EP0835381A1 - Fluidpumpe - Google Patents

Fluidpumpe

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Publication number
EP0835381A1
EP0835381A1 EP96943027A EP96943027A EP0835381A1 EP 0835381 A1 EP0835381 A1 EP 0835381A1 EP 96943027 A EP96943027 A EP 96943027A EP 96943027 A EP96943027 A EP 96943027A EP 0835381 A1 EP0835381 A1 EP 0835381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
displacer
outlet opening
pump
fluid pump
fluid
Prior art date
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Granted
Application number
EP96943027A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0835381B1 (de
Inventor
Roland Zengerle
Manfred Stehr
Stephan Messner
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.)
HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT FUER ANGEWANDTE FORSCH
Original Assignee
Institut fur Mikro-Und Informationstechnik Hahn-Schickard-Gesellschaft
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 Institut fur Mikro-Und Informationstechnik Hahn-Schickard-Gesellschaft filed Critical Institut fur Mikro-Und Informationstechnik Hahn-Schickard-Gesellschaft
Publication of EP0835381A1 publication Critical patent/EP0835381A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0835381B1 publication Critical patent/EP0835381B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F04B43/046—Micropumps with piezoelectric drive

Definitions

  • the present invention relates to a fluid pump, i.e. a pump for liquids and gases.
  • displacement pumps for transporting fluids, which consist of a periodic displacer, a piston or a membrane, and two passive non-return valves. Due to the periodic movement of the piston or the membrane, fluid is sucked through the inlet valve into a pumping chamber or displaced out of the pumping chamber through the outlet valve.
  • These known pumps are complex due to the use of the valves.
  • the transport direction is predetermined by the arrangement of the valves. If the pumping direction is to be reversed in such an arrangement, an external reversal of the valves, which is associated with a high outlay, is necessary in such known pumps.
  • Such pumps are for example from Jarolav and Monika Ivantysyn; Hydrostatic pumps and motors; Vogel Buchverlag, Würzburg, 1993.
  • micro pumps Corresponding pumps that are small in size and deliver low pump currents are referred to as micro pumps.
  • the displacers of such pumps are typically designed as a membrane, see P. Gravesen, J. Branebjerg, OS Jensen; Microfluidics - A review; Micro Mechanics Europe Neuchatel, 1993, pages 143 - 164.
  • the displacers can be driven by different mechanisms.
  • HTG Van Lintel, F.CM. Van de Pol. S. Bouwstra A Piezoelectric Micropump Based on Micromachining of Silicon, Sensors & Actuators, 15, pages 153-167, 1988, S. Shoji, S. Nakagawa and M.
  • valves either passive check valves or special flow nozzles can be used as valves, each of which is complex.
  • the direction of delivery of micropumps can be reversed without a forced control of the valves solely by a control with a frequency above the resonance frequency of the valves.
  • the cause of this effect is a phase shift between the movement of the displacer and the open state of the valves. If the phase difference is greater than 90 °, the open state of the valves is anticyclical to their state in the normal forward mode and the pumping direction is reversed. An external changeover of the valves, as with macroscopic pumps is not necessary.
  • the decisive phase difference between the displacer and the valves depends on the one hand on the drive frequency of the pump and on the other hand on the resonance frequency of the movable valve part in the fluid environment.
  • a disadvantage of this embodiment is that when designing the valves, there is a compromise between their mechanical resonance in the fluid environment, their flow resistance, their fluidic capacity, i. the elastic volume deformation, its size and its mechanical stability must be found. These parameters, all of which have an impact on the pump dynamics, cannot therefore be set to an optimum independently of one another and partly conflict with a desired, further miniaturization of the pump dimensions.
  • Another general disadvantage when using pumps with passive check valves is the fact that the pumps do not block the medium to be pumped when switched off. If the inlet pressure exceeds the outlet pressure by the preload of the valves, the medium to be pumped flows through the pump.
  • Micropumps that use special flow nozzles have the disadvantage that they have a very low maximum pumping efficiency in the range of 10-20%.
  • a fluid pump is known from DE-C 19534378.6, which has a pump body, a displacer and an elastic buffer. In a first end position, the displacer closes an inlet arranged in the pump body and, in a second end position, leaves the inlet arranged in the pump body open.
  • the known pump enables a net flow through an outlet also arranged in the pump body.
  • the buffer device adjoining the pump chamber formed by the displacer and the pump body makes the known fluid pump complex. Esashi, Shoji and Nakano describe in the article "Normally closed microvalve and micropump fabricated on a silicon wafer", Sensors and Actuators 20 (1989), pp. 163-169, a gas microvalve that is closed in the normal state.
  • the valve consists of a glass plate in which a gas outlet opening is arranged, which can be closed by means of a silicon mesa structure which can be operated by a piezoelectric drive and which is provided with a valve seat.
  • the silicon layer in which the silicon mesa structure is formed and the glass plate further define a continuous channel between the gas outlet opening and a gas inlet opening which is formed in the silicon layer.
  • a membrane-type micropump is also described, which consists of two one-way valves and a membrane with a piezoelectric drive.
  • the present invention is based on the object of creating an efficient fluid pump with a simple structure.
  • the present invention provides a fluid pump with a pump body and a displacer which can be periodically positioned in a first and a second end position by means of a drive, the displacer and the pump body being designed such that a pump chamber is formed between them.
  • the displacer closes the outlet opening when it is in the first end position and leaves the outlet opening open when it is in the second end position.
  • the pump body is preferably in shape a plate which has the inlet and outlet openings, while the displacer has a recess which defines the pump chamber.
  • the pump efficiency can be optimized by adapting the cross-sectional areas of the inlet and outlet openings and by controlling the timing of driving the displacer into the first and second end positions.
  • the displacer can be driven by a piezoelectric bending transducer, a glued-on piezo plate or else electrostatically.
  • a fluid pump according to the present invention has a simple structure, which can consist of only a single structured silicon chip. This can save costs in the processing of silicon parts and costs in assembly. A further cost saving results from the production of a pump according to the invention from plastic by means of precision engineering processes, for example injection molding, etc.
  • the displacer of the fluid pump according to the invention is controlled with a driver voltage which has such polarity that the displacer is raised.
  • the polarity of the driver voltage can be reversed, as a result of which the outlet opening is closed with a defined high contact pressure.
  • the outlet opening, together with the displacer represents an active valve, which represents a significant advantage over passive valves.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a fluid pump according to the present invention
  • FIG. 2 shows the pressure in the pumping chamber of a fluid pump according to the present invention during a suction phase and a pressure phase;
  • Fig. 3 is a graph showing the dependence of the flow through the outlet opening on the gap width
  • FIG. 7 is a graph showing a specific pressure curve in the pumping chamber of a pump according to the present invention.
  • Fig. Lla to lid representations of the transient processes that take place in a fluid pump of the present invention, which has a small buffer volume in the pump chamber;
  • FIG. 12 shows a cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a fluid pump according to the present invention.
  • a preferred embodiment is one - 1 -
  • the pump has a pump body 10 and a displacer 12.
  • An outlet opening 14 with a width w and an inlet opening 16 are formed in the pump body.
  • the outlet opening 14 and the inlet opening 16 can have any shape, for example square, round, rectangular or ellipsoid.
  • the displacer 12 is fastened on the pump body 10 and has a recess which, together with the pump body 10, defines a pump chamber 18.
  • the pump body 10 and the displacer 12 can be circular, for example.
  • the displacer 12 can be moved back and forth into a first and a second end position by means of a piezo bending transducer 20, which consists of piezoceramic.
  • the piezo bending transducer 20 is fastened to the displacer 12 by means of an adhesive 22, for example.
  • the displacer 12 forms a valve with the outlet opening 14 on its middle, thicker section, the outlet opening 14 being closed in the first end position of the displacer 12 and being open in the second end position of the displacer 12.
  • the inlet opening which can be designed as a diaphragm, is permanently open.
  • FIG. 2 shows the pressure curve over time in the pump chamber 18 when the piezo-bending transducer 20 is actuated with a square-wave voltage.
  • voltage When voltage is present, there is initially a negative pressure in the pump chamber 18, which decreases with increasing displacement of the displacer 12. The displacement of the displacer 12 corresponds to the gap height h.
  • the voltage is switched off, or alternatively when the voltage is reversed, there is an overpressure in the pump chamber 18, which decreases again as the deflection of the displacer 12 decreases.
  • the amount of the flow through the inlet opening or inlet orifice is calculated in a first approximation to:
  • a B ⁇ en (each d: Le cross-sectional area of the inlet opening or orifice 16, ⁇ is a geometry-dependent dimensionless discharge number, P is the density of the fluid, p-, ⁇ i ⁇ t the pressure in the inlet opening into the inlet opening (see FIG. 1), and p is the pump chamber pressure.
  • the flow through the outlet opening can be regarded approximately as a laminar gap flow. The same is calculated as:
  • w is the width of the outlet opening
  • h is the deflection of the displacer
  • b is the length of the corresponding gap (see FIG. 1)
  • n_ is the viscosity of the fluids
  • p 2 is the pressure in the outlet opening into the outlet opening ⁇ let (see Fig. 1).
  • the decisive factor for the pump mechanism in the fluid pump according to the present invention is the fact that the flow through the outlet opening depends on the two independent variables, namely the pump chamber pressure p and the gap height h.
  • the net pumping effect of the fluid pump of the present invention is based on the fact that the gap between the displacer and the outlet opening is flowed through differently during the opening process of the outlet opening, that is to say the suction phase, and the closing process of the outlet opening, that is to say the pressure phase.
  • the reason for this is that the flow through the outlet opening depends both on the pressure in the pumping chamber and on the gap height h between the displacer and the pump body.
  • the pumping efficiency of a pump according to the present invention i.e. the pump yield per pump cycle and the maximum counter pressure that can be achieved in the pump chamber can be varied by modifying the two opening cross sections. In particular, this results in a reduction in the cross-sectional area of the inlet opening compared to the cross-sectional area, i.e. the width w of the outlet opening, an increase in the maximum pressure.
  • the pressure efficiency can also be improved by an optimized profile of the control voltage.
  • the pressure in the pump chamber is such that there is an equilibrium of forces between the pump drive, the intrinsic tension of the displacer and the hydrostatic pressure of the fluid in the pump chamber.
  • 6a, 6b and 6c show two possibilities of how the pressure in the pumping chamber can advantageously be modified by means of a suitable control voltage.
  • FIGS. 6a to 6c have in common a linear voltage increase during the suction phase and an abrupt switching off of the voltage during the pressure phase. 6c, the voltage is reversed in a targeted manner at the beginning of the pressure phase, as a result of which the pressure in the pumping chamber is increased beyond the normal level. With such control voltages, the pump efficiency can be increased in a targeted manner. It is also obvious that the displacer can be closed either solely by its mechanical restoring force due to its deformation (passive) or by the drive (active).
  • the crucial point in the Purap mechanism according to the present invention is that both the pressure p in the pump chamber and the height of the flow gap at the outlet opening change with the movement of the displacer.
  • the flow through the outlet opening is composed of these two factors.
  • a flow rate ⁇ is proportional to ph 3 ; in a more general view, the flow rate is proportional to p x h v , where x and y are arbitrary numbers.
  • Such a pressure curve is shown in FIG. 7.
  • Such a pressure curve can be achieved, for example, by means of an electrostatic drive or a targeted modification of the control voltage (see FIG. 6).
  • the pump body 100 consists of a fluidic base plate with integrated channels 105 and 107, which end in an outlet opening 140 and an inlet opening 160, respectively.
  • a displaceable silicon chip serves as displacer 120, which is attached to the fluidic base plate and is designed to close the outlet opening 140 in a first end position and to leave the outlet opening open in a second end position.
  • a pump chamber 180 is also defined by a recess in the displacer 120.
  • the drive used is a piezo-ceramic plate attached to the displacer, which can be provided with a layer for selective bonding on the top thereof.
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of the present invention which, with the exception of the drive of the displacer, is identical to the exemplary embodiment of FIG. 8.
  • an electrostatic drive of the displacer is realized.
  • a counterelectrode is arranged above the side of the displacer 120 opposite the pump body 100, in order to move the displacer into the first and the second end position.
  • An electrostatic drive has the advantage that due to the non-linear electrostatic drive forces during the suction and pressure phases alone, it has a highly asymmetrical pump chamber pressure curve, as shown, for example, in FIG. 7 is enabled.
  • FIGS. 10a to 10d show further exemplary embodiments for controlling the displacer. A distinction can be made between selective or areal application of force. Furthermore, the control devices differ in whether they enable a positively driven control or a control with a reaction. In the case of a positively controlled displacer, there is no reaction between the displacer position and the pump chamber pressure.
  • 10a shows a drive for a selective introduction of force without forced control.
  • FIG. 10b shows a drive for a flat introduction of force to the displacer without positive control.
  • 10c and 10d represent drives for selective or areal application of force with a positive control.
  • the inlet opening may also be advantageous to be designed as a flow nozzle, as is customary in so-called diffuser nozzle pumps.
  • the pumping direction is also further favored.
  • the elastic components are arranged inside or outside the pump chamber, the pressure curve in the pump chamber and the flow rates through the inlet or outlet opening are influenced thereby.
  • the elastic components can be, for example, an elastic membrane or an elastic media inclusion, for example gas.
  • the transient processes in a pump for this case are shown in FIG. 11.
  • the resonance frequency is determined by the fluid to be moved in the fluid lines.
  • the limit frequency from which a reversal of the conveying direction occurs, becomes lower with increasing length of the fluid lines because of the larger fluid mass. This undesired coupling between the resonance frequency and the fluid lines can be suppressed by targeted introduction of elastic components outside the pump chamber.
  • the dynamic behavior of the moving fluid column can be used to reverse the pumping direction. If the pump is operated at a frequency which corresponds to the resonance frequency of the moving fluid column, there is a phase shift between the pressure and the fluid movement, which causes the direction of flow to be reversed.
  • a reversal of the pump direction can also be achieved by utilizing the dynamic behavior of the displacer. If the pump is operated at a frequency which corresponds to the resonance frequency of the displacer, a phase shift between the force driving the displacer and the movement of the displacer leads to a reversal of the pump direction.
  • FIG. 12 shows a further exemplary embodiment of a fluid Pump shown according to the present invention.
  • a pump chamber 380 is formed between a pump body 310 and a displacer 320 as a capillary gap.
  • a fluid pump according to the present invention can also be provided with a pressure sensor, via which the fluid pump is held in the ideal operating range.
  • the pressure sensor can be arranged in or on the pump chamber in order to record the pressure prevailing therein.
  • the pressure sensor in the embodiment shown in FIG. 12 can be integrated, for example, in the displacer 320 designed as a membrane. It is then possible via a control loop to bring the drive of the micropump into the optimum working range in each case.

Landscapes

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Abstract

Eine Fluidpumpe weist einen Pumpenkörper (10; 100; 310), einen Verdränger (12; 120; 320), wobei der Verdränger (12; 120; 320) und der Pumpenkörper (10; 100; 310) derart ausgebildet sind, dass zwischen denselben eine Pumpkammer (18; 180; 380) gebildet ist, die eine Einlassöffnung (16; 160; 360) und eine Auslassöffnung (14; 140; 340) aufweist, und eine Antriebsvorrichtung (20; 200; 210) auf, die den Verdränger (12; 120; 320) periodisch in eine erste und eine zweite Endstellung positioniert. Der Verdränger (12; 120; 320) verschliesst die Auslassöffnung (14; 140; 340), wenn er in der ersten Endstellung ist, und lässt die Auslassöffnung (14; 140; 340) offen, wenn er in der zweiten Endstellung ist. Der Verdränger (12; 120; 320) öffnet bei der Bewegung von der ersten in die zweite Endstellung im Bereich der Auslassöffnung (14; 140; 340) einen Durchströmungsspalt zwischen dem Verdränger und dem Pumpenkörper.

Description

Fluidpumpe
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidpumpe, d.h. eine Pumpe für Flüssigkeiten und Gase.
Eε ist bekannt, zum Transport von Fluiden Verdrängerpumpen zu verwenden, die aus einem periodischen Verdränger, einem Kolben oder einer Membran, und zwei passiven Rückschlagven¬ tilen bestehen. Durch die periodische Bewegung des Kolbens oder der Membran wird Fluid durch das Einlaßventil in eine Pumpkammer angesaugt, bzw. durch das Auslaßventil aus der Pumpkammer verdrängt. Diese bekannten Pumpen sind durch die Verwendung der Ventile aufwendig. Ferner ist die Transport¬ richtung durch die Anordnung der Ventile vorgegeben. Soll bei einer derartigen Anordnung die Pumprichtung umgekehrt werden, ist bei solchen bekannten Pumpen eine mit einem ho¬ hen Aufwand verbundene, externe Umsteuerung der Ventile not¬ wendig. Derartige Pumpen sind beispielsweise bei Jarolav und Monika Ivantysyn; Hydrostatische Pumpen und Motoren; Vogel Buchverlag, Würzburg, 1993, gezeigt.
Entsprechende Pumpen, die eine geringe Baugröße aufweisen und geringe Pumpströme liefern, bezeichnet man als Mikro- pumpen. Die Verdränger solcher Pumpen sind typischerweise als Membran ausgeführt, siehe P. Gravesen, J. Branebjerg, O. S. Jensen; Microfluidics - A review; Micro Mechanics Europe Neuchatel, 1993, Seiten 143 - 164. Die Verdränger können durch unterschiedliche Mechanismen angetrieben werden. Bei H.T.G. Van Lintel, F.CM. Van de Pol. S. Bouwstra, A Pie¬ zoelectric Micropump Based on Micromachining of Silicon, Sensors & Actuators, 15, Seiten 153 - 167, 1988, S. Shoji, S. Nakagawa and M. Esashi, Micropump and sample injector for intrgrated chemical analyzing Systems; Sensors and Actua- tors, A21-A23 (1990) Seiten 189 - 192, E. Stemme, G. Stemme; A valveless diffuser/nozzle-based fluid pump; Sensors & Actuators A, 39 (1993) 159 - 167, und T. Gerlach, H. Wurmus; Working principle and Performance of the dynamic micropump; Proc. MEMS'95; (1995), Seiten 221 - 226; Amsterdam, The Ne¬ therlands, sind piezoelektrische Antriebsmechanismen ge¬ zeigt. Thermopneumatische Mechanismen zum Antreiben der Ver¬ dränger sind bei F.CM. Van de Pol, H.T.G. Van Lintel, M. Elwenspoek and J.H.J. Fluitman, A Thermo-pneumatic Micropump Based on Micro-engineering Techniques, Sensors & Actuators, A21-A23, Seiten 198 - 202, 1990, B. Büstgens, W. Bacher, W. Menz, W. K. Schomburg; Micropump manufactored by thermopla¬ stic molding; Proc. MEMS'94; (1994) , Seiten 18 - 21, ge¬ zeigt. Ein elektrostatischer Mechanismus ist bei R. Zenger- le, W. Geiger, M. Richter, J. Ulrich, S. Kluge, A. Richter; Application of Micro Diaphragm Pumps in Microfluid Systems; Proc. Actuator '94; 15. - 17.6.1994; Bremen, Germany; Seiten 25 - 29, gezeigt. Ferner können die Verdränger thermomecha- nisch oder magnetisch angetrieben werden.
Wie ebenfalls in den oben genannten Schriften gezeigt ist, können als Ventile entweder passive Rückschlagventile oder spezielle Strömungsdüsen verwendet werden, die jeweils auf¬ wendig sind. Die Förderrichtung von Mikropumpen kann ohne eine Zwangssteuerung der Ventile allein durch eine Ansteue¬ rung mit einer Frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz der Ventile umgekehrt werden. Dazu seien R. Zengerle, S. Kluge, M. Richter, A. Richter; A. Bidirectional Silicon Micropump; Proc. MEMS '95; Amsterdam, Niederlande; Seiten 19-24, J. Ul¬ rich, H. Füller, R. Zengerle; Static and dynamic flow Simu¬ lation through a KOH-etched micro valve; Proc. TRANSDUCERS '95, Stockholm, Sweden, (1995), Seiten 17 - 20, betrachtet. Die Ursache dieses Effekts ist eine Phasenverschiebung zwi¬ schen der Bewegung des Verdrängers und dem Offnungszustand der Ventile. Ist die Phasendifferenz größer als 90° , so ist der Offnungszustand der Ventile antizyklisch zu deren Zu¬ stand im normalen Vorwärtsmodus und die Pumprichtung ist um¬ gedreht. Eine externe Umsteuerung der Ventile, wie sie bei makroskopischen Pumpen notwendig ist, entfällt. Die ent¬ scheidende Phasendifferenz zwischen dem Verdränger und den Ventilen hängt dabei einerseits von der Antriebsfrequenz der Pumpe und andererseits von der Resonanzfrequenz des bewegli¬ chen Ventilteils in der Fluidumgebung ab.
Ein Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß bei der Ausführung der Ventile ein Kompromiß zwischen deren me¬ chanischer Resonanz in der Fluidumgebung, deren Strömungs¬ widerstand, deren fluidischer Kapazität, d.h. der elasti¬ schen Volumenverformung, deren Baugröße und deren mechani¬ scher Stabilität gefunden werden muß. Diese Parameter, die alle jeweils Auswirkungen auf die Pumpdynamik haben, können also nicht unabhängig voneinander auf ein Optimum einge¬ stellt werden und stehen zum Teil einer erwünschten, weite¬ ren Miniaturisierung der Pumpabmessungen entgegen.
Generell nachteilig bei der Verwendung von Pumpen mit pas¬ siven Rückschlagventilen ist ferner die Tatsache, daß die Pumpen im ausgeschalteten Zustand das zu fördernde Medium nicht sperren. Übersteigt der Eingangs- den Ausgangsdruck um die Vorspannung der Ventile, so durchfließt das zu pumpende Medium die Pumpe.
Mikropumpen, die spezielle Strömungsdüsen verwenden, besit¬ zen den Nachteil, daß sie einen sehr geringen maximalen Pumpwirkungsgrad im Bereich von den 10 - 20% aufweisen.
Aus der DE-C 19534378.6 ist eine Fluidpumpe bekannt, die einen Pumpenkörper, einen Verdränger und einen elastischen Puffer aufweist. Der Verdränger verschließt in einer ersten Endstellung einen in dem Pumpenkörper angeordneten Einlaß und läßt in einer zweiten Endstellung den in dem Pumpenkör¬ per angeordneten Einlaß offen. Die bekannte Pumpe ermöglicht einen Nettofluß durch einen ebenfalls in dem Pumpenkörper angeordneten Auslaß. Die an die durch den Verdränger und den Pumpenkörper gebildete Pumpkammer angrenzende Puffereinrich¬ tung macht die bekannte Fluidpumpe aufwendig. Esashi, Shoji und Nakano beschreiben in dem Artikel "Normally closed microvalve and micropump fabricated on a Silicon wafer", Sensors and Actuators 20 (1989) , S. 163 - 169, ein Gas-Mikroventil, daß im normalen Zustand geschlos¬ sen ist. Das Ventil besteht aus einer Glasplatte, in der eine Gasauslaßöffnung angeordnet ist, die mittels einer durch einen piezoelektrischen Antrieb betreibbaren Sili- zium-Mesa-Struktur, die mit einem Ventilsitz versehen ist, verschließbar ist. Die Siliziumschicht, in der die Sili- zium-Mesa-Struktur gebildet ist, und die Glasplatte defi¬ nieren ferner einen durchgehenden Kanal zwischen der Gasauslaßöffnung und einer Gaseinlaßöffnung, die in der Siliziumschicht gebildet ist. In der oben genannten Schrift ist ferner eine Membrantyp-Mikropumpe beschrieben, die aus zwei Einwegventilen und einer Membran mit einem piezoelek¬ trischen Antrieb besteht.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vor¬ liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine effiziente Fluidpumpe mit einem einfachen Aufbau zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidpumpe gemäß Patentan¬ spruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Fluidpumpe mit einem Pumpenkörper und einem Verdränger, der mittels eines An¬ triebs periodisch in eine erste und eine zweite Endstellung positionierbar ist, wobei der Verdränger und der Pumpenkör¬ per derart ausgebildet sind, daß zwischen denselben eine Pumpkammer gebildet ist, die eine Einlaßöffnung und eine Auslaßoffnung aufweist. Der Verdränger verschließt die Aus¬ laßöffnung, wenn er in der ersten Endstellung ist, und läßt die Auslaßöffnung offen, wenn er in der zweiten Endstellung ist. Wenn sich der Verdränger von der ersten in die zweite Endstellung bewegt, öffnet er im Bereich der Auslaßöffnung einen Durchströmungsspalt zwischen dem Pumpenkörper und dem Verdränger. Vorzugsweise ist der Pumpenkörper in der Form einer Platte, die die Einlaß- und die Auslaß-Öffnung auf¬ weist, ausgebildet, während der Verdränger eine Ausnehmung aufweist, die die Pumpkammer definiert.
Der Pumpwirkungsgrad ist durch eine Anpassung der Quer¬ schnittsflächen der Einlaß- und Auslaß-Öffnung, sowie durch eine Steuerung deε Zeitablaufs des Treibens des Verdrängers in die erste und die zweite Endstellung optimierbar. Das Treiben des Verdrängers kann dabei durch einen piezoelektri¬ schen Biegewandler, eine aufgeklebte Piezoplatte oder auch elektrostatisch erfolgen.
Eine Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen einfachen Aufbau auf, der aus nur einem einzigen struktu¬ rierten Siliziumchip bestehen kann. Dadurch können Kosten bei der Bearbeitung der Siliziumteile sowie Kosten bei der Montage gespart werden. Eine weitere Kosteneinsparung ergibt sich durch die Herstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe aus Kunststoff mittels feinwerktechnischer Verfahren, beiεpiels- weise Spritzguß, usw..
Der Verdränger der erfindungsgemaßen Fluidpumpe wird mit ei¬ ner Treiberspannung angesteuert, die eine solche Polung auf¬ weist, daß der Verdränger angehoben wird. Nach dem Abschal¬ ten der Pumpe kann die Polung der Treiberspannung umgekehrt werden, wodurch die Auslaßöffnung mit einer definierten ho¬ hen Anpreßkraft geschlossen ist. Dadurch stellt die Ausla߬ öffnung zusammen mit dem Verdränger ein aktives Ventil dar, welches einen wesentlichen Vorteil gegenüber passiven Ven¬ tilen darstellt. Durch das Einbringen eines kleinen Puffer¬ volumens in die Pumpkammer kann ferner die Pumprichtung ei¬ ner Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung umgekehrt werden, wodurch sich in den meisten Fällen ein Einsatz einer zweiten Pumpe erübrigt.
Bevorzugte Ausführungsbeiεpiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich¬ nungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 den Druck in der Pumpkammer einer Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung während einer Saugphase und einer Druckphase;
Fig. 3 einen Graph, der die Abhängigkeit des Flusses durch die Auslaßöffnung von der Spaltweite zeigt;
Fig. 4a biε 4d Darstellungen der transienten Vorgänge, die bei der Fluidpumpe von Fig. l ablaufen;
Fig. 5 die Abhängigkeit des Flusses durch Ein- und Ausla߬ öffnung bei einer unterschiedlichen Druckdifferenz;
Fig. 6a bis 6c unterschiedliche Ansteuerspannungen zum Treiben des Verdrängers einer Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 einen Graph, der einen speziellen Druckverlauf in der Pumpkammer einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8, 9 und 10a bis lOd verschiedene Ausführungsbeispiele einer Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. lla bis lid Darstellungen der transienten Vorgänge, die bei einer Fluidpumpe der vorliegenden Erfindung, die ein kleines Puffervolumen in der Pumpkammer aufweist, ablaufen; und
Fig. 12 eine Querschnittansicht eines weiteren Ausführungs- beispiels einer Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer - 1 -
Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Pumpe weist einen Pumpenkörper 10 und einen Verdränger 12 auf. In dem Pumpenkörper ist eine Auslaßöffnung 14 mit einer Weite w und eine Einlaßöffnung 16 ausgebildet. Die Ausla߬ öffnung 14 sowie die Einlaßöffnung 16 können eine beliebige Form, beispielsweise quadratisch, rund, rechteckig oder el- lipsoid, aufweisen. Der Verdränger 12 ist auf dem Pumpenkör¬ per 10 befestigt und weist eine Ausnehmung auf, die zusammen mit dem Pumpenkörper 10 eine Pumpkammer 18 definiert. Der Pumpenkörper 10 und der Verdränger 12 können beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein.
Der Verdränger 12 ist mittels eines Piezo-Biegewandlers 20, der aus Piezokeramik besteht, in eine erste und eine zweite Endstellung hin und her bewegbar. Der Piezo-Biegewandler 20 ist beispielsweise mittels eines Klebers 22 an dem Verdrän¬ ger 12 befestigt. Der Verdränger 12 bildet an seinem mittle¬ ren, dickeren Abschnitt ein Ventil mit der Auslaßöffnung 14, wobei die Auslaßöffnung 14 in der ersten Endstellung des Verdrängers 12 geschlossen ist und in der zweiten Endstel¬ lung des Verdrängers 12 offen ist.
Wird eine Spannung an den Piezo-Biegewandler 20 angelegt, so bewegt sich der Verdränger 12 nach oben in die zweite End¬ stellung und öffnet die Auslaßöffnung 14. Schaltet man die Spannung wieder ab, so bewegt sich der Verdränger 12 nach unten in die erste Endstellung und verschließt die Ausla߬ öffnung 14. Die Einlaßöffnung, die als Blende ausgebildet sein kann, ist permanent geöffnet.
Es folgt eine allgemeine Betrachtung der Funktionsweise der Pumpe gemäß Fig. 1. Mit der Bewegung des Verdrängers 12 än¬ dert sich sowohl ein Druck p in der Pumpkammer 18, als auch eine Spalthöhe h an der Auslaßöffnung 14. Die Strömung durch die Auslaßöffnung hängt von diesen beiden Faktoren, dem Druck p und der Spalthöhe h ab. Bei einer vereinfachten Be¬ trachtung ergibt sich ein Durchfluß φ proportional zu ph3 , wobei der Zusammenhang bei einer allgemeineren Betrachtung pxhv mit beliebigen Zahlen x und y lautet.
Wenn die zeitliche Integration über die Strömung beim Off¬ nungs- bzw. Schließvorgang des Verdrängers 12 verschieden ist, ergibt sich bei periodischer Betätigung des Verdrängers 12 ein Nettofluidtransport in eine ausgezeichnete Pumprich¬ tung durch die Auslaßöffnung 14. Dieser Nettofluidtransport kann durch eine mathematische Integration über den Durchfluß berechnet werden.
In Fig. 2 ist der zeitliche Druckverlauf in der Pumpkammer 18 bei einer Ansteuerung des Piezo-Biegewandlers 20 mit ei¬ ner Rechteckspannung dargestellt. Bei anliegender Spannung ergibt sich zunächst ein Unterdruck in der Pumpkammer 18, der sich mit zunehmender Auslenkung des Verdrängers 12 wie¬ der abbaut. Die Auslenkung des Verdrängers 12 entspricht der Spalthöhe h. Beim Ausschalten der Spannung, oder alternativ bei einer Spannungsumkehr, ergibt sich ein Überdruck in der Pumpkammer 18, der sich mit abnehmender Ablenkung des Ver¬ drängers 12 wieder abbaut.
Die zeitabhängigen Strömungen durch die beiden Öffnungen in dem Pumpenkörper 10, die Auslaßöffnung 16 und die Einlaßöff¬ nung 14, sind nun grundsätzlich verschieden. Während die Strömung durch die Einlaßöffnung 16 nur durch den Druckver¬ lauf in der Pumpkammer 18 bestimmt wird, ist für die Strö¬ mung durch die Auslaßöffnung 14 sowohl der aktuelle Druck p in der Pumpkammer alε auch die aktuelle Spalthöhe h an der Auεlaßöffnung 14 von Bedeutung.
Der Betrag der Strömung durch die Einlaßöffnung oder Einla߬ blende errechnet sich in erster Näherung zu:
(1)
Dabei ist AB^en(je d:Le Querschnittsflache der Einlaßöffnung oder Blende 16, μ ist eine geometrieabhängige dimensionslose Ausflußzahl, P ist die Dichte des Fluids, p-,^ iεt der Druck im in die Einlaßöffnung mündenden Einlaß (siehe Fig. 1) , und p ist der Pumpkammerdruck.
Die Strömung durch die Auslaßöffnung kann dagegen näherungs¬ weise als laminare Spaltströmung betrachtet werden. Dieselbe berechnet sich zu:
1 w h3 (p - p2)
«^Auslaß = ~ (2)
3 -^ b
Dabei ist w die Weite der Auslaßöffnung, h ist die Auslen¬ kung des Verdrängers, b ist die Länge des entsprechenden Spaltes (siehe Fig. 1) , n_ ist die Viskosität der Fluids und p2 ist der Druck in dem in die Auslaßöffnung mündenden Aus¬ laß (siehe Fig. 1) .
Der Fluß durch die Auslaßöffnung in Abhängigkeit von der Spalthöhe h iεt für eine konstante Druckdifferenz in Fig. 3 dargestellt. Insbesondere für kleine Spalthöhen h ist der Durchfluß drastisch reduziert.
Entscheidend für den Pumpmechanismus ist bei der Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung die Tatsache, daß die Strö¬ mung durch die Auslaßöffnung von den beiden unabhängigen Va¬ riablen, nämlich dem Pumpkammerdruck p und der Spalthöhe h abhängt.
In den Fig. 4a bis 4d sind die transienten Vorgänge während der Saug- und während der Druckphase in der Pumpe gemäß Fig. 1 in Diagrammform dargestellt.
In Fig. 4a ist der Verlauf der Verdrängerbewegung, in Fig. 4b der Verlauf des Pumpkammerdrucks p, in Fig. 4c der Fluß durch die Einlaßöffnung und in Fig. 4d der Fluß durch die Auslaßöffnung dargestellt. Sauerphase
Beim Einschalten der Spannung an dem Piezo-Biegewandler liegt in der Pumpkammer schlagartig ein Unterdruck vor, ohne daß sich der Verdränger nennenswert nach oben bewegt. Dies ist zum Zeitpunkt 0.0 in den Fig. 4a und 4b dargestellt. Da die Auslaßöffnung zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen ist, strömt kein Fluid durch dieselbe. Daε Fluid strömt zunächst ausschließlich durch die Einlaßöffnung in die Pumpkammer (siehe Zeitpunkt 0.0 in den Fig. 4c und 4d) . Erst mit zuneh¬ mender Bewegung des Verdrängers und einer damit verbundenen Zunahme der Spalthöhe h kommt eine Fluidstromung durch die entstehende Öffnung hinzu. Da sich jedoch mit der Bewegung des Verdrängers gleichzeitig der Unterdruck in der Pumpkam¬ mer wieder abbaut, ist das durch die Auslaßöffnung strömende Fluidvolumen relativ gering, da die Strömung proportional zu dem Produkt ph3 ist.
Druckphase
Beim Ausschalten der an dem Piezo-Biegewandler anliegenden Spannung (Zeitpunkt 2.0 in den Fig. 4a bis 4d) liegt in der Pumpkammer schlagartig ein Überdruck vor, ohne daß sich der Verdränger nennenswert nach unten bewegt. In diesem Zustand ist die Auslaßöffnung offen, wobei gleichzeitig ein relativ großer Überdruck in der Pumpkammer vorliegt. Aus diesem Grund ist das Produkt ph3 relativ groß. In der Druckphase fließt somit ein deutlich größerer Anteil des Fluids durch die Auslaßöffnung aus der Pumpkammer als in der Saugphase durch die Auslaßöffnung in die Pumpkammer geflossen ist, wie in Fig. 4d zu sehen ist. Aus dieser Figur wird die Unsymme- trie der Strömung durch die Auεlaßöffnung in der Druck- und in der Saug-Phase und der damit verbundene Nettofluß durch die Auslaßöffnung deutlich. Der Nettopumpeffekt der Fluidpumpe der vorliegenden Erfin¬ dung beruht darauf, daß der Spalt zwischen dem Verdränger und der Auslaßöffnung während dem Öffnungsvorgang der Aus¬ laßöffnung, also der Saugphase, und dem Schließvorgang der Auslaßoffnung, also der Druckphase, unterschiedlich durch¬ strömt wird. Der Grund dafür liegt darin, daß die Strömung durch die Auslaßöffnung sowohl vom Druck in der Pumpkammer als auch von der Spalthöhe h zwischen dem Verdränger und dem Pumpenkörper abhängt.
Im folgenden werden alternative Ausführungεbeiεpiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Pumpwirkungsgrad einer Pumpe gemäß der vorliegenden Er¬ findung, d.h. der Pumpertrag pro Pumpzyklus, und der maximal in der Pumpkammer erreichbare Gegendruck können durch eine Modifikation der beiden Öffnungsquerschnitte variiert wer¬ den. Insbesondere erbringt dabei eine Reduktion der Quer¬ schnittsfläche der Einlaßöffnung gegenüber der Querschnittε- flache, d.h. der Weite w der Auεlaßöffnung, eine Steigerung des Maximaldrucks. Der Druckwirkungsgrad kann ferner durch einen optimierten Verlauf der Ansteuerspannung verbessert werden.
Dieser Überlegung liegt die Festεtellung zugrunde, daß die Durchflußcharakteristik der Einlaßöffnung, die proportional zu Vp ist, ausgehend vom Ursprung eine nahezu senkrechte Steigung aufweist. Der Fluß durch die Auslaßöffnung nimmt dagegen bei einer konstanten Spalthöhe h nur linear mit dem Druck zu. Diese Effekte sind in Fig. 5 dargestellt. Folglich überwiegt bei kleinen Druckdifferenzen stets die Strömung durch die Einlaßöffnung. Wenn der Druck in der Pumpkammer während der Saugphase gezielt klein gehalten wird und in der Druckphase gezielt groß gehalten wird, kann somit der Pump¬ wirkungsgrad vergrößert werden.
Der Druck in der Pumpkammer stellt sich bei gegebener An¬ steuerspannung U so ein, daß sich ein Kräftegleichgewicht zwischen dem Pumpantrieb, der intrinsischen Verspannung des Verdrängers und dem hydrostatischen Druck des Fluids in der Pumpkammer ergibt. In den Fig. 6a, 6b und 6c sind zwei Mög¬ lichkeiten dargestellt, wie der Druck in der Pumpkammer durch eine geeignete Ansteuerspannung vorteilhaft modifi¬ ziert werden kann.
Den Spannungsverläufen in den Fig. 6a bis 6c ist ein linea¬ rer Spannungsanstieg während der Saugphase und ein abruptes Ausschalten der Spannung während der Druckphase gemeinsam. Ferner wird bei dem Spannungsverlauf von Fig. 6c ferner zu Beginn der Druckphase die Spannung gezielt umgepolt, wodurch der Druck in der Pumpkammer über das normale Maß hinaus er¬ höht wird. Mit derartigen Ansteuerspannungen läßt sich der Pumpwirkungsgrad gezielt steigern. Es ist ferner offensicht¬ lich, daß der Verdränger entweder allein durch seine mecha¬ nische Rückstellkraft infolge seiner Verformung (passiv) oder über den Antrieb (aktiv) geschlossen werden kann.
Der entscheidende Punkt bei dem Purapmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß sich mit der Bewegung des Verdrängers sowohl der Druck p in der Pumpkam¬ mer als auch die Höhe des Durchflußspaltes an der Auslaßöff¬ nung ändern. Die Strömung durch die Auslaßöffnung setzt sich aus diesen beiden Faktoren zusammen. Bei einer vereinfachten Betrachtung ergibt sich ein Durchfluß φ proportional zu ph3, bei einer allgemeineren Betrachtung ist der Durchfluß pro¬ portional zu pxhv, wobei x und y beliebige Zahlen sind.
Es wird ausdrücklich darauf verwiesen, daß alle Zusammenhän¬ ge pxhv zwischen Pumpkammerdruck p und Spalthöhe h zu einem Pumpeffekt führen, sofern sich bei der Integration während des Offnungs- und Schließ-Vorgangs der Auslaßöffnung durch den Verdränger unterschiedliche Werte für die durch die Aus¬ laßöffnung strömende Fluidmenge ergeben. Damit ist auch klar, daß eine laminare Spaltströraung durch das Ventil keine Voraussetzung für die Pumpfunktion ist. Eine Pumpwirkung ist auch bei einer turbulenten Strömung oder jeder beliebigen Mischform möglich.
Um einen guten Pumpwirkungsgrad zu erreichen, können spe¬ zielle Druckverläufe in der Pumpkammer vorteilhaft sein. Ein solcher Druckverlauf ist in Fig. 7 dargestellt. Ein solcher Druckverlauf kann beispielsweiεe mittels eines elektrostati¬ schen Antriebs oder einer gezielten Modifikation der Ansteu¬ erspannung (siehe Fig. 6) erreicht werden.
In Fig. 8 ist ein alternativeε Ausführungsbeiεpiel der vor¬ liegenden Erfindung dargeεtellt. Der Pumpkörper 100 besteht dabei aus einer Fluidik-Grundplatte mit integrierten Kanälen 105 und 107, die in einer Auslaßöffnung 140 bzw. einer Ein¬ laßöffnung 160 enden. Als Verdränger 120 dient ein struktu¬ rierter Siliziumchip, der auf der Fluidik-Grundplatte befe¬ stigt ist und ausgestaltet ist, um in einer ersten Endstel¬ lung die Auslaßöffnung 140 zu verschließen und in einer zweiten Endstellung die Auslaßöffnung offen zu lassen. Durch eine Ausnehmung in dem Verdränger 120 ist ferner eine Pump¬ kammer 180 definiert. Als Antrieb ist bei dem in Fig. 8 dar¬ gestellten Ausführungsbeispiel eine auf dem Verdränger befe¬ stigte Piezo-Keramikplatte verwendet, die auf der Oberseite derselben mit einer Schicht für selektiveε Bonden verεehen sein kann.
In Fig. 9 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der vorlie¬ genden Erfindung dargestellt, das mit Ausnahme des Antriebs des Verdrängers dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8 gleicht. Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein elektrostatischer Antrieb des Verdrängers realisiert. Dazu ist über der dem Pumpenkörper 100 gegenüberliegenden Seite des Verdrängers 120 beabstandet zu demselben eine Gegenelek¬ trode angeordnet, um den Verdränger in die erste und die zweite Endposition zu bewegen. Ein elektrostatischer Antrieb weist den Vorteil auf, daß er allein aufgrund der nichtli¬ nearen elektrostatischen Antriebskräfte während der Saug- und der Druck-Phase einen stark unsymmetriεchen Pumpkammer¬ druckverlauf, wie er beiεpielsweise in Fig. 7 dargestellt ist, ermöglicht.
In den Fig. 10a biε lOd sind weitere Ausführungsbeispiele für den Ansteuerung des Verdrängers dargestellt. Dabei kann zwischen einer punktuellen oder flächigen Krafteinleitung unterschieden werden. Ferner unterscheiden sich die Ansteue- rungsvorrichtungen dadurch, ob sie eine zwangsgeführte An¬ steuerung oder eine Ansteuerung unter Zulaεsung einer Rück¬ wirkung ermöglichen. Bei einem zwangsgesteuerten Verdränger besteht zwischen der Verdrängerstellung und dem Pumpkammer¬ druck keine Rückwirkung.
Fig. 10a zeigt einen Antrieb für eine punktuelle Kraftein¬ leitung ohne Zwangεsteuerung. In Fig. 10b iεt ein Antrieb für eine flächige Krafteinleitung auf den Verdränger ohne Zwangssteuerung dargestellt. In den Fig. 10c bzw. lOd sind Antriebe für eine punktuelle bzw. flächige Krafteinleitung mit einer Zwangsεteuerung dargestellt.
Um eine Steigerung des Pumpwirkungsgrades zu erreichen kann es ferner vorteilhaft sein, die Blende, d.h. die Einlaßöff¬ nung, als eine Strömungsdüse auszubilden, wie dies bei soge¬ nannten Diffusor-Nozzle-Pumpen üblich ist. Dadurch wird fer¬ ner die Pumprichtung nochmals zusätzlich begünstigt.
Werden innerhalb oder außerhalb der Pumpkammer elaεtiεche Komponenten angeordnet, so wird dadurch der Druckverlauf in der Pumpkammer, sowie die Flußraten durch die Einlaß- bzw. Auslaßöffnung beeinflußt. Die elastischen Komponenten können beispielsweise eine elastische Membran oder ein elastischer Medieneinschluß, beispielsweise Gas, sein. Die transienten Vorgänge in einer Pumpe für diesen Fall sind in Fig. 11 dar¬ gestellt.
Bei hohen Betriebsfrequenzen gelangt man in den Bereich der Eigenfrequenz dieser elastischen Komponenten in ihrer Fluid¬ umgebung. Dadurch ergibt sich eine Phasenverschiebung zwi¬ schen dem Druckverlauf in der Pumpkammer und der Bewegung des Verdrängers. Die relativen Anteile der Vorwärts- und Rückwärts-Strömung durch die Auslaßöffnung verschieben εich und die Pumprichtung kehrt εich um.
Die Reεonanzfrequenz wird von dem zu bewegenden Fluid in den Fluidleitungen mitbeεtimmt. Dadurch wird beiεpielsweise die Grenzfrequenz, ab der eine Umkehr der Förderrichtung auf¬ tritt, mit zunehmender Länge der Fluidleitungen wegen der größeren Fluidmasse geringer. Durch ein gezieltes Einbringen von elastischen Komponenten außerhalb der Pumpkammer läßt sich diese unerwünschte Kopplung zwischen der Resonanzfre¬ quenz und den Fluidleitungen unterdrücken.
Wenn nur geringe elastiεche Puffervolumen in der Pumpkammer vorliegen, εo wird der beschriebene Pumpmechanismus dadurch nur wenig gestört, wie in den Fig. lla bis Ile gezeigt ist. Das Puffervolumen darf eine bestimmte Größe nicht über¬ schreiten, da der erfindungsgemäße Pumpmechanismus sonst nicht mehr gewährleistet ist.
Liegt bei einer erfindungsgemäßen Fluidpumpe kein Pufferele¬ ment in oder an der Pumpkammer vor, so kann das dynamische Verhalten der bewegten Fluidsäule dazu benutzt werden, die Pumprichtung umzukehren. Wird die Pumpe mit einer Frequenz betrieben, die der Resonanzfrequenz der bewegten Fluidsäule entspricht, ergibt sich eine Phasenverschiebung zwischen dem Druck und der Fluidbewegung, die eine Umkehr der Flußrich¬ tung bewirkt.
Eine Umkehr der Pumprichtung kann ferner erreicht werden, indem das dynamische Verhalten deε Verdrängers ausgenutzt wird. Wird die Pumpe mit einer Frequenz betrieben, die der Resonanzfrequenz des Verdrängers entspricht, führt eine Pha¬ senverschiebung zwischen der den Verdränger antreibenden Kraft und der Bewegung des Verdrängers zu einer Umkehr der Pumprichtung.
In Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fluid- pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei der in Fig. 12 dargestellten Fluidpumpe ist eine Pumpkammer 380 zwischen einem Pumpenkörper 310 und einem Verdränger 320 als ein kapillarer Spalt ausgebildet. Mit einer derartigen An¬ ordnung kann die Befullung entscheidend vereinfacht sein, da ein Fluid aufgrund der Kapillarkräfte in die Pumpkammer ge¬ zogen wird. In Fig. 12 ist der Antriebsmechanismus für die Verdrängereinrichtung nicht dargestellt.
Eine Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner mit einem Drucksensor versehen sein, über den die Fluidpumpe im idealen Betriebsbereich gehalten wird. Der Drucksensor kann in oder an der Pumpkammer angeordnet sein, um den in derselben herrschenden Druck aufzunehmen. Dazu kann der Drucksensor bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbei¬ spiel beispielsweise in den als eine Membran ausgestalteten Verdränger 320 integriert sein. Über einen Regelkreis ist es dann möglich, den Antrieb der Mikropumpe in den jeweils op¬ timalen Arbeitsbereich zu bringen.

Claims

Patentanεprüche
1. Fluidpumpe, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einen Pumpenkörper (10; 100; 310) ;
einen Verdränger (12; 120; 320) , wobei der Verdränger (12; 120; 320) und der Pumpenkörper (10; 100; 310) der¬ art ausgebildet sind, daß zwischen denselben eine Pump¬ kammer (18; 180; 380) gebildet ist, die eine Einlaßöff¬ nung (16; 160; 360) und eine Auslaßöffnung (14; 140; 340) aufweist; und
eine Antriebsvorrichtung (20; 200; 210) , die den Ver¬ dränger (12; 120; 320) periodisch in eine erste und eine zweite Endstellung positioniert,
wobei der Verdränger (12; 120; 320) die Auslaßöffnung (14; 140; 340) verschließt, wenn er in der ersten End¬ stellung ist, und die Auslaßoffnung (14; 140; 340) offen läßt, wenn er in der zweiten Endstellung iεt, und
wobei der Verdränger (12; 120; 320) bei der Bewegung von der ersten in die zweite Endεtellung im Bereich der Aus¬ laßöffnung (14; 140; 340) einen Durchεtrömungsspalt zwi¬ schen dem Verdränger und dem Pumpenkörper öffnet.
2. Fluidpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Pumpenkörper (10; 100) in der Form einer Platte, die die Einlaß- und die Auslaß-Öffnung aufweist, ausge¬ bildet ist, und daß der Verdränger (12; 120) eine Aus¬ sparung aufweist, die zusammen mit dem Pumpenkörper (10; 100) die Pumpkammer (18; 180) definiert.
3. Fluidpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkörper (310) in der Form einer Platte, die die Einlaß- und Auslaß-Öffnung (360, 340) aufweist, aus¬ gebildet ist, wobei der Pumpenkörper (310) ferner eine Aussparung aufweist, die zusammen mit dem Verdränger (320) die Pumpkammer definiert.
4. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 biε 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpkammer (380) als ein kapillarer Spalt ausge¬ bildet ist.
5. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung (16; 160; 360) gegenüber der Querschnittsfläche der Auslaßöffnung (14; 140; 340) reduziert ist.
6. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb ein piezoelektrischer Biegewandler (20) ist.
7. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 biε 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb aus einer auf die dem Pumpenkörper (100) gegenüberliegende Seite des Verdrängers (120) aufge¬ brachten Piezoplatte (200) besteht.
8. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb ein elektrostatischer Antrieb (210) ist.
9. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdränger (12; 120; 320) nach dem Abschalten der Pumpe die Auslaßöffnung (14; 140; 340) passiv ver¬ schließt.
10. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdränger (12; 120; 320) die Auslaßöffnung (14; 140; 340) durch das Anlegen einer Spannung mit umgekehr¬ tem Vorzeichen an die Antriebsvorrichtung verschließt.
11. Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 biε 10, dadurch gekennzeichnet,
daß in oder an der Pumpkammer (18; 180; 380) ein Druck¬ sensor angeordnet ist, mit dem ein Regelkreis aufgebaut ist.
12. Verfahren zum Treiben einer Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß während einer Saugphase, in der der Verdränger (12; 120; 320) aus der ersten in die zweite Endstellung be¬ wegt wird, eine im wesentlichen linear ansteigende Span¬ nung an den Antrieb angelegt wird, und
daß zu Beginn einer Druckphase, in der der Verdränger (12; 120; 320) aus der zweiten in die erste Endstellung bewegt wird, die Spannung, die an dem Antrieb anliegt, abrupt ausgeschaltet wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn der Druckphase nach dem abrupten Ausschal¬ ten der Spannung eine Spannung mit einem umgekehrten Vorzeichen an den Antrieb angelegt wird.
14. Verfahren zum Treiben einer Fluidpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdränger (12; 120; 320) durch den Antrieb (20; 200; 210) mit einer Frequenz betrieben wird, die der Re¬ sonanzfrequenz der bewegten Fluidsäule oder der Reso¬ nanzfrequenz des Verdrängers (12; 120; 320) entspricht.
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Families Citing this family (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5919582A (en) * 1995-10-18 1999-07-06 Aer Energy Resources, Inc. Diffusion controlled air vent and recirculation air manager for a metal-air battery
DE19648694C1 (de) * 1996-11-25 1998-04-30 Vermes Mikrotechnik Gmbh Bidirektionale dynamische Mikropumpe
DE19719862A1 (de) * 1997-05-12 1998-11-19 Fraunhofer Ges Forschung Mikromembranpumpe
US7485263B2 (en) * 1997-08-26 2009-02-03 Eppendorf Ag Microproportioning system
US6368079B2 (en) * 1998-12-23 2002-04-09 Battelle Pulmonary Therapeutics, Inc. Piezoelectric micropump
US6179586B1 (en) * 1999-09-15 2001-01-30 Honeywell International Inc. Dual diaphragm, single chamber mesopump
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
US6296452B1 (en) * 2000-04-28 2001-10-02 Agilent Technologies, Inc. Microfluidic pumping
US7016022B2 (en) * 2000-08-02 2006-03-21 Honeywell International Inc. Dual use detectors for flow cytometry
US20060263888A1 (en) * 2000-06-02 2006-11-23 Honeywell International Inc. Differential white blood count on a disposable card
US7262838B2 (en) * 2001-06-29 2007-08-28 Honeywell International Inc. Optical detection system for flow cytometry
US7630063B2 (en) * 2000-08-02 2009-12-08 Honeywell International Inc. Miniaturized cytometer for detecting multiple species in a sample
US7242474B2 (en) * 2004-07-27 2007-07-10 Cox James A Cytometer having fluid core stream position control
US8071051B2 (en) 2004-05-14 2011-12-06 Honeywell International Inc. Portable sample analyzer cartridge
US7641856B2 (en) * 2004-05-14 2010-01-05 Honeywell International Inc. Portable sample analyzer with removable cartridge
US7215425B2 (en) * 2000-08-02 2007-05-08 Honeywell International Inc. Optical alignment for flow cytometry
US7471394B2 (en) * 2000-08-02 2008-12-30 Honeywell International Inc. Optical detection system with polarizing beamsplitter
US7978329B2 (en) * 2000-08-02 2011-07-12 Honeywell International Inc. Portable scattering and fluorescence cytometer
US7283223B2 (en) * 2002-08-21 2007-10-16 Honeywell International Inc. Cytometer having telecentric optics
US6970245B2 (en) * 2000-08-02 2005-11-29 Honeywell International Inc. Optical alignment detection system
US7130046B2 (en) * 2004-09-27 2006-10-31 Honeywell International Inc. Data frame selection for cytometer analysis
US8329118B2 (en) * 2004-09-02 2012-12-11 Honeywell International Inc. Method and apparatus for determining one or more operating parameters for a microfluidic circuit
US6297576B1 (en) * 2000-06-22 2001-10-02 Agilent Technologies, Inc. Piezoelectric actuator
US7061595B2 (en) * 2000-08-02 2006-06-13 Honeywell International Inc. Miniaturized flow controller with closed loop regulation
US7277166B2 (en) * 2000-08-02 2007-10-02 Honeywell International Inc. Cytometer analysis cartridge optical configuration
US6382228B1 (en) * 2000-08-02 2002-05-07 Honeywell International Inc. Fluid driving system for flow cytometry
US7198250B2 (en) * 2000-09-18 2007-04-03 Par Technologies, Llc Piezoelectric actuator and pump using same
CN1269637C (zh) * 2000-09-18 2006-08-16 帕尔技术有限责任公司 一种压电致动器和使用压电致动器的泵
DE10065855A1 (de) * 2000-12-22 2002-07-04 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Dosiervorrichtung zur Förderung geringer Stoffmengen
US6878755B2 (en) * 2001-01-22 2005-04-12 Microgen Systems, Inc. Automated microfabrication-based biodetector
AU2002306479A1 (en) 2001-02-13 2002-10-15 Technology Applications, Inc. Miniature reciprocating heat pumps and engines
DE10136904A1 (de) * 2001-07-28 2003-02-20 Eppendorf Ag Vorrichtung zum Fördern und/oder Dosieren kleinste Fluidmengen
US6715733B2 (en) * 2001-08-08 2004-04-06 Agilent Technologies, Inc. High temperature micro-machined valve
US6554591B1 (en) * 2001-11-26 2003-04-29 Motorola, Inc. Micropump including ball check valve utilizing ceramic technology and method of fabrication
US6561224B1 (en) 2002-02-14 2003-05-13 Abbott Laboratories Microfluidic valve and system therefor
JP4378937B2 (ja) * 2002-06-03 2009-12-09 セイコーエプソン株式会社 ポンプ
US7090471B2 (en) * 2003-01-15 2006-08-15 California Institute Of Technology Integrated electrostatic peristaltic pump method and apparatus
DE20313727U1 (de) * 2003-09-04 2005-01-13 Thinxxs Gmbh Piezoaktor
CN100427759C (zh) * 2003-09-12 2008-10-22 清华大学 双压电梁驱动的膜片气泵
DE602004003316T2 (de) * 2003-09-12 2007-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Membranpumpe für Kühlluft
US20050232817A1 (en) * 2003-09-26 2005-10-20 The University Of Cincinnati Functional on-chip pressure generator using solid chemical propellant
US7287965B2 (en) * 2004-04-02 2007-10-30 Adaptiv Energy Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US7312554B2 (en) 2004-04-02 2007-12-25 Adaptivenergy, Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US7290993B2 (en) * 2004-04-02 2007-11-06 Adaptivenergy Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US20050225201A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-13 Par Technologies, Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
US8828320B2 (en) 2004-05-14 2014-09-09 Honeywell International Inc. Portable sample analyzer cartridge
US7612871B2 (en) * 2004-09-01 2009-11-03 Honeywell International Inc Frequency-multiplexed detection of multiple wavelength light for flow cytometry
US7630075B2 (en) 2004-09-27 2009-12-08 Honeywell International Inc. Circular polarization illumination based analyzer system
US7222639B2 (en) * 2004-12-29 2007-05-29 Honeywell International Inc. Electrostatically actuated gas valve
US20060147329A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Tanner Edward T Active valve and active valving for pump
US7258533B2 (en) * 2004-12-30 2007-08-21 Adaptivenergy, Llc Method and apparatus for scavenging energy during pump operation
US7328882B2 (en) 2005-01-06 2008-02-12 Honeywell International Inc. Microfluidic modulating valve
US7445017B2 (en) * 2005-01-28 2008-11-04 Honeywell International Inc. Mesovalve modulator
JP2008537461A (ja) * 2005-04-13 2008-09-11 アダプティブエナジー・リミテッド・ライアビリティー・カンパニー フレキシブル膜上に導体を備える圧電ダイヤフラムアセンブリ
US20060232166A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Par Technologies Llc Stacked piezoelectric diaphragm members
JP4965561B2 (ja) * 2005-04-29 2012-07-04 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド サイトメータ細胞計数及びサイズ測定システム
US8361410B2 (en) 2005-07-01 2013-01-29 Honeywell International Inc. Flow metered analyzer
CN101262950B (zh) 2005-07-01 2011-03-09 霍尼韦尔国际公司 流量计量分析器
EP1902298B1 (de) 2005-07-01 2012-01-18 Honeywell International Inc. Geformte kassette mit dreidimensionaler hydrodynamischer fokussierung
US7517201B2 (en) 2005-07-14 2009-04-14 Honeywell International Inc. Asymmetric dual diaphragm pump
US7843563B2 (en) * 2005-08-16 2010-11-30 Honeywell International Inc. Light scattering and imaging optical system
US20070051415A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Honeywell International Inc. Microvalve switching array
US20070075286A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 Par Technologies, Llc Piezoelectric valves drive
US20070129681A1 (en) * 2005-11-01 2007-06-07 Par Technologies, Llc Piezoelectric actuation of piston within dispensing chamber
WO2007061610A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-31 Par Technologies, Llc Human powered piezoelectric power generating device
DE102005055697B4 (de) * 2005-11-23 2011-12-29 Allmendinger Elektromechanik Gmbh Vorrichtung zur dosierten Abgabe eines Fluids und Gerät mit einer solchen Vorrichtung
US7624755B2 (en) 2005-12-09 2009-12-01 Honeywell International Inc. Gas valve with overtravel
EP3121601A1 (de) * 2005-12-22 2017-01-25 Honeywell International Inc. Tragbares probenanalysesystem
WO2007075919A2 (en) 2005-12-22 2007-07-05 Honeywell International Inc. Portable sample analyzer system
CN101389947B (zh) 2005-12-29 2013-08-21 霍尼韦尔国际公司 微流格式的测定工具
US7543604B2 (en) * 2006-09-11 2009-06-09 Honeywell International Inc. Control valve
US7644731B2 (en) 2006-11-30 2010-01-12 Honeywell International Inc. Gas valve with resilient seat
US20080246367A1 (en) * 2006-12-29 2008-10-09 Adaptivenergy, Llc Tuned laminated piezoelectric elements and methods of tuning same
TW200839495A (en) * 2007-03-30 2008-10-01 Cooler Master Co Ltd Structure of water cooling head
US20080260552A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Hsiao-Kang Ma Membrane pump
US20080260553A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Hsiao-Kang Ma Membrane pump device
JP2009083382A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Brother Ind Ltd 画像形成装置および画像処理プログラム
EP2205869B1 (de) * 2007-10-22 2017-12-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Membranpumpe
US20100034704A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Honeywell International Inc. Microfluidic cartridge channel with reduced bubble formation
US8037354B2 (en) 2008-09-18 2011-10-11 Honeywell International Inc. Apparatus and method for operating a computing platform without a battery pack
EP2469089A1 (de) * 2010-12-23 2012-06-27 Debiotech S.A. Elektronisches Steuerungsverfahren und System für eine piezoelektrische Pumpe
EP2479466A1 (de) * 2011-01-21 2012-07-25 Biocartis SA Mikropumpe oder Normal-Aus-Mikroventil
US20120251335A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Gregg Hurst Pump controller with multiphase measurement
US10286144B2 (en) * 2011-06-23 2019-05-14 Debiotech S.A. Method and system for detecting malfunction of a MEMS micropump
DE102011086042A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Johnson Matthey Catalysts (Germany) Gmbh Biegewandler sowie Mikropumpe mit einem Biegewandler
US8839815B2 (en) 2011-12-15 2014-09-23 Honeywell International Inc. Gas valve with electronic cycle counter
US8905063B2 (en) 2011-12-15 2014-12-09 Honeywell International Inc. Gas valve with fuel rate monitor
US8947242B2 (en) 2011-12-15 2015-02-03 Honeywell International Inc. Gas valve with valve leakage test
US9074770B2 (en) 2011-12-15 2015-07-07 Honeywell International Inc. Gas valve with electronic valve proving system
US9846440B2 (en) 2011-12-15 2017-12-19 Honeywell International Inc. Valve controller configured to estimate fuel comsumption
US9995486B2 (en) 2011-12-15 2018-06-12 Honeywell International Inc. Gas valve with high/low gas pressure detection
US8899264B2 (en) 2011-12-15 2014-12-02 Honeywell International Inc. Gas valve with electronic proof of closure system
US9851103B2 (en) 2011-12-15 2017-12-26 Honeywell International Inc. Gas valve with overpressure diagnostics
US9835265B2 (en) 2011-12-15 2017-12-05 Honeywell International Inc. Valve with actuator diagnostics
US9557059B2 (en) 2011-12-15 2017-01-31 Honeywell International Inc Gas valve with communication link
US8663583B2 (en) 2011-12-27 2014-03-04 Honeywell International Inc. Disposable cartridge for fluid analysis
US8741233B2 (en) 2011-12-27 2014-06-03 Honeywell International Inc. Disposable cartridge for fluid analysis
US8741235B2 (en) 2011-12-27 2014-06-03 Honeywell International Inc. Two step sample loading of a fluid analysis cartridge
US8741234B2 (en) 2011-12-27 2014-06-03 Honeywell International Inc. Disposable cartridge for fluid analysis
US10422531B2 (en) 2012-09-15 2019-09-24 Honeywell International Inc. System and approach for controlling a combustion chamber
US9234661B2 (en) 2012-09-15 2016-01-12 Honeywell International Inc. Burner control system
DE102013100559A1 (de) 2013-01-21 2014-07-24 Allmendinger Elektromechanik KG Vorrichtung zur dosierten Abgabe eines Fluids, sowie Gerät und Verfahren mit einer solchen Vorrichtung
CN103334907A (zh) * 2013-07-08 2013-10-02 吉林大学 悬臂式压电隔膜泵
EP2868970B1 (de) 2013-10-29 2020-04-22 Honeywell Technologies Sarl Regelungsvorrichtung
US10024439B2 (en) 2013-12-16 2018-07-17 Honeywell International Inc. Valve over-travel mechanism
JP6103151B2 (ja) * 2014-07-25 2017-03-29 株式会社村田製作所 気体制御装置
US9841122B2 (en) 2014-09-09 2017-12-12 Honeywell International Inc. Gas valve with electronic valve proving system
US9645584B2 (en) 2014-09-17 2017-05-09 Honeywell International Inc. Gas valve with electronic health monitoring
US10503181B2 (en) 2016-01-13 2019-12-10 Honeywell International Inc. Pressure regulator
DE102016217435B4 (de) 2016-09-13 2018-08-02 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Fluidpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe
US10564062B2 (en) 2016-10-19 2020-02-18 Honeywell International Inc. Human-machine interface for gas valve
US11073281B2 (en) 2017-12-29 2021-07-27 Honeywell International Inc. Closed-loop programming and control of a combustion appliance
US10697815B2 (en) 2018-06-09 2020-06-30 Honeywell International Inc. System and methods for mitigating condensation in a sensor module

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4231287A (en) * 1978-05-01 1980-11-04 Physics International Company Spring diaphragm
FR2478220A1 (fr) * 1980-03-17 1981-09-18 Evrard Robert Pompe et procede de pompage d'un fluide
NL8302860A (nl) * 1983-08-15 1985-03-01 Stichting Ct Voor Micro Elektr Piezo-elektrische micropomp.
CH679555A5 (de) * 1989-04-11 1992-03-13 Westonbridge Int Ltd
JPH04501449A (ja) * 1989-06-14 1992-03-12 ウエストンブリッジ　インターナショナル　リミティド マイクロポンプ
DE3925749C1 (de) * 1989-08-03 1990-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De
EP0435653B1 (de) * 1989-12-27 1994-06-01 Seiko Epson Corporation Mikropumpe
DE4006152A1 (de) * 1990-02-27 1991-08-29 Fraunhofer Ges Forschung Mikrominiaturisierte pumpe
DE4143343C2 (de) * 1991-09-11 1994-09-22 Fraunhofer Ges Forschung Mikrominiaturisierte, elektrostatisch betriebene Mikromembranpumpe
DE4223019C1 (de) * 1992-07-13 1993-11-18 Fraunhofer Ges Forschung Ventillose Mikropumpe
SE501139C2 (sv) * 1993-04-08 1994-11-21 Sem Ab Anordning vid fluidpump av membrantyp
AU681470B2 (en) * 1993-12-28 1997-08-28 Westonbridge International Limited Micropump
CH689836A5 (fr) * 1994-01-14 1999-12-15 Westonbridge Int Ltd Micropompe.
JPH0842457A (ja) * 1994-07-27 1996-02-13 Aisin Seiki Co Ltd マイクロポンプ
DE19534378C1 (de) * 1995-09-15 1997-01-02 Inst Mikro Und Informationstec Fluidpumpe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9721924A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
ATE176715T1 (de) 1999-02-15
US6109889A (en) 2000-08-29
DE59601301D1 (de) 1999-03-25
WO1997021924A1 (de) 1997-06-19
DE19546570C1 (de) 1997-03-27
EP0835381B1 (de) 1999-02-10

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