EP4660458A2 - Mikromembranpumpeinrichtung - Google Patents

Mikromembranpumpeinrichtung

Info

Publication number
EP4660458A2
EP4660458A2 EP25210136.5A EP25210136A EP4660458A2 EP 4660458 A2 EP4660458 A2 EP 4660458A2 EP 25210136 A EP25210136 A EP 25210136A EP 4660458 A2 EP4660458 A2 EP 4660458A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
embedded section
actuator
shaped
pump device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25210136.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4660458A3 (de
Inventor
Agnes Bussmann
Lorenz GRÜNERBEL
Christian Wald
Sebastian Kibler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to EP25210136.5A priority Critical patent/EP4660458A3/de
Publication of EP4660458A2 publication Critical patent/EP4660458A2/de
Publication of EP4660458A3 publication Critical patent/EP4660458A3/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive
    • F04B43/043—Micropumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/02—Piston parameters
    • F04B2201/0206—Length of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive
    • F04B43/043—Micropumps
    • F04B43/046—Micropumps with piezoelectric drive

Definitions

  • the present invention relates to a microdiaphragm pump device for pumping a fluid.
  • Microdiaphragm pump devices are described, for example, in the documents AU 2015308144 A1 and US 20160153444 A1 known.
  • the object of the present invention is to improve such known micromembrane pump devices.
  • the fluid to be pumped can be a liquid or a gas.
  • the pump chamber is a closed cavity into which the fluid can be admitted via an inlet valve and from which it can be discharged via an outlet valve. Both the inlet and outlet valves can be passive valves.
  • the diaphragm assembly is part of a housing that surrounds the pump chamber and is elastically deformable, allowing the volume of the pump chamber to change. When the volume increases, fluid is drawn into the pump chamber, and when the volume decreases, fluid is forced out. By periodically increasing and decreasing the volume of the pump chamber, a defined fluid flow rate can be achieved.
  • the diaphragm device includes a plate-shaped actuator designed to deform the diaphragm device in such a way as to change the volume of the pump chamber.
  • the plate-shaped actuator is preferably electrically operated.
  • a plate-like shape of a body is understood to mean that the body has a significantly smaller extent in one spatial direction than in the other two.
  • the actuator can be round or polygonal when viewed from above.
  • an influencing device which influences the plate-shaped actuator in order to achieve the desired volume change of the pump chamber. to influence.
  • the influencing device can be an electrical influencing device that generates electrical signals which are supplied to the actuator to influence it.
  • the membrane assembly features an elastically deformable membrane body that defines the pump chamber and is plate-shaped.
  • the membrane body can be attached to a frame or bracket of the housing, for example. Alternatively, it can be formed integrally with other parts of the housing.
  • the plate-shaped actuator is located on the side of the plate-shaped membrane body facing away from the pump chamber. It is therefore not in direct contact with the fluid being pumped, which particularly simplifies the transmission of electrical signals from the control device to the actuator.
  • the plate-shaped actuator is attached to the plate-shaped membrane body by means of an electrically insulating adhesive layer.
  • This adhesive layer is designed to transmit forces from the actuator to the membrane body, thereby enabling deformation of the membrane body and consequently a change in the volume of the pump chamber.
  • the electrically insulated nature of the adhesive layer ensures that the plate-shaped actuator is electrically isolated from the membrane body. This allows the use of a plate-shaped actuator that is electrically powered independently of ground on its side facing the membrane body, even if the membrane body is electrically conductive.
  • the actuator can have a height between 30 ⁇ m and 2000 ⁇ m, particularly between 45 ⁇ m and 1500 ⁇ m, to ensure the required forces. It should exhibit high stiffness, good adhesive properties, and resistance to environmental influences (humidity, solvents, temperature, radiation (often used for sterilization in medical devices)). Furthermore, it should be fracture-resistant, fatigue-resistant, and electrically dielectric-resistant.
  • the electrically insulated design of the adhesive layer is also advantageous if the membrane body is electrically insulating, since in this case the electric field strength between the actuator and the fluid to be pumped is reduced. This prevents electrical arcing between the actuator and the fluid. This is particularly advantageous when the plate-shaped actuator is operated at higher electrical voltages, for example in the range of 20 V to 400 V.
  • the adhesive layer should be as thin as possible on both sides of the embedded section of the substrate. It should exhibit high stiffness, good adhesion properties, and resistance to environmental influences (moisture, solvents, temperature, radiation (which is frequently used for sterilization in medical devices)). Furthermore, it should be fracture-resistant, durable, non-conductive, and electrically dielectric resistant.
  • an embedded section of a carrier body is arranged, on the surface or inside of which a deformation sensor is arranged, which can detect the volume of the pump chamber over time by detecting a deformation of the membrane device.
  • the embedded section of the carrier body can be less than 500 ⁇ m thick to ensure the required flexibility. It should exhibit high stiffness, good adhesion properties, and resistance to environmental influences (moisture, solvents, temperature, radiation (often used for sterilization in medical devices)). Furthermore, it should be fracture-resistant, fatigue-resistant, non-conductive, and electrically dielectrically resistant.
  • the influencing device, the plate-shaped actuator and the deformation sensor form a closed control loop for regulating the ratio caused by the micromembrane pump devices between a volume change of the pump chamber (2) during a working cycle of the micromembrane pump device (1) and a duration of the working cycle of the fluid.
  • a closed-loop control circuit is generally defined as a self-contained system for influencing a physical quantity in a technical process or other systems.
  • the essential feature here is the direct or indirect feedback of the current value of the controlled variable to the controller, which counteracts any deviation from the setpoint (negative feedback).
  • the controller's task is to counteract disturbances and define the time response of the controlled variable with respect to static and dynamic behavior according to specified requirements.
  • control device assumes the function of a controller.
  • the controlled variable is the ratio between the volume change of the pump chamber during a working cycle of the microdiaphragm pump device and the duration of the working cycle.
  • the working cycle comprises a phase in which the fluid is admitted into the pump chamber via the inlet valve and a further phase in which the fluid is discharged via the outlet valve. Under normal operating conditions, this ratio corresponds to the volumetric flow rate of the respective fluid.
  • the volumetric flow rate is measured indirectly from the known duration of the working cycles, which is determined by the control device, and from the known deformation of the diaphragm device, which is detected by the deformation sensor.
  • the indirect measurements are transmitted to an influence device, so that if the volume flow deviates from a setpoint, the control of the plate-shaped actuator can be adjusted to achieve the desired volume flow.
  • the volume flow can be influenced by increasing or decreasing the amplitude of the volume change in the pump chamber.
  • the frequency of the volume change in the pump chamber can be increased or decreased.
  • volumetric flow rate is significantly faster, more accurate, simpler, and cheaper than a direct measurement of the volumetric flow rate with known flow sensors, which, for example, use an impeller, thus allowing for much better control of disturbances.
  • the proposed microdiaphragm pump system proves superior to pump systems in which individual disturbances, such as temperatures and pressures, are detected by sensors and used in an open-loop control circuit of the pump system.
  • the proposed control loop allows for significantly more precise control of the volume flow rate than is possible with unregulated control devices.
  • the use of a deformation sensor and its placement in the adhesive layer between the membrane body and the actuator enables highly precise feedback of the actual volume flow rate value to the control device.
  • the micromembrane pump device according to the invention can be advantageously used whenever highly precise dosing of a fluid is required, for example, when mixing different fluids.
  • it can be used in the medical field for dosing medications or for mixing medication components.
  • the adhesive layer lies flat, in particular over the entire surface, against a side of the plate-shaped actuator facing the membrane body, and/or the adhesive layer lies flat, in particular over the entire surface, against a side of the membrane body facing the plate-shaped actuator.
  • the adhesive layer comprises a cured liquid adhesive, a cured adhesive paste, and/or an adhesive film.
  • Liquid adhesives, adhesive pastes, and adhesive films are easy to handle during the manufacture of the diaphragm pump device and exhibit sufficiently good adhesive properties to reliably transmit the required forces from the actuator to the diaphragm body, thereby increasing the dosing accuracy.
  • the adhesive layer comprises a temperature-curing material, an anaerobically curing material, a UV-curing material, an activator-curing material, a humidity-curing material, a drying-curing material, and/or a hot-melt adhesive material.
  • a temperature-curing material an anaerobically curing material, a UV-curing material, an activator-curing material, a humidity-curing material, a drying-curing material, and/or a hot-melt adhesive material.
  • Such adhesive materials are easy to handle in the manufacture of the diaphragm pump device and exhibit sufficiently good adhesive properties to reliably transmit the required forces from the actuator to the diaphragm body, thereby increasing the metering accuracy.
  • the plate-shaped actuator is an electromagnetic actuator, a single- or multi-layer piezoelectric actuator, a A shape memory actuator or a bimetallic actuator.
  • Single-layer piezoelectric actuators have one electrical connection on their underside and one on their top side. Since the adhesive layer is non-conductive in the invention, the single-layer piezoelectric actuator can be powered symmetrically with respect to ground.
  • both electrical contacts are arranged on the side facing the crane body, with the non-conductive properties of the adhesive layer preventing a short circuit.
  • Shape memory actuators or bimetallic actuators can also be used without problems due to the insulating properties of the adhesive layer.
  • the carrier body comprises one or more electrically insulating materials.
  • Polyimides are particularly suitable, for example.
  • the support body comprises glass, one or more semiconductor materials, one or more composite materials, one or more polymeric materials, or one or more ceramic materials.
  • the deformation sensor is a strain gauge, in particular a resistive, capacitive or piezoresistive strain gauge.
  • the deformation sensor is a force sensor.
  • the membrane body comprises a metal, a semiconductor material and/or a plastic.
  • At least part of the evaluation electronics for evaluating signals from the deformation sensor is arranged on or in the carrier body. This improves interference immunity, which ultimately benefits dosing accuracy.
  • the influencing device is for detecting operational malfunctions of the micromembrane pump device.
  • the system is designed based on measurement signals from the deformation sensor.
  • malfunctions can occur repeatedly. For example, the inlet or outlet valve may become jammed by particles, the actuator may fail, an air bubble may enter the pump chamber in the case of a liquid fluid, and many other things.
  • Such malfunctions are detectable in the measurement signals of the deformation sensor because they affect the deformation of the diaphragm assembly or directly influence the actuator.
  • the carrier body has a non-embedded section that extends out of the adhesive layer. Contacts for tapping measurement signals from the deformation sensor are attached to this non-embedded section and are electrically connected to the deformation sensor.
  • the electrical connections between the contacts for the deformation sensor and the deformation sensor itself can be formed on or within the carrier body, so that they are mechanically protected and electrically insulated from both the actuator and the membrane body.
  • a heating wire is arranged on or within the embedded section.
  • the heating wire allows the fluid to be pumped to be heated. Additionally, the heating wire can be used during the manufacture of the micromembrane pump device to heat the adhesive layer and cure it, provided the adhesive layer comprises a heat-curing material.
  • the heating wire can be supplied with electrical energy either by the control device or by an external device.
  • the carrier body has a non-embedded section that extends from the adhesive layer. Contacts for supplying electrical energy to the heating wire are attached to this non-embedded section and are electrically connected to the heating wire.
  • the electrical connections between the contacts for the heating wire and the heating wire itself can be formed on or within the carrier body, thus providing mechanical protection and electrical insulation from both the actuator and the membrane body.
  • a temperature sensor is arranged on or in the embedded section. Measurement signals from the temperature sensor can, for example, be supplied to the control device or an external device that supplies the heating wire with electrical energy. In this way, the heating effect of the heating wire can be controlled during the manufacture of the microdiaphragm pump device or during its operation.
  • the carrier body has a non-embedded section that extends from the adhesive layer, with contacts for tapping measurement signals from the temperature sensor being attached to this non-embedded section and electrically connected to the temperature sensor.
  • the electrical connections between the contacts for the temperature sensor and the temperature sensor itself can be formed on or within the carrier body, so that they are mechanically protected and electrically insulated from both the actuator and the membrane body.
  • a condition sensor in particular a humidity sensor or a chemical sensor, is arranged on or in the embedded section to monitor the condition of the adhesive layer.
  • the measurement signals of the condition sensor can be supplied to the control device.
  • the control device can detect age-related or externally caused deterioration of the adhesive layer's condition before the adhesive layer fails, which can be particularly advantageous in medical applications.
  • the carrier body has a non-embedded section that extends from the adhesive layer, wherein contacts for tapping measurement signals from the condition sensor are attached to the non-embedded section and are electrically connected to the condition sensor.
  • the electrical connections between the contacts for the condition sensor and the condition sensor can be formed on or in the carrier body, so that they are mechanically protected and electrically insulated from both the actuator and the membrane body.
  • the embedded section of the carrier body viewed in the direction from the plate-shaped actuator to the plate-shaped membrane body, has an area that is smaller than the area of the plate-shaped membrane body facing the embedded section of the carrier body, and which is smaller than the area of the plate-shaped actuator facing the embedded section of the carrier body.
  • the embedded section of the carrier body has at least one through-hole extending from a side of the embedded section of the carrier body facing the plate-shaped actuator to a side of the embedded section of the carrier body facing the plate-shaped membrane body. This ensures that the adhesive layer extends continuously from the actuator to the membrane body in the area of the through-hole. This results in particularly good force transmission between the actuator and the membrane body.
  • the embedded section of the carrier body viewed in the direction from the plate-shaped actuator to the plate-shaped membrane body, has an edge which has indentations.
  • the adhesive layer extends without interruption from the actuator to the membrane body. Since a large part of the forces generated by the actuator are transferred to the adhesive layer in an edge region of the actuator, this results in a particularly good transfer of forces from the actuator to the membrane body.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a micromembrane pump device 1 according to the present invention in a schematic side view.
  • the adhesive layer 9 lies flat, in particular over the entire surface, on a side of the plate-shaped actuator 6 facing the membrane body 8 and/or the adhesive layer 9 lies flat, in particular over the entire surface, on a side of the membrane body 8 facing the plate-shaped actuator 6.
  • the adhesive layer 9 comprises a cured liquid adhesive, a cured adhesive paste and/or an adhesive film.
  • the adhesive layer 9 comprises a temperature-curing material, an anaerobically curing material, a UV-curing material, an activator-curing material, a humidity-curing material, a drying-curing material and/or a hot melt adhesive material.
  • the plate-shaped actuator 6 is an electromagnetic actuator, a single- or multi-layer piezoelectric actuator, a shape memory actuator or a bimetallic actuator.
  • the carrier body 11 comprises one or more electrically insulating materials.
  • the support body 11 comprises glass, one or more semiconductor materials, one or more composite materials, one or more polymeric materials or one or more ceramic materials.
  • the deformation sensor 12 is a strain gauge, in particular a resistive, capacitive or piezoresistive strain gauge.
  • the deformation sensor 12 is a force sensor.
  • the membrane body 8 comprises a metal, a semiconductor material and/or a plastic.
  • At least part of an evaluation electronics for evaluating signals from the deformation sensor 12 is arranged on or in the carrier body 11.
  • the influencing device 7 is designed to detect operational malfunctions of the micromembrane pump device 1 on the basis of measurement signals MS of the deformation sensor 12.
  • the carrier body 11 has a non-embedded section 13 which is brought out of the adhesive layer 9, wherein contacts 14 for tapping measurement signals MS of the deformation sensor are attached to the non-embedded section 13, which are electrically connected to the deformation sensor.
  • the deformation sensor 12 is electrically connected to contacts 14, which are arranged on the unembedded section 13 of the carrier body 11.
  • the contacts 14, are electrically connected to the influence device 7 via a measuring line 15, so that measurement signals MS from the deformation sensor 12 can be transmitted to the influence device 7.
  • the influence device Based on the measurement signals MS, the influence device generates Seven control signals ST are transmitted to the actuator 6 via a control line 16 and control it.
  • the control signals ST can also serve to supply power to the actuator 6.
  • Figure 1 shows a second embodiment of a micromembrane pump device 1 according to the present invention in a schematic side view.
  • the embodiment of the Figure 2 based on the embodiment of the Figure 1 , so that only the differences will be described and explained below.
  • a heating wire 17 is arranged on or in the embedded section 10.
  • the carrier body 11 has a non-embedded section 13 which is brought out of the adhesive layer 9, wherein contacts 18 for supplying electrical energy EE to the heating wire 17 are attached to the non-embedded section 13 and are electrically connected to the heating wire 17.
  • a temperature sensor 20 is arranged on or in the embedded section 10.
  • the carrier body 11 has a non-embedded section 13 which is brought out of the adhesive layer 9, wherein contacts 21 for tapping measurement signals TMS of the temperature sensor 20 are attached to the non-embedded section 13, which are electrically connected to the temperature sensor 20.
  • the heating wire 17 is electrically connected to contacts 18 formed on the non-embedded section 13 of the carrier body 11.
  • the contacts 18 are connected to the control unit 7 via a supply line 19, enabling the control unit 7 to supply the heating wire 17 with electrical energy EE.
  • This allows the fluid FL to be heated in a controlled manner by the control unit 7.
  • the adhesive layer 9 can be heated to cure it.
  • the electrical energy EE could also be provided by an institution independent of the influencing institution 7.
  • the temperature sensor 20 is connected to contacts 21 formed on the non-embedded section 13 of the carrier body 11.
  • the contacts 21 are connected to the control unit 7 via a measuring line 22, so that measurement signals TMS from the temperature sensor 20 can be transmitted to the control unit 7.
  • the measurement signals TMS can be used by the control unit 7 to regulate the heating power of the heating wire 17.
  • Figure 3 shows a third embodiment of a micromembrane pump device 1 according to the present invention in a schematic side view.
  • the embodiment of Figure 3 based on the embodiment of the Figure 1 , so that only the differences will be described and explained below.
  • a condition sensor 23 in particular a humidity sensor or a chemical sensor, is arranged on or in the embedded section 10 to monitor the condition of the adhesive layer 9.
  • the carrier body 11 has a non-embedded section 13 which is brought out of the adhesive layer 9, wherein contacts 24 for tapping measurement signals ZMS of the condition sensor 23 are attached to the non-embedded section 13, which are electrically connected to the condition sensor 23.
  • a condition sensor 23 is electrically connected to contacts 24, which are formed on the non-embedded section 13 of the carrier body 11 and are electrically connected to the control device 7 via a measuring line 25, so that measurement signals ZMS from the condition sensor 23 can be transmitted to the control device 7.
  • the measurement signals ZMS can be used by the control device 7 for the early detection of a malfunction of the microdiaphragm pump device 1 due to damage to the adhesive layer 9.
  • Figure 4 shows an exemplary actuator 6, an exemplary carrier body 11 and an exemplary membrane body 8 for a micro membrane pump device 1 according to the present invention in a schematic three-dimensional exploded view.
  • the embedded section 10 of the carrier body 11, viewed in a direction RI from the plate-shaped actuator 6 to the plate-shaped membrane body 8, has an area 26 which is smaller than an area 27 of the plate-shaped membrane body 8 facing the embedded section 10 of the carrier body 11, and which is smaller than an area 28 of the plate-shaped actuator 6 facing the embedded section 10 of the carrier body 11.
  • the embedded section 10 of the carrier body 11 has at least one through-hole 29, which extends from a side of the embedded section 10 of the carrier body 11 facing the plate-shaped actuator 6 to a side of the embedded section 10 of the carrier body 11 facing the plate-shaped membrane body 8.
  • Figure 1 shows an exemplary carrier body with an exemplary deformation sensor 12 for a micro diaphragm pump device 1 according to the present invention in a schematic top view.
  • the embedded section 10 of the carrier body 11, viewed in the direction RI from the plate-shaped actuator 6 to the plate-shaped membrane body 8, has an edge 30 which has indentations 31.
  • Figure 6 shows a simplified partial view of a micromembrane pump device 1 according to the present invention in a schematic side view in a resting state.
  • the actuator 6 is shown in its resting position, so that the membrane body 8 is also in its resting position.
  • Figure 7 shows a simplified partial view of a micromembrane pump device 1 according to the present invention in a schematic side view during inlet of a fluid FL.
  • the actuator 6 is controlled in such a way that it moves in such a way that, together with the membrane body 8, it increases the volume of the pump chamber 2 compared to the volume that the pump chamber 2 occupies when the actuator 6 is in its rest position.
  • Figure 8 shows a simplified partial view of a micromembrane pump device according to the present invention in a schematic side view during the discharge of a fluid.
  • the actuator 6 is controlled such that it moves in such a way that, together with the membrane body 8, it reduces the volume of the pump chamber 2 compared to the volume that the pump chamber 2 occupies when the actuator 6 is in its rest position.
  • the volume flow rate of the fluid FL can be generated by periodically switching the actuator 6 between the one in the Figure 7 the position shown and the one in the Figure 8 The actuator 6 is moved back and forth in the position shown.
  • the volume flow of the fluid FL is generated by moving the actuator 6 between the position shown in the Figure 6 the position shown and the one in the Figure 7 The actuator 6 is moved back and forth in the position shown.
  • the volume flow of the fluid FL is generated by moving the actuator 6 between the position shown in the Figure 6 the position shown and the one in the Figure 8 The position shown is moved back and forth.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Mikromembranpumpeinrichtung zum Pumpen eines Fluids. Die Mikromembranpumpeinrichtung weist auf:
eine Pumpkammer, welcher ein Einlassventil zum Einlassen des Fluids in die Pumpkammer, ein Auslassventil zum Auslassen des Fluids aus der Pumpkammer und eine Membraneinrichtung zum Variieren eines Volumens der Pump-kammer zugeordnet ist, wobei die Membraneinrichtung einen plattenförmigen Aktor zum Verformen der Membraneinrichtung aufweist; und
eine Beeinflussungseinrichtung zum Beeinflussen des plattenförmigen Aktors, um so das Volumen der Pumpkammer zu beeinflussen;
wobei die Membraneinrichtung einen die Pumpkammer begrenzenden platten-förmigen Membrankörper aufweist;
wobei der plattenförmige Aktor auf einer der Pumpkammer abgewandten Seite des plattenförmigen Membrankörpers angeordnet ist;
wobei der plattenförmige Aktor mittels einer elektrisch isolierenden Kleberschicht an dem plattenförmigen Membrankörper befestigt ist, so dass der plattenförmige Aktor elektrisch isoliert gegenüber dem Membrankörper ist;
wobei innerhalb der elektrisch isolierenden Kleberschicht zumindest ein eingebetteter Abschnitt eines Trägerkörpers angeordnet ist, an welchem oder in welchem ein Verformungssensor zur Erfassung einer Verformung der Membraneinrichtung angeordnet ist, um so das Volumen der Pumpkammer zu erfassen;
wobei die Beeinflussungseinrichtung, der plattenförmige Aktor und der Verformungssensor einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung eines Volumen-stroms der Mikromembranpumpeinrichtung bilden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikromembranpumpeinrichtung zum Pumpen eines Fluids. Mikromembranpumpeinrichtungen sind beispielsweise aus den Dokumenten AU 2015308144 A1 und US 20160153444 A1 bekannt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, derartige bekannte Mikromembranpumpeinrichtungen zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird durch eine Mikromembranpumpeinrichtung zum Pumpen eines Fluids gelöst, welche folgende Merkmale aufweist:
    • eine Pumpkammer, welcher ein Einlassventil zum Einlassen des Fluids in die Pumpkammer, ein Auslassventil zum Auslassen des Fluids aus der Pumpkammer und eine Membraneinrichtung zum Variieren eines Volumens der Pumpkammer zugeordnet ist, wobei die Membraneinrichtung einen plattenförmigen Aktor zum Verformen der Membraneinrichtung aufweist; und
    • eine Beeinflussungseinrichtung zum Beeinflussen des plattenförmigen Aktors, um so das Volumen der Pumpkammer zu beeinflussen;
    • wobei die Membraneinrichtung einen die Pumpkammer begrenzenden plattenförmigen Membrankörper aufweist;
    • wobei der plattenförmige Aktor auf einer der Pumpkammer abgewandten Seite des plattenförmigen Membrankörpers angeordnet ist;
    • wobei der plattenförmige Aktor mittels einer elektrisch isolierenden Kleberschicht an dem plattenförmigen Membrankörper befestigt ist, so dass der plattenförmige Aktor elektrisch isoliert gegenüber dem Membrankörper ist;
    • wobei innerhalb der elektrisch isolierenden Kleberschicht zumindest ein eingebetteter Abschnitt eines Trägerkörpers angeordnet ist, an welchem oder in welchem ein Verformungssensor zur Erfassung einer Verformung der Membraneinrichtung angeordnet ist, um so das Volumen der Pumpkammer zu erfassen;
    • wobei die Beeinflussungseinrichtung, der plattenförmige Aktor und der Verformungssensor einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung eines Verhältnisses zwischen einer Volumenänderung der Pumpkammer während eines Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung und einer Dauer des Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung bilden.
  • Bei dem zu pumpenden Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit oder um ein Gas handeln. Die Pumpkammer ist ein geschlossener Hohlraum in den über ein Einlassventil das jeweilige Fluid eingelassen und aus dem über ein Auslassventil das jeweilige Fluid ausgelassen werden kann. Bei dem Einlassventil und bei dem Auslassventil kann es sich jeweils um ein passives Ventil handeln.
  • Die Membraneinrichtung ist Teil eines Gehäuses, welches die Pumpkammer umgibt und welche so elastisch verformbar ist, dass sich das Volumen der Pumpkammer verändert, sodass, wenn sich das Volumen vergrößert, das Fluid in die Pumpkammer eingesaugt, und wenn sich das Volumen verringert, das Fluid aus der Pumpkammer herausgedrückt wird. Durch ein periodisches Vergrößern und Verkleinern des Volumens der Pumpkammer kann so ein definierter Volumenstrom des Fluid bewirkt werden.
  • Um derartige Volumenänderungen der Pumpkammer zu bewirken, weist die Membraneinrichtung einen plattenförmigen Aktor auf, der zum derartigen Verformen der Membraneinrichtung ausgebildet ist, dass sich das Volumen der Pumpkammer ändert. Bei dem plattenförmigen Aktor handelt es sich bevorzugt um einen elektrisch betriebenen Aktor.
  • Unter einer plattenförmigen Ausbildung eines Körpers wird dabei verstanden, dass der Körper in einer Raumrichtung eine wesentlich geringere Ausdehnung aufweist als in die beiden anderen Raumrichtungen. Der Aktor kann dabei in einer Aufsicht rund oder vieleckig ausgebildet sein.
  • Weiterhin ist eine Beeinflussungseinrichtung vorgesehen, welche den plattenförmigen Aktor beeinflusst, um so die gewünschte Volumenänderung der Pumpkammer zu beeinflussen. Bei der Beeinflussungseinrichtung kann es sich um eine elektrische Beeinflussungseinrichtung handeln, welche elektrische Signale erzeugt, welche dem Aktor zu dessen Beeinflussung zugeführt werden.
  • Die Membraneinrichtung weist dabei einen elastisch verformbaren Membrankörper auf, der die Pumpkammer begrenzt und plattenförmig ausgebildet ist. Der Membrankörper kann beispielsweise an einem Rahmen oder einer Halterung des Gehäuses befestigt sein. Er kann aber auch einstückig mit weiteren Teilen des Gehäuses ausgebildet sein.
  • Der plattenförmige Aktor ist dabei auf einer der Pumpkammer abgewandten Seite des plattenförmigen Membrankörpers angeordnet. Er steht also nicht in direktem Kontakt mit dem zu pumpenden Fluid, was insbesondere die die Übertragung elektrischer Signale von der Beeinflussungseinrichtung an den Aktor vereinfacht.
  • Dabei ist der plattenförmige Aktor mittels einer elektrisch isolierenden Kleberschicht an dem plattenförmigen Membrankörper befestigt. Die Kleberschicht ist dabei zur Übertragung von Kräften vom Aktor zum Membrankörper ausgebildet, um so eine Verformung des Membrankörpers und somit eine Volumenänderung der Pumpkammer zu ermöglichen. Die elektrisch isolierte Ausführung der Kleberschicht bewirkt, dass der plattenförmige Aktor elektrisch isoliert gegenüber dem Membrankörper ist. Hierdurch ist es selbst dann möglich, einen plattenförmigen Aktor zu verwenden, der an seiner dem Membrankörper zugeneigten Seite masseunabhängig elektrisch versorgt ist, wenn der Membrankörper elektrisch leitend ist.
  • Der Aktor kann eine Höhe zwischen 30 µm und 2000 µm, insbesondere zwischen 45 µm und 1500 µm, aufweisen, um die erforderlichen Kräfte sicherzustellen. Er soll eine hohe Steifigkeit, gute Hafteigenschaften, Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse (Feuchte, Lösungsmittel, Temperatur, Strahlung (welche bei medizinischen Geräten häufig zur Sterilisation verwendet wird) aufweisen). Darüber hinaus soll er bruchfest, dauerfest und elektrisch durchschlagfest sein.
  • Die elektrisch isolierte Ausführung der Kleberschicht ist aber auch dann vorteilhaft, wenn der Membrankörper elektrisch isolierend ausgebildet ist, da in diesem Fall eine elektrische Feldstärke zwischen dem Aktor und dem zu pumpenden Fluid verringert ist, sodass elektrische Überschläge zwischen dem Aktor und dem Fluid verhindert werden können. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der plattenförmige Aktor mit höheren elektrischen Spannungen, beispielsweise im Bereich von 20 V bis 400 V betrieben wird.
  • Die Kleberschicht soll möglichst dünn zu beiden Seiten des eingebetteten Abschnitts des Trägerkörpers ausgebildet sein. Sie soll eine hohe Steifigkeit, gute Hafteigenschaften, Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse (Feuchte, Lösungsmittel, Temperatur, Strahlung (welche bei medizinischen Geräten häufig zur Sterilisation verwendet wird) aufweisen). Darüber hinaus soll sie bruchfest, dauerfest, nichtleitend und elektrisch durchschlagfest sein.
  • Innerhalb der elektrisch isolierenden Kleberschicht ist ein eingebetteter Abschnitt eines Trägerkörpers angeordnet, an dessen Oberfläche oder in dessen Inneren ein Verformungssensor angeordnet ist, der durch Erfassung einer Verformung der Membraneinrichtung das Volumen der Pumpkammer im Zeitverlauf erfassen kann.
  • Der eingebettete Abschnitt des Trägerkörpers kann dünner als 500 µm sein, um die erforderliche Biegsamkeit sicherzustellen. Er soll eine hohe Steifigkeit, gute Hafteigenschaften, Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse (Feuchte, Lösungsmittel, Temperatur, Strahlung (welche bei medizinischen Geräten häufig zur Sterilisation verwendet wird) aufweisen. Darüber hinaus soll er bruchfest, dauerfest, nichtleitend und elektrisch durchschlagfest sein.
  • Die Beeinflussungseinrichtung, der plattenförmige Aktor und der Verformungssensor bilden dabei einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung des durch die Mikromembranpumpeinrichtungen bewirkten Verhältnisses zwischen einer Volumenänderung der Pumpkammer (2) während eines Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung (1) und einer Dauer des Arbeitszyklus des Fluids.
  • Als geschlossener Regelkreis (closed-loop control circuit) wird allgemein ein in sich geschlossener Wirkungskreis für die Beeinflussung einer physikalischen Größe in einem technischen Prozess oder anderen Systemen bezeichnet. Wesentlich hierbei ist die direkte oder indirekte Rückführung des aktuellen Wertes der Regelgröße an den Regler, der einer Abweichung vom Sollwert entgegenwirkt (negative Rückkopplung). Es ist Aufgabe des Reglers, die Störgrößen auszuregeln und das Zeitverhalten der Regelgröße bezüglich des statischen und dynamischen Verhaltens gemäß vorgegebener Anforderungen festzulegen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung übernimmt die Beeinflussungseinrichtung die Aufgabe eines Reglers. Die Regelgröße ist hierbei das Verhältnis zwischen der Volumenänderung der Pumpkammer während eines Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung und einer Dauer des Arbeitszyklus. Der Arbeitszyklus umfasst dabei eine Phase, in der das Fluid in über das Einlassventil die Pumpkammer eingelassen wird, und eine weitere Phase, in der das Fluid über das Auslassventil ausgelassen wird. Dieses Verhältnis entspricht im störungsfreien Betrieb dem Volumenstrom des jeweiligen Fluids. Aus der Kenntnis der zeitlichen Dauer der Arbeitszyklen, welche durch die Beeinflussungseinrichtung vorgegeben wird, und aus der Kenntnis der Verformung der Membraneinrichtung, welche mittels des Verformungssensors erfasst wird, wird der Volumenstrom indirekt gemessen.
  • Die indirekten Messungen werden dabei eine Beeinflussungseinrichtung übertragen, sodass im Falle eine Abweichung des Volumenstroms von einem Sollwert die Ansteuerung des plattenförmigen Aktors verändert werden kann, sodass sich der gewünschte Volumenstrom einstellt. Insbesondere kann der Volumenstrom dadurch beeinflusst werden, dass die Amplitude der Volumenänderung der Pumpkammer erhöht oder erniedrigt wird. Ebenso kann eine Frequenz der Volumenänderung der Pumpkammer erhöht oder erniedrigt werden.
  • Dabei hat sich gezeigt, dass eine derartige indirekte Messung des Volumenstroms wesentlich schneller und genauer sowie auch einfacher und billiger ist, als eine direkte Messung des Volumenstroms mit bekannten Durchflusssensoren, welche beispielsweise ein Flügelrad aufweisen, sodass Störgrößen wesentlich besser ausgeregelt werden können. Ebenso zeigt sich die vorgeschlagene Mikromembranpumpeinrichtung solchen Pumpeinrichtungen überlegen sind, bei denen einzelne Störgrößen, beispielsweise Temperaturen und Drücke, durch Sensoren erfasst werden und bei einem offenen Steuerkreis (open-loop control circuit) der Pumpeinrichtung herangezogen werden.
  • Durch den vorgeschlagenen Regelkreis kann der Volumenstrom wesentlich präziser gesteuert werden, als dies mit ungeregelten Steuereinrichtung der Fall ist. Die Verwendung eines Verformungssensors und dessen Anordnung in der Kleberschicht zwischen dem Membrankörper und dem Aktor erlaubt dabei eine hochpräzise Rücckopplung des Ist-Werts des Volumenstroms an die Beeinflussungseinrichtung.
  • Dabei können externe Einflüsse, auch Störgrößen genannt, auf den Volumenstrom präzise ausgeregelt werden. Störgrößen, welche durch die erfindungsgemäße Mikromembranpumpeinrichtung ausgeregelt werden können, sind:
    • Drücke, zum Beispiel der Druck des Fluids stromaufwärts des Einlassventils, der Druck des Fluids stromabwärts des Auslassventils oder der Druck an der Außenseite der Membraneinrichtung.
    • Temperaturen, zum Beispiel des Fluids oder der Umgebung der Mikromembranpumpeinrichtung, welche zu einer Verspannung der Membraneinrichtung oder zu einer veränderten Kennlinie des Aktors führen können. Beispielsweise ist bei einem piezokeramischen Aktor der technisch relevante d31-Koeffizient temperaturabhängig.
    • Änderungen der Eigenschaften des Fluids, welche zu einer Änderung der effektiven Volumenänderung der Pumpkammer bei gleichbleibender Ansteuerung des Aktors, insbesondere bei der Förderung von Flüssigkeiten, führen können. Hier führt beispielsweise eine Viskositätsänderung, hervorgerufen durch eine Temperaturänderung oder eine Änderung einer Zusammensetzung des Fluids, zu unterschiedlichen Ein- und Ausströmzeiten und somit zu einem anderen Volumenstrom.
    • Toleranzen der mechanischen Komponenten der Mikromembranpumpeinrichtung, beispielsweise des Gehäuses der Pumpkammer, des Einlassventils, des Auslassventils, des Aktors oder des Membrankörpers. Hierdurch können unterschiedliche Volumenströme bei unterschiedlichen Mikromembranpumpeinrichtungen derselben Serie aufgrund von geometrischen Abweichungen (Verbiegung, Dickenschwankungen, Parallelitätsfehler) der mechanischen Komponenten vermieden werden.
    • Toleranzen beim Verbinden der mechanischen Komponenten der Mikromembranpumpeinrichtung, beispielsweise beim Ausbilden der Kleberschicht.
  • Die erfindungsgemäße Mikromembranpumpeinrichtung kann immer dann mit Vorteil angewandt werden, wenn eine hochpräzise Dosierung eines Fluids, zum Beispiel beim Mischen verschiedener Fluide, erforderlich ist. Insbesondere kann sie im medizinischen Bereich zur Dosierung von Medikamenten oder zur Mischung von Medikamentenbestandteilen verwendet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt die Kleberschicht flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem Membrankörper zugewandten Seite des plattenförmigen Aktors an und/oder liegt die Kleberschicht flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem plattenförmigen Aktor zugewandten Seite des Membrankörpers anliegt. Auf diese Weise können durch den Aktor erzeugte Kräfte sicher auf die Kleberschicht und von der Kleberschicht auf den Membrankörper übertragen werden. So ergibt sich insbesondere eine hohe Steifigkeit der Anordnung sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber hohen Scherkräften, was letztlich der Dosiergenauigkeit dient.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kleberschicht einen ausgehärteten Flüssigkleber, eine ausgehärtete Klebepaste und/oder eine Klebefolie. Flüssigkleber, Klebepasten und Klebefolien sind bei der Herstellung der Membranpumpeneinrichtung einfach zu handhaben und weisen hinreichend gute Hafteigenschaften auf, um die erforderlichen Kräfte sicher vom Aktor auf den Membrankörper zu übertragen, sodass die Dosiergenauigkeit erhöht wird.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kleberschicht ein temperaturaushärtendes Material, ein anaerob aushärtendes Material, ein durch UV-Strahlung aushärtendes Material, ein durch einen Aktivator aushärtendes Material, ein durch Luftfeuchtigkeit aushärtendes Material, ein durch Trocknung aushärtendes Material und/oder ein Schmelzklebstoffmaterial. Derartige Klebermaterialiensind bei der Herstellung der Membranpumpeneinrichtung einfach zu handhaben und weisen hinreichend gute Hafteigenschaften auf, um die erforderlichen Kräfte sicher vom Aktor auf den Membrankörper zu übertragen, sodass die Dosiergenauigkeit erhöht wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der plattenförmige Aktor ein elektromagnetischer Aktor, ein ein- oder mehrlagiger piezoelektrischer Aktor, ein Formgedächtnisaktor oder ein bimetallischer Aktor. Einlagige piezoelektrische Aktoren weisen einen elektrischen Anschluss an ihrer Unterseite und einen elektrischen Anschluss an ihrer Oberseite auf. Da im Rahmen der Erfindung die Kleberschicht nichtleitend ist, kann der einlagige piezoelektrische Aktor symmetrisch gegenüber Masse gespeist werden. Bei mehrlagigen sind beide elektrischen Kontakte auf der dem Mannkrankörper zugewandten Seite angeordnet, wobei durch die nichtleitenden Eigenschaften der Kleberschicht ein Kurzschluss verhindert wird. Auch Formgedächtnisaktoren oder bimetallische Aktoren können aufgrund der isolierenden Eigenschaften der Kleberschicht problemlos verwendet werden.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Trägerkörper ein oder mehrere elektrisch isolierende Materialien. Besonders geeignet sind beispielsweise Polyimide.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Trägerkörper Glas, ein oder mehrere Halbleitermaterialien, ein oder mehrere Kompositwerkstoffe, ein oder mehrere polymerische Materialien oder ein oder mehrere keramische Materialien.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verformungssensor ein Dehnungsmessstreifen, insbesondere ein resistiver, kapazitiver oder piezoresistiver Dehnungsmessstreifen.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Verformungssensor ein Kraftsensor.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Membrankörper ein Metall, ein Halbleitermaterial und/oder einen Kunststoff.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Teil einer Auswerteelektronik zur Auswertung von Signalen des Verformungssensors an oder in dem Trägerkörper angeordnet. Hierdurch kann die Störsicherheit verbessert werden, was letztlich der Dosiergenauigkeit zugutekommt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Beeinflussungseinrichtung zur Erkennung von Betriebsstörungen der Mikromembranpumpeinrichtung anhand von Messsignalen des Verformungssensors ausgebildet. Während des Betriebs der Mikromembranpumpeinrichtung können immer wieder Betriebsstörungen auftreten. Beispielsweise kann sich das Einlassventil oder das Auslassventil durch Partikel verklemmen, der Aktor ausfallen, bei einem flüssigen Fluid eine Luftblase in die Pumpkammer gelangen, und vieles anderes. Solche Störfälle sind in den Messsignalen des Verformungssensors erkennbar, da sie die Verformung der Membraneinrichtung beeinflussen oder direkt Einfluss auf den Aktor nehmen.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper einen nicht eingebetteten Abschnitt auf, welcher aus der Kleberschicht herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt Kontakte zum Abgreifen von Messsignalen des Verformungssensors angebracht sind, welche mit dem Verformungssensor elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakten für den Verformungssensor und dem Verformungssensor können dabei an oder in dem Trägerkörper ausgebildet sein, sodass diese mechanisch geschützt und sowohl gegenüber dem Aktor als auch gegenüber dem Membrankörper elektrisch isoliert sind.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist an oder in dem eingebetteten Abschnitt ein Heizdraht angeordnet. Der Heizdraht erlaubt die Beheizung des zu pumpenden Fluids. Zusätzlich kann der Heizdraht während der Herstellung der Mikromembranpumpeinrichtung zum Beheizen der Kleberschicht verwendet werden, diese auszuhärten, sofern die Kleberschicht ein Material umfasst, welches durch Temperatur ausgehärtet. Der Heizdraht kann dabei durch die Beeinflussungseinrichtung oder durch eine externe Einrichtung mit elektrischer Energie beaufschlagt werden.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper einen nicht eingebetteten Abschnitt auf, welcher aus der Kleberschicht herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt Kontakte zum Beaufschlagen des Heizdrahtes mit elektrischer Energie angebracht sind, welche mit dem Heizdraht elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakten für den Heizdraht und dem Heizdraht können dabei an oder in dem Trägerkörper ausgebildet sein, sodass diese mechanisch geschützt und sowohl gegenüber dem Aktor als auch gegenüber dem Membrankörper elektrisch isoliert sind.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist an oder in dem eingebetteten Abschnitt ein Temperatursensor angeordnet. Messsignale des Temperatursensors können beispielsweise der Beeinflussungseinrichtung oder einer externen Einrichtung zugeführt werden, welche den Heizdraht mit elektrischer Energie beaufschlagt. Auf diese Weise kann die Heizwirkung des Heizdrahts während der Herstellung der Mikromembranpumpeinrichtung oder während des Betriebs der Mikromembranpumpeinrichtung geregelt werden.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper einen nicht eingebetteten Abschnitt auf, welcher aus der Kleberschicht herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt Kontakte zum Abgreifen von Messsignalen des Temperatursensors angebracht sind, welche mit dem Temperatursensor elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakten für den Temperatursensor und dem Temperatursensor können dabei an oder in dem Trägerkörper ausgebildet sein, sodass diese mechanisch geschützt und sowohl gegenüber dem Aktor als auch gegenüber dem Membrankörper elektrisch isoliert sind.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an oder in dem eingebetteten Abschnitt ein Zustandssensor, insbesondere ein Feuchtesensor oder ein chemischer Sensor, zur Kontrolle eines Zustandes der Kleberschicht angeordnet. Die Messsignale des Zustandssensors können der Beeinflussungseinrichtung zugeführt sein. Auf diese Weise kann die Beeinflussungseinrichtung eine alterungsbedingte oder eine durch äußere Einflüsse hervorgerufene Verschlechterung des Zustands der Kleberschicht erkennen, bevor es zu einem Versagen der Kleberschicht kommt, weil insbesondere bei medizinischen Anwendungen vorteilhaft sein kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper einen nicht eingebetteten Abschnitt auf, welcher aus der Kleberschicht herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt Kontakte zum Abgreifen von Messsignalen des Zustandssensors angebracht sind, welche mit dem Zustandssensor elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakten für den Zustandssensor und dem Zustandssensor können dabei an oder in dem Trägerkörper ausgebildet sein, sodass diese mechanisch geschützt und sowohl gegenüber dem Aktor als auch gegenüber dem Membrankörper elektrisch isoliert sind.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der eingebettete Abschnitt des Trägerkörpers, in einer Richtung von dem plattenförmigen Aktor zu dem plattenförmigen Membrankörper gesehen, eine Fläche auf, welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt des Trägerkörpers zugewandten Fläche des plattenförmigen Membrankörpers, und welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt des Trägerkörpers zugewandten Fläche des plattenförmigen Aktors. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Kleberschicht in der angegebenen Richtung zumindest teilweise durchgängig vom Aktor bis zum Membrankörper ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Kraftübertragung zwischen dem Aktor und dem Membrankörper.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der eingebettete Abschnitt des Trägerkörpers wenigstens ein Durchgangsloch auf, welches von einer dem plattenförmigen Aktor zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts des Trägerkörpers bis zu einer dem plattenförmigen Membrankörper zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts des Trägerkörpers reicht. Hierdurch wird bewirkt, dass die Kleberschicht sich im Bereich des Durchgangslochs in der Richtung vom Aktor zum Membrankörper ohne Unterbrechung vom Aktor zum Membrankörper erstreckt. Dies führt zu einer besonders guten Kraftübertragung zwischen dem Aktor und dem Membrankörper.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der eingebettete Abschnitt des Trägerkörpers, in einer Richtung von dem plattenförmigen Aktor zu dem plattenförmigen Membrankörper gesehen, einen Rand auf, welcher Einbuchtungen aufweist. Im Bereich der Einbuchtungen erstreckt sich die Kleberschicht ohne Unterbrechung vom Aktor bis zum Membrankörper. Da ein großer Teil der vom Aktor erzeugten Kräfte in einem Randbereich des Aktors auf die Kleberschicht übertragen wird, ergibt sich so eine besonders gute Übertragung der Kräfte vom Aktor auf den Membrankörper.
  • Im Folgenden werden die vorliegende Erfindung und deren Vorteile anhand von Figuren näher beschrieben.
    • Figur 1
    zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht;
    Figur 2
    zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht;
    Figur 3
    zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht;
    Figur 4
    zeigt einen beispielhaften Aktor, einen beispielhaften Trägerkörper und einen beispielhaften Membrankörper für eine Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen dreidimensionalen Explosionsdarstellung;
    Figur 5
    zeigt einen beispielhaften Trägerkörper mit einem beispielhaften Verformungssensor für eine Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Aufsicht;
    Figur 6
    zeigt eine vereinfachte Teilansicht einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht in einem Ruhezustand;
    Figur 7
    zeigt eine vereinfachte Teilansicht einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht beim Einlassen eines Fluids; und
    Figur 8
    zeigt eine vereinfachte Teilansicht einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht beim Auslassen eines Fluids.
  • Gleiche oder gleichartige Elemente oder Elemente mit gleicher oder äquivalenter Funktion sind im Folgenden mit gleichen oder gleichartigen Bezugszeichen versehen.
  • In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele mit einer Vielzahl von Merkmalen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu vermitteln. Es ist jedoch festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung auch unter Auslassung einzelner der beschriebenen Merkmale umgesetzt werden kann. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die in verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmale auch in anderer Weise kombinierbar sind, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist oder zu Widersprüchen führen würde.
  • Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht.
  • Die Mikromembranpumpeinrichtung 1 zum Pumpen eines Fluids FL, weist folgende Merkmale auf:
    • eine Pumpkammer 2, welcher ein Einlassventil 3 zum Einlassen des Fluids FL in die Pumpkammer 2, ein Auslassventil 4 zum Auslassen des Fluids FL aus der Pumpkammer 2 und eine Membraneinrichtung 5 zum Variieren eines Volumens der Pumpkammer 1 zugeordnet ist, wobei die Membraneinrichtung 5 einen plattenförmigen Aktor 6 zum Verformen der Membraneinrichtung 5 aufweist; und
    • eine Beeinflussungseinrichtung 7 zum Beeinflussen des plattenförmigen Aktors 6, um so das Volumen der Pumpkammer 2 zu beeinflussen;
    • wobei die Membraneinrichtung 5 einen die Pumpkammer 2 begrenzenden plattenförmigen Membrankörper 8 aufweist;
    • wobei der plattenförmige Aktor 6 auf einer der Pumpkammer 2 abgewandten Seite des plattenförmigen Membrankörpers 8 angeordnet ist;
    • wobei der plattenförmige Aktor 6mittels einer elektrisch isolierenden Kleberschicht 9 an dem plattenförmigen Membrankörper 8 befestigt ist, so dass der plattenförmige Aktor 6 elektrisch isoliert gegenüber dem Membrankörper 8 ist;
    • wobei innerhalb der elektrisch isolierenden Kleberschicht 9 zumindest ein eingebetteter Abschnitt 10 eines Trägerkörpers 11 angeordnet ist, an welchem oder in welchem ein Verformungssensor 12 zur Erfassung einer Verformung der Membraneinrichtung 5 angeordnet ist, um so das Volumen der Pumpkammer 2 zu erfassen;
    • wobei die Beeinflussungseinrichtung 7, der plattenförmige Aktor 6 und der Verformungssensor 12 einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung eines Verhältnisses zwischen einer Volumenänderung der Pumpkammer (2) während eines Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung (1) und einer Dauer des Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung 1 bilden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt die Kleberschicht 9 flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem Membrankörper 8 zugewandten Seite des plattenförmigen Aktors 6 an und/oder die Kleberschicht 9 liegt flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem plattenförmigen Aktor 6 zugewandten Seite des Membrankörpers 8 an.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kleberschicht 9 einen ausgehärteten Flüssigkleber, eine ausgehärtete Klebepaste und/oder eine Klebefolie.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kleberschicht 9 ein temperaturaushärtendes Material, ein anaerob aushärtendes Material, ein durch UV-Strahlung aushärtendes Material, ein durch einen Aktivator aushärtendes Material, ein durch Luftfeuchtigkeit aushärtendes Material, ein durch Trocknung aushärtendes Material und/oder ein Schmelzklebstoffmaterial.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der plattenförmige Aktor 6 ein elektromagnetischer Aktor, ein ein- oder mehrlagiger piezoelektrischer Aktor, ein Formgedächtnisaktor oder ein bimetallischer Aktor.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Trägerkörper 11 ein oder mehrere elektrisch isolierende Materialien.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Trägerkörper 11 Glas, ein oder mehrere Halbleitermaterialien, ein oder mehrere Kompositwerkstoffe, ein oder mehrere polymerische Materialien oder ein oder mehrere keramische Materialien.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verformungssensor 12 ein Dehnungsmessstreifen, insbesondere ein resistiver, kapazitiver oder piezoresistiver Dehnungsmessstreifen.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Verformungssensor 12 ein Kraftsensor.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Membrankörper 8 ein Metall, ein Halbleitermaterial und/oder einen Kunststoff.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Teil einer Auswerteelektronik zur Auswertung von Signalen des Verformungssensors 12 an oder in dem Trägerkörper 11 angeordnet.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist die Beeinflussungseinrichtung 7 zur Erkennung von Betriebsstörungen der Mikromembranpumpeinrichtung 1 anhand von Messsignalen MS des Verformungssensors 12 ausgebildet.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper 11 einen nicht eingebetteten Abschnitt 13 auf, welcher aus der Kleberschicht 9 herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 Kontakte 14 zum Abgreifen von Messsignalen MS des Verformungssensors angebracht sind, welche mit dem Verformungssensor elektrisch verbunden sind.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist der Verformungssensor 12 elektrisch mit Kontakten 14 verbunden, welche am nicht eingebetteten Abschnitt 13 des Trägerkörpers 11 angeordnet sind. Die Kontakte 14 wiederum sind über eine Messleitung 15 elektrisch mit der Beeinflussungseinrichtung 7 verbunden, sodass Messsignale MS des Verformungssensors 12 zur Beeinflussungseinrichtung 7 übertragen werden können. Basierend auf den Messsignalen MS erzeugt die Beeinflussungseinrichtung 7 Steuersignale ST, welche über eine Steuerleitung 16 zum Aktor 6 übertragen werden und diesen steuern. Die Steuersignale ST können dabei auch der Energieversorgung des Aktor 6 dienen.
  • Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht. Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 basiert auf dem Ausführungsbeispiel der Figur 1, sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede beschrieben und erläutert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an oder in dem eingebetteten Abschnitt 10 ein Heizdraht 17 angeordnet ist.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper 11 einen nicht eingebetteten Abschnitt 13 auf, welcher aus der Kleberschicht 9 herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 Kontakte 18 zum Beaufschlagen des Heizdrahtes 17 mit elektrischer Energie EE angebracht sind, welche mit dem Heizdraht 17 elektrisch verbunden sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an oder in dem eingebetteten Abschnitt 10 ein Temperatursensor 20 angeordnet.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper 11 einen nicht eingebetteten Abschnitt 13 auf, welcher aus der Kleberschicht 9 herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 Kontakte 21 zum Abgreifen von Messsignalen TMS des Temperatursensors 20 angebracht sind, welche mit dem Temperatursensor 20 elektrisch verbunden sind.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist der Heizdraht 17 elektrisch mit Kontakten 18 verbunden, die an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 des Trägerkörpers 11 ausgebildet sind. Die Kontakte 18 sind über eine Versorgungsleitungen 19 mit der Beeinflussungseinrichtung 7 verbunden, sodass die Beeinflussungseinrichtung 7 den Heizdraht 17 mit elektrischer Energie EE versorgen kann. Hierdurch kann durch die Beeinflussungseinrichtung 7 gesteuert das Fluid FL beheizt werden. Ebenso kann, während der Herstellung der Mikromembranpumpeinrichtung 1, die Kleberschicht 9 beheizt werden, um diese auszuhärten. Die elektrische Energie EE könnte jedoch auch durch eine von der Beeinflussungseinrichtung 7 unabhängige Einrichtung bereitgestellt werden.
  • Weiterhin ist der Temperatursensor 20 mit Kontakten 21 verbunden, die an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 des Trägerkörpers 11 ausgebildet sind. Die Kontakte 21 sind mit der Beeinflussungseinrichtung 7 über eine Messleitung 22 verbunden, sodass Messsignale TMS des Temperatursensors 20 zur Beeinflussungseinrichtung 7 übertragbar sind. Die Messsignale TMS können von der Beeinflussungseinrichtung 7 zur Regelung der Heizleistung des Heizdraht 17 herangezogen werden.
  • Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht. Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 basiert auf dem Ausführungsbeispiel der Figur 1, sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede beschrieben und erläutert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an oder in dem eingebetteten Abschnitt 10 ein Zustandssensor 23, insbesondere ein Feuchtesensor oder ein chemischer Sensor, zur Kontrolle eines Zustandes der Kleberschicht 9 angeordnet.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerkörper 11 einen nicht eingebetteten Abschnitt 13 auf, welcher aus der Kleberschicht 9 herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 Kontakte 24 zum Abgreifen von Messsignalen ZMS des Zustandssensors 23 angebracht sind, welche mit dem Zustandssensor 23 elektrisch verbunden sind.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist ein Zustandssensor 23 mit Kontakten 24 elektrisch verbunden, die an dem nicht eingebetteten Abschnitt 13 des Trägerkörpers 11 ausgebildet sind und die über eine Messleitung 25 mit der Beeinflussungseinrichtung 7 elektrisch verbunden sind, sodass Messsignale ZMS des Zustandssensors 23 zur Beeinflussungseinrichtung 7 übertragen werden können. Die Messsignale ZMS können durch die Beeinflussungseinrichtung 7 zur Früherkennung einer Fehlfunktion der Mikromembranpumpeinrichtung 1 aufgrund einer Schädigung der Kleberschicht 9 herangezogen werden.
  • Figur 4 zeigt einen beispielhaften Aktor 6, einen beispielhaften Trägerkörper 11 und einen beispielhaften Membrankörper 8 für eine Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen dreidimensionalen Explosionsdarstellung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildungserfindung weist der eingebettete Abschnitt 10 des Trägerkörpers 11, in einer Richtung RI von dem plattenförmigen Aktor 6 zu dem plattenförmigen Membrankörper 8 gesehen, eine Fläche 26 auf, welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt 10 des Trägerkörpers 11 zugewandten Fläche 27 des plattenförmigen Membrankörpers 8, und welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt 10 des Trägerkörpers 11 zugewandten Fläche 28 des plattenförmigen Aktors 6.
  • Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der eingebettete Abschnitt 10 des Trägerkörpers 11 wenigstens ein Durchgangsloch 29 auf, welches von einer dem plattenförmigen Aktor 6 zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts 10 des Trägerkörpers 11 bis zu einer dem plattenförmigen Membrankörper 8 zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts 10 des Trägerkörpers 11 reicht.
  • Figur 5 zeigt einen beispielhaften Trägerkörper mit einem beispielhaften Verformungssensor 12 für eine Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Aufsicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der eingebettete Abschnitt 10 des Trägerkörpers 11, in der Richtung RI von dem plattenförmigen Aktor 6 zu dem plattenförmigen Membrankörper 8 gesehen, einen Rand 30 auf, welcher Einbuchtungen 31 aufweist.
  • Figur 6 zeigt eine vereinfachte Teilansicht einer Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht in einem Ruhezustand. Dabei ist der Aktor 6 in seiner Ruhelage gezeigt, sodass sich auch der Membrankörper 8 in seiner Ruhelage befindet.
  • Figur 7 zeigt eine vereinfachte Teilansicht einer Mikromembranpumpeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht beim Einlassen eines Fluids FL. Dabei ist der Aktor 6 so angesteuert, dass er sich so bewegt, dass er zusammen mit dem Membrankörper 8 das Volumen der Pumpkammer 2 gegenüber demjenigen Volumen erhöht, welches die Pumpkammer 2 einnimmt, wenn der Aktor 6 sich in seiner Ruhelage befindet.
  • Figur 8 zeigt eine vereinfachte Teilansicht einer Mikromembranpumpeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Seitenansicht beim Auslassen eines Fluids. Hierbei ist der Aktor 6 so angesteuert, dass er sich so bewegt, dass er zusammen mit dem Membrankörper 8 das Volumen der Pumpkammer 2 gegenüber demjenigen Volumen verkleinert, welches die Pumpkammer 2 einnimmt, wenn der Aktor 6 sich in seiner Ruhelage befindet.
  • Der Volumenstrom des Fluids FL kann dabei erzeugt werden, indem der Aktor 6 periodisch zwischen der in der Figur 7 gezeigten Position und der in der Figur 8 gezeigten Position hin und her bewegt wird. Denkbar ist aber auch, dass der Volumenstrom des Fluids FL erzeugt wird, in dem der Aktor 6 zwischen der in der Figur 6 gezeigten Position und der in der Figur 7 gezeigten Position hin und her bewegt wird. Ebenso ist es denkbar, dass der Volumenstrom des Fluids FL erzeugt wird, in dem der Aktor 6 zwischen der in der Figur 6 gezeigten Position und der in der Figur 8 gezeigten Position hin und her bewegt wird.
  • Obwohl hierin spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung illustriert und beschrieben sind, ist es für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung ersichtlich, dass die dargestellten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele durch eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausführungsformen ersetzt werden können, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Patentanmeldung beabsichtigt, sämtliche Adaptionen oder Variationen der beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele abzudecken. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung ausschließlich durch den Gegenstand der beigefügten Ansprüche und dessen Äquivalente eingeschränkt wird.
  • Beispiele sind im Folgenden beschrieben:
    1. 1. Mikromembranpumpeinrichtung zum Pumpen eines Fluids (FL), aufweisend:
      • eine Pumpkammer (2), welcher ein Einlassventil (3) zum Einlassen des Fluids (FL) in die Pumpkammer (2), ein Auslassventil (4) zum Auslassen des Fluids (FL) aus der Pumpkammer (2) und eine Membraneinrichtung (5) zum Variieren eines Volumens der Pumpkammer (1) zugeordnet ist, wobei die Membraneinrichtung (5) einen plattenförmigen Aktor (6) zum Verformen der Membraneinrichtung (5) aufweist; und
      • eine Beeinflussungseinrichtung (7) zum Beeinflussen des plattenförmigen Aktors (6), um so das Volumen der Pumpkammer (2) zu beeinflussen;
      • wobei die Membraneinrichtung (5) einen die Pumpkammer (2) begrenzenden plattenförmigen Membrankörper (8) aufweist;
      • wobei der plattenförmige Aktor (6) auf einer der Pumpkammer (2) abgewandten Seite des plattenförmigen Membrankörpers (8) angeordnet ist;
      • wobei der plattenförmige Aktor (6)mittels einer elektrisch isolierenden Kleberschicht (9) an dem plattenförmigen Membrankörper (8) befestigt ist, so dass der plattenförmige Aktor (6) elektrisch isoliert gegenüber dem Membrankörper (8) ist;
      • wobei innerhalb der elektrisch isolierenden Kleberschicht (9) zumindest ein eingebetteter Abschnitt (10) eines Trägerkörpers (11) angeordnet ist, an welchem oder in welchem ein Verformungssensor (12) zur Erfassung einer Verformung der Membraneinrichtung (5) angeordnet ist, um so das Volumen der Pumpkammer (2) zu erfassen;
      • wobei die Beeinflussungseinrichtung (7), der plattenförmige Aktor (6) und der Verformungssensor (12) einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung eines Verhältnisses zwischen einer Volumenänderung der Pumpkammer (2) während eines Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung (1) und einer Dauer des Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung (1) bilden.
    2. 2. Mikromembranpumpeinrichtung nach vorstehendem Beispiel, wobei die Kleberschicht (9) flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem Membrankörper (8) zugewandten Seite des plattenförmigen Aktors (6) anliegt und/oder wobei die Kleberschicht (9) flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem plattenförmigen Aktor (6) zugewandten Seite des Membrankörpers (8) anliegt.
    3. 3. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei die Kleberschicht (9) einen ausgehärteten Flüssigkleber, eine ausgehärtete Klebepaste und/oder eine Klebefolie umfasst.
    4. 4. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei die Kleberschicht (9) ein temperaturaushärtendes Material, ein anaerob aushärtendes Material, ein durch UV-Strahlung aushärtendes Material, ein durch einen Aktivator aushärtendes Material, ein durch Luftfeuchtigkeit aushärtendes Material, ein durch Trocknung aushärtendes Material und/oder ein Schmelzklebstoffmaterial umfasst.
    5. 5. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der plattenförmige Aktor (6) ein elektromagnetischer Aktor, ein ein- oder mehrlagiger piezoelektrischer Aktor, ein Formgedächtnisaktor oder ein bimetallischer Aktor ist.
    6. 6. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der Trägerkörper (11) ein oder mehrere elektrisch isolierende Materialien umfasst.
    7. 7. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der Trägerkörper (11) Glas, ein oder mehrere Halbleitermaterialien, ein oder mehrere Kompositwerkstoffe, ein oder mehrere polymerische Materialien oder ein oder mehrere keramische Materialien umfasst.
    8. 8. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der Verformungssensor (12) ein Dehnungsmessstreifen, insbesondere ein resistiver, kapazitiver oder piezoresistiver Dehnungsmessstreifen, ist.
    9. 9. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der Verformungssensor (12) ein Kraftsensor ist.
    10. 10. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der Membrankörper (8) ein Metall, ein Halbleitermaterial und/oder einen Kunststoff umfasst.
    11. 11. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei zumindest ein Teil einer Auswerteelektronik zur Auswertung von Signalen des Verformungssensors (12) an oder in dem Trägerkörper (11) angeordnet ist.
    12. 12. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei die Beeinflussungseinrichtung (7) zur Erkennung von Betriebsstörungen der Mikromembranpumpeinrichtung (1) anhand von Messsignalen (MS) des Verformungssensors (12) ausgebildet ist.
    13. 13. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 11, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (14) zum Abgreifen von Messsignalen (MS) des Verformungssensors (12) angebracht sind, welche mit dem Verformungssensor (12) elektrisch verbunden sind.
    14. 14. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 12, wobei an oder in dem eingebetteten Abschnitt (10) ein Heizdraht (17) angeordnet ist.
    15. 15. Mikromembranpumpeinrichtung nach vorstehendem Beispiel, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (18) zum Beaufschlagen des Heizdrahtes (17) mit elektrischer Energie (EE) angebracht sind, welche mit dem Heizdraht (17) elektrisch verbunden sind.
    16. 16. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 12, wobei an oder in dem eingebetteten Abschnitt (10) ein Temperatursensor (20) angeordnet ist.
    17. 17. Mikromembranpumpeinrichtung nach vorstehendem Beispiel, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (21) zum Abgreifen von Messsignalen (TMS) des Temperatursensors (20) angebracht sind, welche mit dem Temperatursensor (20) elektrisch verbunden sind.
    18. 18. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 12, wobei an oder in dem eingebetteten Abschnitt (10) ein Zustandssensor (23), insbesondere ein Feuchtesensor oder ein chemischer Sensor, zur Kontrolle eines Zustandes der Kleberschicht (9) angeordnet ist.
    19. 19. Mikromembranpumpeinrichtung nach vorstehendem Beispiel, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (24) zum Abgreifen von Messsignalen (ZMS) des Zustandssensors (23) angebracht sind, welche mit dem Zustandssensor (23) elektrisch verbunden sind.
    20. 20. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der eingebettete Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11), in einer Richtung (RI) von dem plattenförmigen Aktor (6) zu dem plattenförmigen Membrankörper (8) gesehen, eine Fläche (26) aufweist, welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11) zugewandten Fläche (27) des plattenförmigen Membrankörpers (8), und welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11) zugewandten Fläche (28) des plattenförmigen Aktors (6).
    21. 21. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Beispiele, wobei der eingebettete Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11) wenigstens ein Durchgangsloch (29) aufweist, welches von einer dem plattenförmigen Aktor (6) zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts (10) des Trägerkörpers (11) bis zu einer dem plattenförmigen Membrankörper (8) zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts (10) des Trägerkörpers (11) reicht.
    22. 22. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Beispiele 20 oder 21, wobei der eingebettete Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11), in der Richtung (RI) von dem plattenförmigen Aktor (6) zu dem plattenförmigen Membrankörper (8) gesehen, einen Rand (30) aufweist, welcher Einbuchtungen (31) aufweist.
    Bezugszeichen:
    • 1
    Mikromembranpumpeinrichtung
    2
    Pumpkammer
    3
    Einlassventil
    4
    Auslassventil
    5
    Membraneinrichtung
    6
    Aktor
    7
    Beeinflussungseinrichtung
    8
    Membrankörper
    9
    Kleberschicht
    10
    eingebetteter Abschnitt
    11
    Trägerkörper
    12
    Verformungssensor
    13
    nicht eingebetteten Abschnitt
    14
    Kontakte
    15
    Messleitung
    16
    Steuerleitung
    17
    Heizdraht
    18
    Kontakte
    19
    Versorgungsleitung
    20
    Temperatursensor
    21
    Kontakte
    22
    Messleitung
    23
    Zustandssensor
    24
    Kontakte
    25
    Messleitung
    26
    Fläche
    27
    Fläche
    28
    Fläche
    29
    Durchgangsloch
    30
    Rand
    31
    Einbuchtungen
    FL
    Fluid
    MS
    Messsignale
    ST
    Steuersignale
    EE
    elektrische Energie
    TMS
    Messsignale
    ZMS
    Messsignale
    RI
    Richtung

Claims (15)

  1. Mikromembranpumpeinrichtung zum Pumpen eines Fluids (FL), aufweisend:
    eine Pumpkammer (2), welcher ein Einlassventil (3) zum Einlassen des Fluids (FL) in die Pumpkammer (2), ein Auslassventil (4) zum Auslassen des Fluids (FL) aus der Pumpkammer (2) und eine Membraneinrichtung (5) zum Variieren eines Volumens der Pumpkammer (1) zugeordnet ist, wobei die Membraneinrichtung (5) einen plattenförmigen Aktor (6) zum Verformen der Membraneinrichtung (5) aufweist; und
    eine Beeinflussungseinrichtung (7) zum Beeinflussen des plattenförmigen Aktors (6), um so das Volumen der Pumpkammer (2) zu beeinflussen;
    wobei die Membraneinrichtung (5) einen die Pumpkammer (2) begrenzenden plattenförmigen Membrankörper (8) aufweist;
    wobei der plattenförmige Aktor (6) auf einer der Pumpkammer (2) abgewandten Seite des plattenförmigen Membrankörpers (8) angeordnet ist;
    wobei der plattenförmige Aktor (6)mittels einer elektrisch isolierenden Kleberschicht (9) an dem plattenförmigen Membrankörper (8) befestigt ist, so dass der plattenförmige Aktor (6) elektrisch isoliert gegenüber dem Membrankörper (8) ist;
    wobei innerhalb der elektrisch isolierenden Kleberschicht (9) zumindest ein eingebetteter Abschnitt (10) eines Trägerkörpers (11) angeordnet ist, an welchem oder in welchem ein Verformungssensor (12) zur Erfassung einer Verformung der Membraneinrichtung (5) angeordnet ist, um so das Volumen der Pumpkammer (2) zu erfassen;
    wobei die Beeinflussungseinrichtung (7), der plattenförmige Aktor (6) und der Verformungssensor (12) einen geschlossenen Regelkreis zur Regelung eines Verhältnisses zwischen einer Volumenänderung der Pumpkammer (2) während eines Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung (1) und einer Dauer des Arbeitszyklus der Mikromembranpumpeinrichtung (1) bilden.
  2. Mikromembranpumpeinrichtung nach vorstehendem Anspruch, wobei die Kleberschicht (9) flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem Membrankörper (8) zugewandten Seite des plattenförmigen Aktors (6) anliegt und/oder wobei die Kleberschicht (9) flächig, insbesondere vollflächig, an einer dem plattenförmigen Aktor (6) zugewandten Seite des Membrankörpers (8) anliegt.
  3. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kleberschicht (9) ein temperaturaushärtendes Material, ein anaerob aushärtendes Material, ein durch UV-Strahlung aushärtendes Material, ein durch einen Aktivator aushärtendes Material, ein durch Luftfeuchtigkeit aushärtendes Material, ein durch Trocknung aushärtendes Material und/oder ein Schmelzklebstoffmaterial umfasst.
  4. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der plattenförmige Aktor (6) ein elektromagnetischer Aktor, ein ein- oder mehrlagiger piezoelektrischer Aktor, ein Formgedächtnisaktor oder ein bimetallischer Aktor ist.
  5. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Trägerkörper (11) Glas, ein oder mehrere Halbleitermaterialien, ein oder mehrere Kompositwerkstoffe, ein oder mehrere polymerische Materialien oder ein oder mehrere keramische Materialien umfasst.
  6. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verformungssensor (12) ein Dehnungsmessstreifen, insbesondere ein resistiver, kapazitiver oder piezoresistiver Dehnungsmessstreifen, ist.
  7. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Membrankörper (8) ein Metall, ein Halbleitermaterial und/oder einen Kunststoff umfasst.
  8. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil einer Auswerteelektronik zur Auswertung von Signalen des Verformungssensors (12) an oder in dem Trägerkörper (11) angeordnet ist.
  9. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beeinflussungseinrichtung (7) zur Erkennung von Betriebsstörungen der Mikromembranpumpeinrichtung (1) anhand von Messsignalen (MS) des Verformungssensors (12) ausgebildet ist.
  10. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (14) zum Abgreifen von Messsignalen (MS) des Verformungssensors (12) angebracht sind, welche mit dem Verformungssensor (12) elektrisch verbunden sind.
  11. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei an oder in dem eingebetteten Abschnitt (10) ein Heizdraht (17) angeordnet ist, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (18) zum Beaufschlagen des Heizdrahtes (17) mit elektrischer Energie (EE) angebracht sind, welche mit dem Heizdraht (17) elektrisch verbunden sind.
  12. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei an oder in dem eingebetteten Abschnitt (10) ein Temperatursensor (20) angeordnet ist, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (21) zum Abgreifen von Messsignalen (TMS) des Temperatursensors (20) angebracht sind, welche mit dem Temperatursensor (20) elektrisch verbunden.
  13. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei an oder in dem eingebetteten Abschnitt (10) ein Zustandssensor (23), insbesondere ein Feuchtesensor oder ein chemischer Sensor, zur Kontrolle eines Zustandes der Kleberschicht (9) angeordnet ist, wobei der Trägerkörper (11) einen nicht eingebetteten Abschnitt (13) aufweist, welcher aus der Kleberschicht (9) herausgeführt ist, wobei an dem nicht eingebetteten Abschnitt (13) Kontakte (24) zum Abgreifen von Messsignalen (ZMS) des Zustandssensors (23) angebracht sind, welche mit dem Zustandssensor (23) elektrisch verbunden sind.
  14. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eingebettete Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11), in einer Richtung (RI) von dem plattenförmigen Aktor (6) zu dem plattenförmigen Membrankörper (8) gesehen, eine Fläche (26) aufweist, welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11) zugewandten Fläche (27) des plattenförmigen Membrankörpers (8), und welche geringer ist als eine dem eingebetteten Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11) zugewandten Fläche (28) des plattenförmigen Aktors (6).
  15. Mikromembranpumpeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der eingebettete Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11) wenigstens ein Durchgangsloch (29) aufweist, welches von einer dem plattenförmigen Aktor (6) zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts (10) des Trägerkörpers (11) bis zu einer dem plattenförmigen Membrankörper (8) zugewandten Seite des eingebetteten Abschnitts (10) des Trägerkörpers (11) reicht, wobei der eingebettete Abschnitt (10) des Trägerkörpers (11), in der Richtung (RI) von dem plattenförmigen Aktor (6) zu dem plattenförmigen Membrankörper (8) gesehen, einen Rand (30) aufweist, welcher Einbuchtungen (31) aufweist.
EP25210136.5A 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung Pending EP4660458A3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP25210136.5A EP4660458A3 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP25210136.5A EP4660458A3 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP20735496.0A EP4168676B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
PCT/EP2020/066821 WO2021254611A1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP24197698.4A EP4446587B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung

Related Parent Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20735496.0A Division EP4168676B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP24197698.4A Division-Into EP4446587B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP24197698.4A Division EP4446587B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP4660458A2 true EP4660458A2 (de) 2025-12-10
EP4660458A3 EP4660458A3 (de) 2025-12-24

Family

ID=71409361

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24197698.4A Active EP4446587B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP20735496.0A Active EP4168676B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP25210136.5A Pending EP4660458A3 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24197698.4A Active EP4446587B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung
EP20735496.0A Active EP4168676B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Mikromembranpumpeinrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (2) US12404849B2 (de)
EP (3) EP4446587B1 (de)
JP (1) JP7583069B2 (de)
DE (1) DE112020007326A5 (de)
WO (1) WO2021254611A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021254611A1 (de) * 2020-06-17 2021-12-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikromembranpumpeinrichtung
US12497286B2 (en) 2021-07-09 2025-12-16 Frore Systems Inc. Anchor and cavity configuration for MEMS-based cooling systems
WO2023283448A2 (en) 2021-07-09 2023-01-12 Frore Systems Inc. Anchor and cavity configuration for mems-based cooling systems
US12581620B2 (en) 2021-07-12 2026-03-17 Frore Systems Inc. Exit channel configuration for MEMS-based actuator systems
WO2025027318A1 (en) * 2023-07-31 2025-02-06 Cambridge Mechatronics Limited Fluid delivery device
US20250177182A1 (en) * 2023-12-04 2025-06-05 Boston Scientific Scimed, Inc. Formation of a chamber for a fluidic device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160153444A1 (en) 2008-10-22 2016-06-02 Debiotech S.A. Mems fluid pump with integrated pressure sensor for dysfunction detection
AU2015308144A1 (en) 2014-08-26 2017-04-13 Debiotech S.A. Detection of an infusion anomaly

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990015929A1 (fr) * 1989-06-14 1990-12-27 Westonbridge International Limited Micropompe perfectionnee
JP2890601B2 (ja) * 1990-02-08 1999-05-17 株式会社デンソー 半導体センサ
US6543110B1 (en) * 1997-02-07 2003-04-08 Sri International Electroactive polymer fabrication
DE19706513C2 (de) * 1997-02-19 1999-06-17 Hahn Schickard Ges Mikrodosiervorrichtung und Verfahren zum Betreiben derselben
DE19719862A1 (de) * 1997-05-12 1998-11-19 Fraunhofer Ges Forschung Mikromembranpumpe
US6164933A (en) 1998-04-27 2000-12-26 Matsushita Electric Works, Ltd. Method of measuring a pressure of a pressurized fluid fed through a diaphragm pump and accumulated in a vessel, and miniature pump system effecting the measurement
JP3740673B2 (ja) 1999-11-10 2006-02-01 株式会社日立製作所 ダイヤフラムポンプ
EP1128075A3 (de) * 2000-02-24 2003-10-29 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Mikropumpe und/oder Mikromischer mit integriertem Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung
AU2003225762A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-29 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Electro-active device using radial electric field piezo-diaphragm for control of fluid movement
DE102005058080B4 (de) * 2005-12-06 2008-01-03 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Überwachungseinheit zur Fluiddosierung und Mikrodosieranordnung
WO2010067580A1 (ja) * 2008-12-09 2010-06-17 株式会社ブリヂストン タイヤ内情報取得装置
FR2939482B1 (fr) * 2008-12-10 2011-01-14 Rowenta Werke Gmbh Pompe piezoelectrique pour appareil electromenager
FR2952628A1 (fr) * 2009-11-13 2011-05-20 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'au moins une micropompe a membrane deformable et micropompe a membrane deformable
BR112012022433B1 (pt) * 2010-03-05 2021-06-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Método para fabricação de um transdutor de dobra, uma microbomba e uma microválvula, microbomba e microválvula
US20130000759A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Agilent Technologies, Inc. Microfluidic device and external piezoelectric actuator
US20130000758A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Agilent Technologies, Inc. Microfluidic device and external piezoelectric actuator
US9234518B2 (en) * 2012-02-10 2016-01-12 Kci Licensing, Inc. Systems and methods for monitoring reduced pressure supplied by a disc pump system
US9279421B2 (en) * 2012-02-10 2016-03-08 Kci Licensing, Inc. Systems and methods for electrochemical detection in a disc pump
US9422934B2 (en) * 2012-02-10 2016-08-23 Kci Licensing, Inc. Systems and methods for monitoring a disc pump system using RFID
US20180010589A1 (en) 2016-04-04 2018-01-11 Innovative Micro Technology Microfabricated fluid pump
JP6809866B2 (ja) 2016-10-17 2021-01-06 京セラ株式会社 マイクロポンプおよび流体移送装置
DE102018207858B4 (de) * 2018-05-18 2021-06-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Haltevorrichtung zum Herstellen einer Mikropumpe mit mechanisch vorgespanntem Membranaktor
US20210190065A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. Fluid pumping systems incorporating diaphragm pumps and strain measurement devices
WO2021254611A1 (de) * 2020-06-17 2021-12-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikromembranpumpeinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160153444A1 (en) 2008-10-22 2016-06-02 Debiotech S.A. Mems fluid pump with integrated pressure sensor for dysfunction detection
AU2015308144A1 (en) 2014-08-26 2017-04-13 Debiotech S.A. Detection of an infusion anomaly

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023529992A (ja) 2023-07-12
EP4446587A3 (de) 2024-12-18
EP4446587A2 (de) 2024-10-16
US12404849B2 (en) 2025-09-02
EP4446587B1 (de) 2026-03-25
EP4660458A3 (de) 2025-12-24
WO2021254611A1 (de) 2021-12-23
JP7583069B2 (ja) 2024-11-13
EP4168676B1 (de) 2024-09-11
DE112020007326A5 (de) 2023-04-06
EP4168676A1 (de) 2023-04-26
US20250369433A1 (en) 2025-12-04
US20230121697A1 (en) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4446587B1 (de) Mikromembranpumpeinrichtung
DE69410487T2 (de) Mikropumpe
DE112016002024B4 (de) Piezoaktortyp-ventil
WO2009059664A1 (de) Verfahren zum fördern eines fluids und mikropumpe hierfür
EP2751538B1 (de) Polymerschichtsystem-drucksensorvorrichtung und polymerschichtsystem-drucksensorverfahren
EP1108149A1 (de) Miniaturisierter fluidstromschalter
DE102013201034B4 (de) Mikroelektromechanische Fluidsteuervorrichtung
EP3415759A1 (de) Membran mit leitfähigen strukturen
EP3884527B1 (de) Transportvorrichtung mit aktor und trennschicht
EP1302990B1 (de) Verfahren zum Steuern eines Piezoantriebes und Piezoantrieb zur Durchführung des Verfahrens
WO2012123579A1 (de) Kapazitiver drucksensor
EP3884160A1 (de) Eine transportvorrichtung mit formgedächtnislegierung
DE202018103257U1 (de) Sicherheitsventil
DE4223067C2 (de) Mikromechanischer Durchflußbegrenzer in Mehrschichtenstruktur
WO2009095326A1 (de) Kraftsensor
EP4132603B1 (de) Bilanzkammersystem für ein dialysegerät mit einem dialysator zur extrakorporalen blutbehandlung
EP3039382B1 (de) Kapazitiver sensor mit integriertem heizelement
DE102004062923A1 (de) Vorrichtung zur Förderung von Fluiden, Verfahren zur Herstellung derselben und Pipette mit einer solchen Vorrichtung
DE102020209594B3 (de) Fluidgerät
EP1717500A1 (de) Piezo-Biegewandler
DE102020208788A1 (de) Einschmelzglasgeometrien zur empfindlichkeitsverbesserung von piezoresistiven dickschichtdrucksensoren
DE102020209593B4 (de) Fluidgerät
DE102019101632A1 (de) Antriebsvorrichtung
DE102018113846B3 (de) Sicherheitsventil
EP2714583A1 (de) Mikrofluidische vorrichtung mit elektronischem bauteil und federelement

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F04B0049120000

Ipc: F04B0043040000

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AC Divisional application: reference to earlier application

Ref document number: 4446587

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: P

Ref document number: 4168676

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: P

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F04B 43/04 20060101AFI20251119BHEP

Ipc: F04B 49/06 20060101ALI20251119BHEP

Ipc: F04B 49/12 20060101ALI20251119BHEP