie auch umfänglich in einer Niere verteilt auf einen umfänglichen Bereich des Außen- und Innenrotors A/I des Mikrosystems geführt wird. Diese Niere 41k und die axiale Bohrung 31k wird später an den Figuren 6 und 7 genauer erläutert, wo auch Ausschnittsvergrößerungen zur Orientierung, Größe und Gestalt dieser Nieren 41k sowie des axialen Kanalsegmentes 31k dargestellt werden.
Auf der von der Zufuhrseite abgewandten Oberfläche der zweiten weiteren Platte 31 liegt die schon erläuterte Aufnahmeplatte 30 mit einer inneren Öffnung 30a, die exzentrisch gegenüber der Achse 100 gelegen ist. Hier wird die Mikropumpe MP mit ihrem Außenrotor A drehfähig aufgenommen, und das Fluid F erreicht über die umfängliche Niere 41k mehrere Förderkammern der miteinander kämmenden Räder A,I auf der Saugseite.
Zur Schaffung eines hydraulischen Gleichgewichtes sind gleich orientierte und ausgestaltete Nieren 42k in einer zusätzlichen Platte 32 angeordnet, die gegenüber den zuerst beschriebenen Nieren 41k ausgerichtet sind. Diese zweite "Nierenplatte" 32 schließt direkt an die Aufnahmeplatte 30 für das Mikrosystem MP an. Die zweite Nierenplatte trägt somit mit den Ausgleichsnieren 42k umfänglich orientierte Kanalsegmente. Fluid wird in axialer Richtung in diesen Kanalsegmenten nicht abgefördert. Vielmehr kehrt der Fluidstrom nach Verlagerung der Förderkammern der Mikropumpe MP auf die Druckseite auf diejenige andere Seite der Mittelebene des Gehäuseaufbaus zurück, die in Figur 3 nicht dargestellt ist, aber spiegelbildlich leicht vorstellbar ist, um in gleicher Weise das Fluid F von der Mikropumpe MP zum Auslaß und dem zugehörigen Schlauch 60 zu führen. Auch hier wird das Fluid in der ersten weiteren Schichtplatte 20 in radialer Richtung stark verlagert, so daß es von der Welle weg nach außen so geführt wird, daß die Anschlüsse in dem Anschlußblock 11 ohne räumliche Schwierigkeiten fixiert werden können.
Das Schichtbauteil 40, das sich an die zweite Nierenplatte 32 direkt anschließt, trägt keine Kanäle, dient vielmehr der Lagerung der Welle mit einer Wellendichtung 53, die in Figur 1 ersichtlich ist.
An die zweite zusätzliche Platte 40 schließt sich der schon beschriebene Montageblock 12 an, der das Gesamtgehäuse sowohl in axialer Richtung spannen kann, wie auch Montagemöglichkeiten gemäß Figur 2 in Form eines zylindrischen Bundes 71 bietet, um einen Motor an eine Pumpe anzuflanschen und bei umgekehrtem Betrieb mit einem fluidischen Mikromotor in dem Gehäuseaufbau auch eine entsprechende Pumpe auf der anderen Seite antreiben zu können.
Die Lagerung der Welle wird auch an den Figuren 1, 2 und 2a deutlich. Die drehstarre Verriegelung ergibt sich durch einen Stift 53, der in eine entsprechende Ausnehmung des Innenrotors 1 bei der Montage eingreift. Die Welle 50 wird zur präzisen Ausrichtung in zwei mittleren Ausnehmungen der Platten 31 und 32 geführt, die direkt benachbart der Aufnahmeplatte 30 liegen. Die weiteren und zusätzlichen Platten außerhalb dieser nahe der Platte 30 angeordneten und Lagerfunktion übernehmenden Plattenelemente zeigen ein größeres Spiel hinsichtlich der Öffnung für die Welle. In dem Anschlußblock 11 kann eine axiale Wellensicherung 51 vorgesehen sein, die ein axiales Verrücken der Welle 50 verhindert. Auf der anderen Seite der Aufnahmeplatte 30 ist eine Wellendichtung 52 vorgesehen, die das Innere der Pumpe gegen die Umgebung abdichtet und ein hydraulisches Gleichgewicht für die Welle ermöglicht. Die Welle erfährt so keine axial gerichteten Kräfte und ist im hydrostatischen Gleichgewicht. Ist im Sockelblock ein zusätzliches Lager vorgesehen, kann die Wellensicherung 51 entfallen und ebenso ein Eingreifen der Welle in den Anschlußblock.
Die inneren geschichteten Montageplatten 31,30 und 32 sind präzisionsgefertigt, sie weisen hohe Oberflächengüte und hohe Genauigkeit auf, was sowohl die Wellenlagerung 50 als auch die Rotorlagerung A betrifft. Die weiter außen liegenden Platten der Schichtstruktur brauchen nicht die hohe Präzision aufzuweisen, die die inneren Elemente haben. Sie sind vielmehr als Standardbauteile verwendbar und können aus weniger hochwertigen Halbzeugen gefertigt sein. Bevorzugt werden dabei zwei verschiedene Halbzeuge zur Fertigung der plattenförmigen Schichtstrukturen der Figur 1 verwendet; solche höhere Qualität hinsichtlich Oberflächengüte, Planizität und Ebenheit für die Präzisionsplatten und solche mit gerade noch ausreichender Oberflächengüte für die übrigen plattenförmigen Elemente der gesamten Schichtstruktur. Die Fertigung ist so vorteilhaft vereinfacht und kostenreduziert.
Die übrigen Figuren stehen im engen Zusammenhang mit den zuvor erläuterten konstruktiven Gegebenheiten, so werden in den folgenden Figuren die einzelnen Schichten des gesamten Schichtstruktur-Aufbaus erläutert.
Figur 4 verdeutlicht mit gleichen Bezugszeichen die in Figur 1 erläuterten Elemente in einem axialen Schnitt A-A und einem um 90° dagegen versetzten axialen Schnitt B-B sowie einer Aufsicht von derjenigen axialen Seite, aus der die Welle 50 hervorsteht.
Die Stifte 14 halten den Aufbau zentrisch und gegeneinander ausgerichtet. Im Winkel von jeweils 90° sind Bohrungen für Zylinderschrauben 13 vorgesehen, zum Zusammenspannen der mit den Stiften 14 ausgerichtete Schichtanordnung.
In dem Schnitt A-A sind beide umfänglich versetzt in den Schichtstruktur-Elementen vorgesehenen Kanalsysteme 1,2 erkennbar. Sie müssen nicht gegenüber der Achse symmetrisch sein, sie können aber gemäß der Aufsicht in der Figur 4 um 180° gegeneinander verdreht sein. Auf der Anschlußseite im Anschlußblock 11 soll ein hinreichend bemessener Abstand zwischen den im Durchmesser großen Sacklochbohrungen 11 a' bestehen, um die Schläuche und ihre fixierenden Hülsen aufzunehmen, während im Mikrosysteme MP der Fluidstrom möglichst nahe an der Welle 50 benötigt wird. Die radiale Erstreckung des Mikrosystems ist nur gering, und die Verlagerung von dem nahe bei der Achse 50 liegenden Fluiderzeuger oder Fluidverbraucher oder Fluidsensor, je nach Anwendungsart, zum Anschlußblock übernimmt die weitere Platte 20 mit den im wesentlichen radial nach außen verlegten Kanalsegmenten, die selbst nicht die Nieren für die Einlaß- und Auslaßströmung des Mikrosystems besitzt, sondern nur der Fluidführung und der Fluidumlenkung, insbesondere in radialer Richtung dient.
Sowohl in Aufsicht (an den gestrichelten Linien) als auch in der Schnittansicht B-B ist die radiale Fluidumlenkung mit dem Kanalsegment 20r ersichtlich. Sie liegt zwischen einem Axialstück 20a, das direkt an den im Durchmesser geringen Kanalfortsatz 11a anschließt, der von der Aufnahme 11a' ausgeht. Das radiale Kanalsegment 20r mündet in der nächsten Schichtplatte 31 in einer axialen Bohrung, die gegenüber der dann folgenden Niere versetzt ist, was anhand der Figur 5 erläutert werden soll. Zuvor soll noch auf die deutliche Darstellung der drehfesten Verriegelung durch den Stift 53 in der Schnittansicht B-B hingewiesen werden, aus der auch sowohl die Wellendichtung 52 wie auch die axiale Wellensicherung 51 in der plattenförmigen Schichtstruktur erkennbar sind; für das mit der Wellensicherung versehene Ende weist der Anschlußblock 11 eine zentrische Einsenkung auf. Alle Platten sind jeweils mit O-Ringen 55 gegenüber der jeweils nächstfolgenden Platte abgedichtet, wozu jeweils eine Ringnut auf der Stirnseite zumindest einer der aneinanderliegenden Platten vorgesehen ist.
Die Darstellung in Figur 5 zeigt sowohl eine Aufsicht als auch zwei Schnittansichten A-A und B-B. Ausschnittsvergrößerungen des Zentrumsbereiches der Figur 5 sind in der Figur 5a und dazu ein Schnitt entlang Z-Z in der Figur 5b gezeigt.
In Figur 5 ist die erste Nierenplatte 31 erläutert, die zwischen der ersten weiteren Platte 20 und der zur Orientierung als Zentrum der Erläuterung verwendeten Aufnahmeplatte 30 angeordnet ist. Die "weitere" Platte 31 liegt direkt an der Aufnahmeplatte 30 für das Mikrosystem an. In Figur 5a, 5b werden die Lage, Orientierung und Größe der Nieren 41k,41k' sowie der axialen Zuströmbohrungen 31k,31k' deutlich, die an einer vorgegebenen Stelle längs der umfänglichen Erstreckung der Nieren in diese in Radialrichtung versetzt münden.
Figur 5 zeigt die zwei sich um etwas weniger als 180° spiegelsymmetrisch gegenüber der Mittelebene B-B erstreckenden Nieren 41k,41k'. In dem in Aufsicht ersten und zweiten Quadranten (gegen den Uhrzeigersinn orientiert) liegen die Zuströmbohrung 31 k und die nach U-förmiger Umlenkung durch das Mikrosystem - das hier nicht gezeigt ist - den Abfluß besorgende Bohrung 31k'.
Die Vergrößerung in Figur 5b zeigt, daß die mittlere Ausnehmung zur Aufnahme der Welle 50 dient. Die Nieren 41k und 41k' werden in Drehrichtung gesehen (Uhrzeigersinn angenommen), auf der Saugseite - für die Pumpe - in radialer Richtung breiter, um auf der Druckseite - bei der Pumpe - in Drehrichtung von einer größeren Breite auf die geringe Breite sich zurück zu reduzieren. Die Nieren sind in Axialrichtung so tief gestaltet, daß sie die gesamte Platte 31 durchsetzen, also axiale Kanäle bilden, gleichzeitig bilden sie umfänglich orientierte Kanäle. In Axialrichtung wird der Querschnitt für Zufluß und Abfluß noch dadurch vergrößert, daß eine zusätzliche Bohrung 31k, 31k' mit einem größeren Durchmesser angeordnet wird, als die Niere an der Stelle an radialer Breite besitzt, an der die Bohrung sie anschneidet. Die beiden Fahrstrahlen C und C' zeigen die Winkelorientierung jeweils gegenüber der Mittelebene B-B; sie liegt im Bereich zwischen 75° und 85° im ersten und zweiten Quadranten.
An den beschriebenen Ankopplungsbereichen zu den Nieren liegen die Bereiche des größten Volumenstroms beim Betrieb des Mikrosystems, sowohl bei Zufluß als auch beim Abfluß, was sich aus der Art der Vergrößerung und Reduzierung der Volumenkammern bei der Drehung ergibt. Genau hier, wo der größte Volumenstrom im Betrieb entsteht, liegen die zusätzlich den Abströmquerschnitt und Zuströmquerschnitt vergrößernden axialen Bohrungen, die nicht ganz durchgehend durch die Platte 31 verlaufen, sondern als angesetzte Sacklochbohrungen vorgesehen sind.
Herstellungstechnisch wird zuerst die Sacklochbohrung 31k oder 31k' eingebracht und anschließend mit einem Erodierverfahren die Form der Niere 41k, 41k' hinzugefügt, so daß sich der kombinatorische axial erweiterte Zuströmweg mit dem umfänglich orientierten Nierenvolumen ergibt. Figur 5b zeigt diese Orientierung deutlich, entlang des Schnittes Z-Z, der in Figur 5a dargestellt ist.
Eine zusätzliche Platte 32, die auf der anderen Seite der in Figur 6 dargestellten Aufnahmeplatte 30 mit exzentrischer Öffnung 30a angeordnet ist, zeigt Figur 7. Hier sind - zum direkten Vergleich mit der Figur 5 in Aufsicht noch die Achsen A-A und B-B um 90° zu verdrehen, so daß die Nieren direkt übereinander liegen. Hier handelt es sich um die Ausgleichsnieren 42k' und 42k. Diese Ausgleichsnieren liegen direkt gegenüber den Zuström- und Abströmnieren 41k und 41k'. Sie haben gleiche Form, gleiche umfängliche Erstreckung und gehen auch ganz in axialer Richtung durch die zusätzliche Platte 32 hindurch, womit sie sowohl ein axiales Kanalsegment als auch ein umfängliches Kanalsegment bilden. Das axiale Kanalsegment endet aber an der Oberfläche der zusätzlichen Platte 32.
Die erste weitere Platte 20, die anhand der Figur 4 schon eingehend erläutert war, ist zur zusätzlichen Veranschaulichung in Figur 8 in Aufsicht und in einer Schnittdarstellung A-A gezeigt. Die Schnittdarstellung veranschaulicht den Strömungsweg des Fluids F mit der gestrichelt eingezeichneten U-förmigen Umlenkung des Mikrosystems. Jedes der fluidlenkenden zusammengesetzten Kanalsegmente setzt sich zumindest aus einem axialen Segment 20a und einem radialen Segment 20r zusammen. Die radialen Segmente können noch ein wenig in Umfangsrichtung geneigt sein, wie aus der Aufsicht ersichtlich ist. In besonders fertigungstechnisch günstiger Weise können die radialen Segmente gänzlich ausgefräste oder durch Drahterosion gefertigte längliche Öffnungen sein, die dann sowohl eine axiale Zuströmung 20a als auch eine dem Langloch folgende radiale Fluidumlenkung realisieren.
Der Aufbau der zuvor anschaulich erläutert worden ist, ist in Gesamtzusammenstellung schematisch in der Figur 9 als Gehäuseaufbau G erkennbar, zu dem Anschlüsse 60,61 führen. Die Welle 50 steht hervor in Richtung eines anzuflanschenden Motors M, der seinerseits einen Wellenzapfen 59 besitzt. Die Kopplung dieser beiden Wellenzapfen, ohne radialen Versatz und axial genau fluchtend, verläuft über ein Kupplungsstück 80, das auf beiden Stirnseiten eine jeweils genau vorgegebene Bohrung 81,82 besitzt, die zumeist als runde Öffnung präzisionsgefertigt ist. Ein jeweiliges Bundstück 71,72 ist an der Stirnseite des Gehäuses G für das Mikrosystem und an der Stirnseite des Motors M so angeordnet, daß sie genau in die Bohrungen 81,82 passen. Die zylindrischen Öffnungen 81,82 sind zueinander genau ausgerichtet, und werden die beiden funktionstragenden Elemente M,G in diese Öffnungen eingesetzt, so fluchten die Achsen 59,50. Vor dem Einsetzen erfolgt das Ansetzen eines Wellenverbinders 58, der zunächst lose auf das Wellenende 50 aufgesteckt wird, um dann gemeinsam mit diesem in die Aufnahme 81 eingeschoben zu werden, bis der Bund 71 am Gehäuseaufbau G eng anliegend in der Aufnahme 81 zu liegen kommt. Von der anderen Seite wird der Motor M aufgesteckt, bei dem der Bund 72 in gleicher Weise in die Öffnung 82 eingepaßt wird. Dann wird an dem Wellenverbinder 58 eine jeweilige Fixierung der Wellen 50 und 59 vorgenommen, so daß die Antriebsverbindung zentrisch ausgerichtet, ohne Radialversatz feststeht. Eine zusätzliche Abdeckung H kann als Manschette mit einer ggf. gefasten Mehrkant-Außenstruktur über das Kupplungsstück 80 geschoben werden, so daß sich ein Aufbau ergibt, der mittig einen nach außen mehrkantig erscheinenden Verbinder, links ein erstes Funktionselement G und rechts ein zweites Funktionselement M aufweist. Motor M und Pumpengehäuse G können ebenso vertauscht werden, wie auch zwei Gehäuseaufbauten G aneinandergeflanscht werden können, wobei einer einen fluidischen Motor und der andere eine fluidische Pumpe aufnimmt. Eine Kaskadierung ist möglich.
In Figur 9 ist der Gehäuseaufbau G mit einer Außenfläche versehen, die zylindrisch erscheint. Ebenso ist hier eine Mehrkant-Außenfläche möglich, die auch in Achsrichtung im wesentlichen gleichmäßig verlaufende Seitenflächen besitzt, um in Achsrichtung gerichtet keine Stufen zu haben.
Zur Sicherung gegen Vertauschen können die in der Figur 9 erläuterten zylindrischen Bohrungen 81,82 einen unterschiedlichen Durchmesser besitzen, angepaßt an die jeweiligen Bünde 72,71 der für sie bestimmten Funktionsteile G,M.
Zum Kupplungsstück 80 sei noch erwähnt, daß es zwischen den Stimflächen einen hohlen Durchgang besitzt, der zusätzlich seitlich durch zwei Ausnehmungen 83,84, die sekanten-förmig und spiegelbildlich verlaufen, von außen zugänglich ist.
Zur Fertigungstechnik sei erwähnt, daß die plattenförmige Schichtstruktur in der Figur 2 nicht nur gleich starke (gleich dicke) Platten zeigt, es aber vorteilhaft wäre, alle Platten aus derselben Schichtstärke zu fertigen. An der Figur 3 kann schematisch ersehen werden, daß der Kanal, der durch diese, im wesentlichen gleich starken Platten verläuft, entlang seiner Erstreckung im wesentlichen denselben Querschnitt aufweist, um Totvolumina zu vermeiden.

Claims (21)

  1. Gehäuse zur inneren Aufnahme und Lagerung einer Fluid (F) fördernden Mikropumpe, insbesondere einer Mikrozahnringpumpe (MP;A,I), mit einem nach innen gezahnten Außenrad (A) und einem damit kämmenden, nach außen gezahnten Innenrad (I), das mit einer langgestreckten axialen Welle (50) im drehfesten Eingriff (53) steht, wobei das Gehäuse aufweist
    (a) eine langgestreckte axiale Öffnung zur Aufnahme der Welle (50) der Mikropumpe, welche Öffnung eine Gehäuseachse (100) definiert;
    (b) mehrere, zumindest drei, sich senkrecht zur Gehäuseachse (100) erstreckende Schichtstruktur-Elemente (20;30;31;32;40;11;12), von denen
    (aa) eines als Aufnahmeplatte (30) mit einer axial gerichteten Ausnehmung (30a) ausgebildet ist, zur drehfähigen Aufnahme des Außenrades (A);
    (bb) eines als Anschlußblock (11) ausgebildet ist, mit einer gleichseitigen Anbringung zumindest eines Einlaßanschlusses und eines Auslaßanschlusses (60), geeignet zur Zuführung bzw. Abführung des Fluids (F);
    (cc) eines als Sockelblock (12) zur Aufnahme von axial gerichteten Montage- oder Spannelementen (13,14) für die anderen Schichtstruktur-Elemente
    ausgebildet ist;
    (c) ein weiteres plattenförmiges Schichtstruktur-Element (31;20) zwischen dem Anschlußblock (11) und der Aufnahmeplatte (30), welches Element axial gerichtete Kanalsegmente (20a;31k,31k'), umfänglich orientierte Kanalsegmente (41k,41k') oder radial gerichtete Kanalsegmente (20r) oder eine beliebige Kombination davon (20a,20r) trägt,
    geeignet zur Durchleitung von Fluid (F)
    (1) aus dem einen Anschluss des Anschlußblocks (11) zur Ausnehmung (30a) der Aufnahmeplatte (30) und
    (2) zurück zu dem anderen Anschluss des Anschlußblocks.
  2. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem die axial, umfänglich und/oder radial gerichteten Kanalsegmente
    einen durchgehenden ersten Kanal vom Einlaßanschluss zur Ausnehmung (30a) für die Mikropumpe (MP) bilden, um Fluid zuzuführen, und
    einen weiteren Kanal in den Schichtstruktur-Elementen umfänglich versetzt bilden, zur Abfuhr von Fluid (F) von der Ausnehmung (30a) zum Auslaßanschluß (60).
  3. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem umfänglich orientierte Kanalsegmente (41k,41k') in dem weiteren plattenförmigen Schichtstruktur-Element (31) als Nieren ausgebildet sind, die zur Oberfläche der benachbarten Schichtstruktur-Elemente hin axial offen sind, um direkt an eine Stirnseite des Außenrades und Innenrades (A,I) der Mikropumpe anzugrenzen, wenn sie in der Ausnehmung (30a) der Aufnahmeplatte (30) gelagert ist.
  4. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem die Ausnehmung (30a) als zylindrische Öffnung gegenüber der Gehäuseachse (100) exzentrisch in der Aufnahmeplatte (30) angeordnet ist, zur exzentrischen Lagerung des Außenrades (A) gegenüber dem Innenrad (I), das drehfest im Eingriff mit der in der Gehäuseachse (100) angeordneten Welle (50) steht.
  5. Gehäuse nach Anspruch 3, bei dem das weitere plattenförmige Schichtstruktur-Element (31) eine Dicke aufweist und zumindest ein axiales Kanalsegment (31k,31k') vorgesehen ist, das gegenüber der jeweiligen Niere (41k,41k') radial versetzt ist und eine Länge besitzt, die kleiner ist als die Dicke des weiteren plattenförmigen Elementes (31).
  6. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem noch ein plattenförmiges Schichtstruktur-Element (31,20) zwischen der Aufnahmeplatte (30) und dem Anschlußblock (11) angeordnet ist, um zwei weitere Elemente zu ergeben.
  7. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 6, bei dem das plattenförmige Schichtstruktur-Element (20) radial gerichtete Kanalsegmente (20r) aufweist, um den Fluidstrom (F) von der axialen Wellenöffnung zur Aufnahme der Welle (50) weg nach radial außen zu verlegen.
  8. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem ein zusätzliches plattenförmiges Schichtstruktur-Element (32) zwischen der Aufnahmeplatte (30) und dem Sockelblock (12) angeordnet ist, das axial gerichtete Kanalsegmente oder umfänglich orientierte Kanalsegmente (42k,42k') oder beides aufweist.
  9. Gehäuse nach Anspruch 8, bei dem die Kanalsegmente als Nieren (42k,42k') in radialer und umfänglicher Richtung ausgebildet sind, und axial durch das zusätzliche Element (32) durchgehend verlaufen.
  10. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem zwischen der Aufnahmeplatte (30) für die Mikropumpe und dem Sockelblock (12) zur Aufnahme der Montage- oder Spannelemente zumindest ein zusätzliches plattenförmiges Schichtstruktur-Element (40,32) angeordnet ist und zwischen der Aufnahmeplatte (30) und dem Anschlußblock (11) zumindest zwei plattenförmige Schichtstruktur-Elemente (20,31) angeordnet sind, welche Elemente durch die Montage oder Spannelemente (13) in axialer Richtung zusammenspannbar und gegeneinander fixierbar sind.
  11. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse eine äußere, umfänglich orientierte Oberfläche besitzt, die in Axialrichtung ausgerichtet im wesentlichen gleichmäßig verläuft, insbesondere die äußere Oberfläche zylindrisch ausgebildet ist.
  12. Gehäuse nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem zumindest zwei plattenförmige Schichtstruktur-Elemente aus derselben Ausgangsplatte hergestellt sind, die über die ganze Oberfläche eine für die Planizität und Oberflächengüte der Schichtstruktur-Elemente (30,31,32) nahe der Mikropumpe erforderliche Oberflächenstruktur besitzt.
  13. Gehäuse nach Anspruch 12, bei dem alle inneren plattenförmigen Schichtstruktur-Elemente (30,31,32,40,20) im wesentlichen die gleiche Dicke als axiale Höhe besitzen.
  14. Gehäuse nach Anspruch 2, bei dem der Zufuhrkanal und der Abfuhrkanal einen über seine Länge zwischen Anschlußblock (11) und Aufnahmeplatte (30) weitgehend konstanten Querschnitt aufweist.
  15. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem in der Wellenöffnung zur Aufnahme der Welle (50) zwei plattenförmige Schichtstruktur-Elemente (31,32) zur Lagerung der Welle (50) ausgebildet sind, welche Elemente beiderseits direkt an der Aufnahmeplatte (30) anliegen.
  16. Gehäuse nach Anspruch 5, bei dem das axiale Kanalsegment (31k,31k') einen Durchmesser aufweist, der größer als die Breite der Niere an der umfänglichen Stelle ist, an der das axiale Kanalsegment auf die Niere (41k,41k') trifft.
  17. Gehäuse nach Anspruch 5, bei dem umfänglich zwei Nieren (41k,41k') gegenüber einer Mittelebene (B-B) des Gehäuses spiegelsymmetrisch angeordnet sind, die Breite jeder Niere sich umfänglich stetig verändert und das jeweilige axiale Kanalsegment (31k,31k') an einer umfänglichen Stelle auf die jeweilige Niere trifft, an der ein Volumenstrom eines im Betrieb geförderten Fluidstroms am größten ist.
  18. Gehäuse nach Anspruch 17, bei dem das axiale Kanalsegment (31k,31k') mit einem Fahrstrahl (C,C') zu seiner Mittelachse gegenüber der Mittelebene auf einer oder beiden Seiten um zwischen im wesentlichen 75° bis 85° verdreht angeordnet ist.
  19. Gehäuse nach Anspruch 2, bei dem der erste und der zweite Kanal jeweils ein axial und ein radial gerichtetes Kanalsegment in dem weiteren plattenförmigen Schichtstruktur-Element (20) aufweisen.
  20. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem eine Kombination aus einem im wesentlichen radial orientierten Kanalsegment und einem axialen Kanalsegment zusammen eine im wesentlichen radial (20a,20r) orientierte längliche Öffnung bildet, deren axiale Höhe mit der Schichtdicke des plattenförmigen Schichtstruktur-Elementes (20) übereinstimmt.
  21. Verfahren zur inneren Aufnahme und Lagerung eines fluiddurchsetzenden Mikrosystems (MP;A,I), wie Mikrozahnringpumpe, Mikrofluidsensor oder Mikrozahnringmotor, das ein erstes Funktionselement (A) und ein damit in Eingriff stehendes zweites Funktionselement (I) aufweist, wobei
    (a) von mehreren sich senkrecht zu einer Gehäuseachse (100) erstreckenden Schichtstruktur-Elementen (20;30;31;32;40;11;12)
    (aa) eines als Aufnahmeplatte (30) mit einer axial gerichteten Ausnehmung (30a) das erste und zweite Funktionselement (A) des fluidischen Mikrosystems aufnimmt;
    (bb) eines als Anschlußblock (11) Einlaß- und Auslaßanschluß (60) trägt, zur Zuführung und Abführung von Fluid (F) zum und vom Mikrosystem;
    (b) ein weiteres plattenförmiges Schichtstruktur-Element (20) zwischen dem Anschlußblock (11) und der Aufnahmeplatte (30) einen Zufuhrkanal und einen Abfuhrkanal bereitstellt, und jeder davon mit einem axial gerichteten Kanalsegment (20a) und einen im wesentlichen radial gerichteten Kanalsegment (20r) Fluid (F) zwischen jeweils einem Anschluß des Anschlußblocks (11) und der Ausnehmung (30a) der Aufnahmeplatte (30) durchleitet.
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DE (3) DE19843161C2 (de)
WO (1) WO2000017523A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225851A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008032816A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-14 Mahle International Gmbh Konditioniermodul zum Konditionieren von an sich ruhenden Flüssigkeiten
DE102011001041B9 (de) 2010-11-15 2014-06-26 Hnp Mikrosysteme Gmbh Magnetisch angetriebene Pumpenanordnung mit einer Mikropumpe mit Zwangsspuelung und Arbeitsverfahren
US8807972B2 (en) * 2011-04-15 2014-08-19 Hydro-Aire Inc. Housingless positive displacement pump assembly
DE102011051486B4 (de) * 2011-06-30 2023-06-01 Hnp Mikrosysteme Gmbh Pumpenanordnung mit Mikropumpe und Lagerelement

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2655108A (en) * 1948-05-24 1953-10-13 Webster Electric Co Inc Pump
US2956512A (en) * 1957-05-02 1960-10-18 Robert W Brundage Hydraulic pump or motor
FR2088898A5 (de) * 1970-04-29 1972-01-07 Ferodo Sa
US3824047A (en) * 1973-03-23 1974-07-16 Dermott H Mc Floating rotary ring member of fluid displacement device
US3799201A (en) * 1973-04-05 1974-03-26 Danfoss As Distributor valve for an internally shafted orbital piston machine
US4697997A (en) * 1978-05-26 1987-10-06 White Hollis Newcomb Jun Rotary gerotor hydraulic device with fluid control passageways through the rotor
FR2454513A1 (fr) * 1979-04-20 1980-11-14 Micro Mega Sa Distributeur pour l'alimentation progressive et reversible d'un moteur a air en particulier pour piece a main de dentiste
CA1217089A (en) * 1982-03-23 1987-01-27 Hollis N. White, Jr. Rotary gerotor hydraulic device with fluid control passageways through the rotor
CH661323A5 (de) * 1983-09-21 1987-07-15 Walter Weber Zahnradpumpe.
US5181835A (en) * 1991-05-15 1993-01-26 Cook Manufacturing Corporation Hydraulic pump
EP0769621A1 (de) * 1995-09-26 1997-04-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Mikropumpe und Mikromotor
US5797734A (en) * 1996-11-26 1998-08-25 Chrysler Corporation Pump for hot and cold fluids

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225851A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem

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