DE3917396C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3917396C2 DE3917396C2 DE3917396A DE3917396A DE3917396C2 DE 3917396 C2 DE3917396 C2 DE 3917396C2 DE 3917396 A DE3917396 A DE 3917396A DE 3917396 A DE3917396 A DE 3917396A DE 3917396 C2 DE3917396 C2 DE 3917396C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- electrodes
- plate
- plates
- openings
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 19
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 4
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 2
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 claims 3
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims 1
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 241000158147 Sator Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
- B65D90/54—Gates or closures
- B65D90/58—Gates or closures having closure members sliding in the plane of the opening
- B65D90/587—Gates or closures having closure members sliding in the plane of the opening having a linear motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
- B65D90/54—Gates or closures
- B65D90/58—Gates or closures having closure members sliding in the plane of the opening
- B65D90/60—Gates or closures having closure members sliding in the plane of the opening and having one or more openings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
- F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
- F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
- F16K3/0254—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor being operated by particular means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K99/0001—Microvalves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K99/0001—Microvalves
- F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
- F16K99/0011—Gate valves or sliding valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K99/0001—Microvalves
- F16K99/0034—Operating means specially adapted for microvalves
- F16K99/0042—Electric operating means therefor
- F16K99/0051—Electric operating means therefor using electrostatic means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
- Y10T137/86759—Reciprocating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Mikroventil nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Aus der DE-OS 19 05 228 ist bereits ein Ventil bekannt, das
mit zwei quer zur Strömungsrichtung angeordneten Ventilplatten
versehen ist, die aufeinanderliegen und durch Verschieben
relativ zueinander zwischen einer Öffnungsstellung, in
der ihre Ventilöffnungen miteinander fluchten, und einer
Schließstellung, in der die zwischen den Ventilöffnungen der
einen Ventilplatte vorhandenen Stege den Ventilöffnungen der
anderen Ventilplatten diese verschließend gegenüberliegen,
beweglich sind. Die gestreckten Ventilöffnungen können eine
Breite von weniger als 25 µm aufweisen; der Außendurchmesser
der Ventilplatten liegt in der Größenordnung von etwas mehr
als 10 mm. Beide Ventilplatten sind in einem gummielastischen
Block gehalten, durch dessen Verformung die Ventilplatten
gegeneinander verschoben werden. Die Verformung des
gummielastischen Blocks erfolgt mittels einer Stellschraube,
die über eine Druckplatte auf einen seitlichen Rand des
Blocks einwirkt.
Die Miniaturisierung von Ventilen hat zur Entwicklung von
Mikroventilen geführt, die aufgrund ihrer geringen bewegten
Masse und kleinem Stellwege extrem kurze Schaltzeiten, einen
geringen Verschleiß und eine geringe Leistungsaufnahme ihres
Antriebs aufweisen. Mikroventile, deren Ventilstrukturen Abmessungen
bis herab in den Mikrometerbereich aufweisen können,
zeichnen sich ferner durch geringes Innen- und Totvolumen
und die Möglichkeit einer hochgenauen Dosierung aus.
Solange derartige Mikroventile mit herkömmlichen elektromagnetischen
Antrieben ausgestattet werden, sind der Miniaturisierung
Grenzen gesetzt, die durch Schwierigkeiten bei der
Montage makroskopischer Bauteile auf mikrotechnisch erzeugten
Strukturen beruhen. Es wurden daher bereits Mikroventile
in Betracht gezogen, die mit piezoelektrischem oder magnetostriktivem
Antrieb oder Bimetallantrieb ausgestattet sind.
Auch bei diesen Antriebskonzepten bereitet jedoch die Montage
des Antriebs mit den Ventilstrukturen erhebliche Schwierigkeiten,
die der angestrebten kostengünstigen Massenfertigung
im Wege stehen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Mikroventils
mit geringer Antriebsleistung, hohem steuerbarem Durchsatz,
strömungsgünstiger Geometrie und kurzen Schaltzeiten, das
die Vorzüge einer rationellen Herstellung und Montage in
Massenfertigungstechnik vereinigt, sowie ein Verfahren zur
Herstellung eines solchen Mikroventils anzugeben.
Das erfindungsgemäße Mikroventil, durch welches diese Aufgabe
gelöst wird, ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Mikroventil verfügt über einen elektrostatischen
Antrieb. Zur Verwirklichung eines solchen elektrostatischen
Antriebs werden neben den Ventilplatten keine
zusätzlichen bewegten Teile benötigt; vielmehr kann der
elektrostatische Antrieb mit den oder in die Ventilplatten
integriert werden. Die Elektroden werden auf den Ventilplat
ten selbst gebildet, wobei sie auf verschiedenste Weise mit
den vorzugsweise schlitzförmigen Ventilöffnungen kombiniert
werden können. Die Ventilplatten weisen vorzugsweise jeweils
mehrere schlitzförmige Ventilöffnungen auf. Die durch den
elektrostatischen Antrieb realisierbare Stellkraft ist von
der Anzahl der miteinander zusammenwirkenden Elektroden und
ihrer Länge senkrecht zur Bewegungsrichtung abhängig. Die
einander gegenüberliegenden Elektroden bilden einen Konden
sator von variabler Kapazität. Bei den bevorzugten Ausfüh
rungsformen sind daher in einer verfügbaren Gesamtelektro
denfläche möglichst viele miteinander zusammenwirkende Elek
trodenkanten ausgebildet. Durch Anlegen entgegengesetzter
Potentiale werden Anziehungskräfte erzeugt, die eine Kompo
nente in Richtung der gewünschten Relativverschiebung zwi
schen den Ventilplatten aufweisen, solange die streifenför
migen Elektroden der beiden Ventilplatten einander nicht ge
nau fluchtend gegenüberliegen. Die gleichzeitig erzeugten
Querkomponenten der Anziehungskräfte können entweder durch
geeignete reibungsarme Lagerung abgefangen oder aber durch
Anordnung einer beweglichen Ventilplatte zwischen zwei orts
festen Ventilplatten, deren Elektroden auf gleichem Poten
tial liegen, kompensiert werden.
Die zulässigen Steuerpotentiale, bei denen noch keine Über
schläge zwischen den Elektroden auftreten, können durch Zwi
schenfügung einer Isolierschicht auf Werte in den Bereich
von über 200 V erhöht werden, auch wenn die Elektroden über
eine sehr dünne Isolierschicht von beispielsweise 1 µm Dicke
in Gleitkontakt miteinander stehen. Bei solchen Ausführungen
wird die Isolierschicht vorzugsweise aus einem Material her
gestellt, das eine niedrige Gleitreibung gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Mikroventil zeichnet sich auch durch
besonders geringen Raumbedarf aus. Insbesondere ist eine
sehr flache Bauweise möglich, da die Ventilplatten flach
ausgebildet werden können und außer den Ventilplatten nur
ein diese aufnehmendes Gehäuse benötigt wird, in dem die
Strömungskanäle für das zu steuernde Medium so angeordnet
werden können, daß die Strömung keine Umlenkung erfährt.
Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Mikroventil von Vor
teil, daß die Dimensionierung des Antriebs unabhängig von
den Ventilöffnungen gewählt werden kann, so daß eine Anpas
sung an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der zu
steuernden Mediendrücke und Durchflußmengen leicht möglich
ist.
Aufgrund der sehr kurzen Schaltzeiten des erfindungsgemäßen
Mikroventils lassen sich sehr feine Dosierungen und auch
sehr schnelle Regelkreise verwirklichen.
Unter den in den Unteransprüchen angegebenen und in der
nachfolgenden Beschreibung erläuterten Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Mikroventils ist diejenige hervorzuheben,
bei welcher die Elektroden jeder Ventilplatte auf mehrere
Gruppen aufgeteilt sind, die gegeneinander um ein Maß ver
setzt sind, das einen Bruchteil des Abstandes zwischen be
nachbarten Elektroden in jeder Gruppe beträgt. Weiterhin
sind die Elektroden der verschiedenen Gruppen elektrisch von
einander isoliert, so daß sie durch verschiedene Ansteuerpo
tentiale angesteuert werden sowie zu verschiedenen Zeitpunk
ten angesteuert werden können. Durch diese Ausbildung wird
zum einen vermieden, daß die Ventilplatten, wenn ihre strei
fenförmigen Elektroden einander genau fluchtend gegenüber
liegend, in einer Totpunktstellung verharren; zum anderen
ist durch Ansteuerung der Ventilplatten mittels geeigneter
wechselnder Rechteckpotentiale eine Steuerung der Bewegungs
richtung und eine schrittweise Schaltung in mehreren Schalt
stufen möglich, wobei durch mehrere Gruppen von getrennt an
steuerbaren Elektroden die gewünschte Anzahl von Schalt
schritten erreicht werden kann.
Weiterhin wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstel
lung eines Mikroventils zur Verfügung gestellt, insbesondere
eines Mikroventils der oben beschriebenen Art, welches durch
folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- a) Die Ventilplatten aus Kunststoff mit den freien Bereichen für die Ventilöffnungen und für die Elektroden werden mit den Methoden der Röntgentiefenlithographie oder der Kunst stoffabformung auf einer elektrisch leitfähigen Grundplat te hergestellt;
- b) die Ventilöffnungen werden durch einen gegenüber dem Kunststoff der Ventilplatten leicht löslichen Lack oder Wachs versiegelt;
- c) freie Bereiche der Ventilplatte werden zur Bildung der Elektroden galvanisch mit einem Metall aufgefüllt,;
- d) die Oberfläche der Ventilplatten wird poliert, die Ventil öffnungen werden wieder freigelegt, und die polierte Ober fläche der Ventilplatten wird mit einer Isolierschicht versehen;
- e) abschließend werden die Ventilplatten von der Grundplatte gelöst und in einem Gehäuse montiert.
Die Röntgentiefenlithographie ist eine Technik, die aus den
KfK-Nachrichten Jahrgang 19 4/87, S. 167-179 bekannt ist und
sich zur Herstellung eines Mikroventils gut eignet, weil
feinste Strukturen mit zur Bestrahlungsrichtung nahezu par
allelen Strukturwandungen über ausreichende Schichtdicken
hergestellt werden können. Die Röntgentiefenlithographie
wird mit Synchrotronstrahlung ausgeführt. Zunächst wird eine
primäre Kunststofform erzeugt, die dann galvanisch mit einem
Metall aufgefüllt wird. Die entstandene Metallstruktur wird
dann als Formeinsatz für die Herstellung sekundärer Kunst
stofformen benutzt, die bei der Massenfertigung an die Stel
le der primären Kunststofform treten. Diese Verfahrensweise
eröffnet die Massenherstellung feinster Mikroventilstruktu
ren, insbesondere für das oben beschriebene Mikroventil.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und
aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeich
nung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teil-Perspektivansicht von drei
Ventilplatten einer ersten Ausführungsform des
Mikroventils;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine der Ventilplatten der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Mikroventils;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines Mikroven
tils mit Gehäuse;
Fig. 4 eine schematische Teil-Perspektivansicht von zwei
Ventilplatten einer weiteren Ausführungsform des
Mikroventils;
Fig. 5 eine vergrößerte Teil-Draufsicht auf die in Fig.
4 gezeigten Ventilplatten;
Fig. 6 eine Draufsicht einer Ventilplatte nach einer Wei
terbildung der Ausführungsform nach Fig. 2; und
Fig. 7 ein Diagramm, welches die Ansteuerung eines Mi
kroventils durch wechselnde Steuerpotentiale ver
anschaulicht.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform enthält das Mi
kroventil drei Ventilplatten: zwei mechanisch miteinander
verbundene, feststehende Ventilplatten 10, 12 und eine zwi
schen diesen angeordnete, bewegliche Ventilplatte 14. Die
Ventilplatten 10, 12 können auch als "Stator-Ventilplatten"
und die Ventilplatte 14 als "Läufer-Ventilplatte" bezeichnet
werden.
Die Ventilplatten 10, 12 und 14 sind mit drei schlitzförmi
gen Ventilöffnungen 16 versehen. Die Ventilöffnungen 16 er
strecken sich geradlinig senkrecht zur Richtung der Relativ
verschiebung zwischen den Ventilplatten; diese Richtung ist
in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht. Alle Ven
tilöffnungen 16 weisen dieselbe Breite und denselben Abstand
von der jeweils benachbarten Ventilöffnung auf. Der Abstand
zwischen benachbarten Ventilöffnungen 16 ist etwas größer
als die Breite der Ventilöffnungen. In Fig. 1 sind die Ven
tilplatten 10, 12 und 14 in einer Zwischenstellung gezeigt,
bei welcher die zwischen den Ventilöffnungen 16 der Ventil
platte 14 befindlichen Trennstege 18 den durch die Ventil
öffnungen 16 der Ventilplatten 10, 12 gebildeten Strömungs
spalt teilweise verschließen. Die Ventilplatte 14 ist zwi
schen einer Öffnungsstellung, in welcher die Ventilöffnungen
aller Ventilplatten miteinander fluchten, und einer Schließ
stellung, in welcher die Stege 18 der Ventilplatte 14 die
Ventilöffnungen 16 der Ventilplatten 10, 12 verschließen,
beweglich.
Die Stellkräfte zur Verschiebung der Ventilplatte 14 werden
durch einen elektrostatischen Antrieb bereitgestellt. Dieser
elektrostatische Antrieb ist in die Ventilplatten 10, 12, 14
integriert. Er besteht aus streifenförmigen Elektroden, die
zumindest auf den einander zugewandten Flächen der Ventil
platten 10, 12, 14 in gleichen Abständen voneinander Paral
lel zu den Ventilöffnungen 16 mit einem Teilungsabstand an
geordnet sind, der dem Teilungsabstand der Ventilöffnungen
16 entspricht.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform bestehen die
Ventilplatten 10, 12 und 14 aus einem nichtleitenden Kunst
stoff. In den Elektroden der Ventilplatten entsprechenden
Zwischenräumen ist galvanisch Metall abgeschieden. Die Elek
troden sind in Fig. 1 schraffiert dargestellt und mit der
Bezugszahl 20 auf der einen Seite der Ventilöffnungen 16 bzw.
22 auf der anderen Seite bezeichnet. Die Elektroden 20, 22
erstrecken sich durch die gesamte Dicke der Ventilplatten
10, 12, 14 hindurch. An ihren Enden sind sie jeweils durch
eine Leiterbahn 24 elektrisch miteinander verbunden.
Die Ventilplatten 10, 12, 14 werden, wenn besonders geringe
Reibungsverluste angestrebt werden, in geringem Abstand von
höchstens einigen µm voneinander angeordnet. Bevorzugt wer
den jedoch Ausführungen, bei denen jeweils zwischen zwei
Ventilplatten wenigstens eine Isolierschicht eingefügt ist,
welche die elektrische Durchschlagsfestigkeit erhöht, so daß
an die Elektroden 20, 22 erhöhte Steuerpotentiale angelegt
werden können. Es sind Isolierschichten verfügbar, die so
wohl die angestrebte hohe Durchschlagsfestigkeit und Dielek
trizitätskonstante als auch eine hohe Verschleißfestigkeit
und niedrige Gleitreibung aufeinander aufweisen.
Es wird nun die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsform beschrieben.
Die einander gegenüberliegenden Elektroden 20 bzw. 22 der
Ventilplatten 10, 12, 14 bilden jeweils einen Kondensator.
Zwischen den Elektroden jedes Kondensators sind Kräfte vor
handen, deren Richtung und Größe von den an die Elektroden
angelegten Potentialen abhängt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Zwischenstellung der Ventilplat
te 14 bezüglich der Ventilplatten 10, 12 sind die streifen
förmigen Elektroden 20, 22 der Ventilplatte 14 gegenüber de
nen der Ventilplatten 10, 12 in Richtung der Relativverschie
bung versetzt. Werden nun an die Elektroden 20, 22 der Ven
tilplatten 10, 12 gleiche und an die Elektroden der Ventil
platte 14 ein entgegengesetztes elektrisches Steuerpotential
angelegt, so entstehen zwischen den jeweils einander gegen
überliegenden Elektroden Anziehungskräfte mit Kraftkomponen
ten in Richtung der Relativverschiebung und Kraftkomponenten
senkrecht zu dieser Richtung. Die senkrecht zur Richtung der
Relativverschiebung orientierten Kräfte sind beiderseits der
Ventilplatte 14 gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet,
so daß sie einander weitgehend kompensieren. Die resultie
renden Kräfte wirken allein in Richtung der Relativverschie
bung und bewirken eine Bewegung der Ventilplatte 14 in die
Öffnungsstellung, in welcher alle Ventilöffnungen 16 mitein
ander fluchten.
Unter der Wirkung einer beispielsweise durch eine Feder er
zeugten Rückstellkraft F erfolgt die Bewegung der Ventil
platte 14 in entgegengesetzter Richtung bis in die Schließ
stellung, in welcher die Trennstege 18 den Durchgang der
Ventilöffnungen 16 versperren.
Fig. 2 zeigt eine vollständige Ventilplatte in Draufsicht.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Flächeninhalt der strei
fenförmigen Elektroden 20, 22 ein Vielfaches des Flächenin
halts der beiden Ventilöffnungen 16 beträgt. Da die erzeug
baren Stellkräfte die Summe der durch jede einzelne Elektro
de erzeugten Kräfte ist, kann die für die jeweiligen Anfor
derungen geeignete Stellkraft über die Anzahl von Elektroden
eingestellt werden, wobei davon ausgegangen wird, daß gleich
große Steuerpotentiale angelegt werden, bei denen ein Über
schlag zwischen den Elektroden mit Sicherheit nicht auftritt.
Es ist ferner ohne weiteres ersichtlich, daß die erzeugte
Stellkraft proportional zur Länge der streifenförmigen Elek
troden ist, so daß eine weitere Variationsmöglichkeit darin
besteht, die Länge der streifenförmigen Elektroden geeignet
zu bemessen.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausbildung einer Ventilplatte 30
sind die Enden der streifenförmigen Elektroden 20, 22 an ei
nen die gesamte Struktur umgebenden Verbindungsrahmen 32 an
geschlossen, der an einer Seite der Rechteckform der Ventil
platte über einen Ansatz 34 bis zu einer Kante fortgesetzt
ist. An dieser Kante kann eine Kontaktierung erfolgen, bei
spielsweise mittels einer Kontaktfeder oder eines Kontakt
schleifers.
Fig. 3 zeigt ein vollständiges Mikroventil mit Ventilplatten
der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art, die in einer Ausneh
mung eines aus zwei Teilen 40, 42 bestehenden Gehäuses auf
genommen sind. Die drei Ventilplatten sind analog zu Fig. 1
mit den Bezugszahlen 10, 12 und 14 bezeichnet. Die jeweilige
Anzahl von Ventilöffnungen und ihre geometrische Gestalt so
wie die Anzahl und Anordnung von Elektroden können an den
jeweiligen Anwendungsfall des Ventils, d.h. Durchsatz und zu
schaffender Druck, optimal angepaßt werden.
Die beiden Gehäuseteile 40, 42 weisen miteinander fluchtende
Strömungskanäle 44, 46 auf, welche gegenüber den Ventilöff
nungen 16 in eine Aussparung 49 einmünden, die sich in dem
Teil 42 befindet und in welcher die Ventilplatten 10, 12, 14
aufgenommen sind. Durch eine gewölbte Blattfeder 50, die
sich einerseits an einer Wandung einer Aussparung 48 des
Teils 40 und andererseits an der äußeren Fläche der Ventil
platte 10 abstützt, werden die Ventilplatten 10, 12, 14 un
ter leichter Vorspannung in Anlage aneinander gehalten. Die
Kontaktierung der Elektroden der verschiedenen Ventilplatten
10, 12, 14 erfolgt in dem mit 52 bezeichneten Bereich der
seitlichen Kanten dieser Ventilplatten.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist eine Läufer-
Ventilplatte 60 mit einer Stator-Ventilplatte 62 kombiniert,
die aus einer Grundplatte 62A und einer darauf aufgesetzten
Elektrodenplatte 62B besteht. In der Elektrodenplatte 62B
sind Aussparungen gebildet, in welchen seitliche Ansätze 60A,
60B der Läufer-Ventilplatte 60 verschiebbar aufgenommen sind.
An den einander gegenüberliegenden und zur durch einen Dop
pelpfeil gekennzeichneten Verschiebungsrichtung parallelen
Flächen sind die Ansätze 60A, 60B und die entsprechenden
Teile der Elektrodenplatte 62B mit Elektroden versehen, die
in Draufsicht entsprechend der Fig. 5 kammförmig sind. Jeder
Vorsprung der Kammstruktur bildet an seinem Stirnende eine
Elektrode. Die Trennung zwischen benachbarten Elektroden
wird durch den Freiraum zwischen benachbarten Vorsprüngen
der Kammstruktur hergestellt. Die Elektrodenstrukturen bil
den zum einen zwei Gruppen, die spiegelsymmetrisch beider
seits der schlitzförmigen Ventilöffnungen 16 gelegen sind,
und andererseits eine Anzahl von Gruppen auf jeder Seite der
Ventilöffnungen. Weiterhin ist ersichtlich, daß in Längsrich
tung der Ventilöffnungen 16 mehrere Sätze dieser Ventilöff
nungen paarweise vorhanden sind. Der Läufer-Ventilplatte 60
sind Führungsstreifen 64 zugeordnet, welche die seitlichen
Kanten am freien Ende des Fortsatzes 60A bzw. 60B in einem
konstanten und wohldefinierten Abstand von den gegenüberlie
genden Wandungen der Elektrodenplatte 62B halten.
Die Elektrodenplatte 62B und die Ventilplatte 60 bestehen
aus Metall, das galvanisch in den Zwischenformen einer Kunst
stofform eingelagert wurde. Zwischen Elektrodenplatte 62B
und Ventilplatte 60 wird vorzugsweise wenigstens eine Iso
lierschicht angeordnet, in ähnlicher Weise wie bei der Aus
führungsform nach Fig. 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Mikroven
tilen der oben beschriebenen Art macht von den Verfahrens
schritten Röntgentiefenlithographie, Galvanoformung und
Kunststoffabformung Gebrauch, die zusammen als LIGA-Verfah
ren bezeichnet werden und in den KfK-Nachrichten, Jahrgang
19 4/87, Seite 167-179 genau beschrieben sind. Das LIGA-Ver
fahren erlaubt die Herstellung hochpräziser Mikrostrukturen
aus Kunststoffen, Metallen oder Strukturen aus einem Metall/
Kunststoff-Verbund. Auf einer elektrisch leitfähigen Grund
platte werden Ventilplattenrohlinge angeordnet, die durch
Röntgenstrahllithographie oder Kunststoffabformung mit frei
en bzw. ausgesparten Bereichen versehen wurden, die den Ven
tilöffnungen und den Elektrodenstrukturen entsprechen. Die
Ventilöffnungen werden dann mittels eines Lackes, der im
Vergleich zum Kunststoffmaterial des Ventilplattenrohlings
leicht löslich ist, oder mittels Wachs versiegelt. Die ver
bleibenden, den Elektrodenstrukturen entsprechenden freien
Bereiche werden dann galvanisch mit einem Metall aufgefüllt.
Im nächsten Schritt wird die Oberfläche der Ventilplatten
rohlinge poliert. Daraufhin werden die Ventilöffnungen wie
der freigelegt. Schließlich wird die polierte Oberfläche mit
einer Isolierschicht versehen. Die so fertiggestellte Ven
tilplatte kann dann mit den erforderlichen weiteren Ventil
platten in einem Gehäuse montiert werden.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführung einer feststehenden
Ventilplatte 30 eines Mikroventils sind die Elektroden in
drei elektrisch voneinander getrennten Gruppen 20A/22A, 20B/
22B, 20C/22C angeordnet. Die Elektrodengruppen 20A, 20B, 20C
sind auf einer Seite der Ventilöffnungen 16, die Elektroden
gruppen 22A, 22B, 22C auf der anderen Seite der Ventilöff
nungen angeordnet. Elektroden der gleichen Gruppe sind über
Leiterbahnen 32 elektrisch miteinander verbunden. Die Lei
terbahnen sind über Ansätze 34 bis an die Kante der Ventil
platte geführt, wo eine Kontaktierung beispielsweise mit ei
ner Kontaktfeder oder einem Kontaktschleifer erfolgen kann.
Die Ansteuerung der einzelnen Elektrodengruppen mittels ge
eigneter Steuerpotentiale ist in Fig. 7 am Beispiel einer
Ausführungsform erläutert, die von der nach den Fig. 4 und 5
abgeleitet ist.
In Fig. 7 sind drei Elektrodengruppen einer feststehenden
Ventilplatte und die Elektroden einer beweglichen Ventilplat
te in verschiedenen Ansteuerungszuständen dargestellt. Aus
darstellungstechnischen Gründen sind pro Elektrodengruppe
nur drei Elektroden gezeichnet. Die einzelnen Elektrodengrup
pen sind gegeneinander um jeweils 1/3 der Elektrodenteilung
verschoben und können einzeln mit Steuerpotentialen beauf
schlagt werden. Die Vorzeichen der angelegten Steuerpoten
tiale sind an den jeweiligen Elektroden angegeben. Die beweg
liche Ventilplatte liegt mit ihren Elektroden auf konstantem,
positivem Potential. Das Steuerpotential an den feststehen
den Elektrodengruppen kann getrennt für jede Gruppe zwischen
positivem und negativem Potential umgeschaltet werden. Der
erste in Fig. 7 gezeigte Fall entspricht negativem Potential
an der linken feststehenden Elektrodengruppe und positivem
Potential an den beiden anderen Gruppen. Aufgrund elektro
statischer Anziehungskräfte ist die bewegliche Ventilplatte
bestrebt, sich so gegenüber der feststehenden Ventilplatte
auszurichten, daß die Elektroden der beweglichen Platte und
die Elektroden der linken Elektrodengruppe der festen Ven
tilplatte sich fluchtend gegenüberliegen. Bei dem zweiten in
Fig. 7 gezeigten Fall ist dieser Zustand annähernd erreicht.
Bei dem dritten gezeigten Fall liegen die Elektroden der be
weglichen und die Elektroden der linken Gruppe der festen
Ventilplatte fluchtend gegenüber. Das Steuerpotential an der
linken Elektrodengruppe wird nun positiv, statt dessen wird
an der rechten Elektrodengruppe ein negatives Potential an
gelegt. Dies bewirkt eine Ausrichtung der beweglichen Ven
tilplatte nach den Elektroden der rechten Gruppe und somit
die weitere Bewegung nach links, wie es in Fall vier gezeigt
ist. Im Fall fünf ist die fluchtende Ausrichtung zwischen
den Elektroden der rechten Gruppe und den Elektroden der be
weglichen Ventilplatte erreicht, und an der rechten Gruppe
wird positives Potential angelegt. Eine weitere Verschiebung
kann nun durch Anlegen von negativem Potential an die mitt
lere Elektrodengruppe erzielt werden. Dies ist in Fall fünf
und sechs dargestellt. Nach Beendigung dieser Bewegung ist
der in Fall eins dargestellte Ausgangszustand wieder er
reicht. Damit wurde die bewegliche Ventilplatte um eine vol
le Elektrodenteilung nach links verschoben. Soll die beweg
liche Ventilplatte weiterbewegt werden, können die im Fall
eins bis sechs gezeigten Schritte wiederholt werden. Um die
bewegliche Ventilplatte nach rechts zu verschieben, muß die
Reihenfolge der Ansteuerung der Elektroden der feststehenden
Ventilplatte geändert werden. Bei einer Ansteuerung in der
Reihenfolge links-Mitte-rechts erfolgt die Verschiebung der
Ventilplatte nach rechts.
Bei praktischen Ausführungsformen eines Mikroventils nach
den Fig. 1 bis 3 und 6 haben die rechteckigen Ventilplatten
beispielsweise eine Größe von 20 × 15 mm2, und auf jeder Ven
tilplatte befinden sich 900 Elektroden von 14 mm Länge und
10 µm Breite. Bei Ansteuerung mit einer Spannung von 220 V
kann eine Stellkraft von 2,4 N bei den Ausführungsformen mit
einer Elektrodengruppe und 0,8 N bei Ausführungsformen mit
drei Elektrodengruppen erzeugt werden. Bei den Ausführungs
formen nach den Fig. 1 bis 3 kann die Rückstellung der beweg
lichen Ventilplatte durch ein äußeres Rückstellelement, bei
spielsweise eine Rückstellfeder, erfolgen. Bei Ausführungs
formen mit mehreren Elektrodengruppen sind die Elektroden
gruppen der festen Ventilplatte um jeweils 6,67 µm gegenein
ander versetzt und werden von phasenverschobenen Rechteck
spannungen angesteuert. Durch Anordnung und Ausbildung der
Elektroden in Kombination mit der Ansteuerung wird ein Ver
harren in einer Totpunktlage vermieden und erreicht, daß die
Laufrichtung wie bei einem Dreiphasen-Synchronmotor bestimmt
werden kann.
Während es sich bei den beschriebenen Ausführungsformen um
Einwegventile handelt, ist ohne weiteres ersichtlich, daß
auch Mehrwegventile unter Anwendung der erfindungsgemäßen
Prinzipien verwirklicht werden können, indem die Ventilöff
nungen und Strömungswege einander in der geeigneten Weise
zugeordnet werden.
Claims (19)
1. Mikroventil, bei welchem mindestens zwei mit gestreckten
Ventilöffnungen (16) versehene Ventilplatten (10, 12,
14) durch Verschieben relativ zueinander in parallelen Ebenen
zwischen einer Öffnungsstellung, in der die Ventilöffnungen
(16) der Ventilplatten (10, 12, 14) miteinander fluchten,
und einer Schließstellung, in der die zwischen den Ventilöffnungen
(16) der einen Ventilplatte (14) vorhandenen
Stege (18) den Ventilöffnungen (16) der anderen Ventilplatten
(10, 12) diese verschließend gegenüberliegen, beweglich
sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) die Ventilplatten (10, 12, 14) sind auf einander in geringem Abstand gegenüberliegenden Flächen mit streifenförmigen Elektroden (20, 22) versehen;
- b) an die Elektroden (20, 22) sind elektrische Steuerpotentiale anlegbar;
- c) die Elektroden (20, 22) sind senkrecht zur Richtung der Relativverschiebung der Ventilplatten (10, 12, 14) orientiert.
2. Mikroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite und der Abstand der streifenförmigen Elektro
den (20, 22) voneinander annähernd gleich dem Stellweg zwi
schen Öffnungsstellung und Schließstellung oder kleiner als
dieser ist.
3. Mikroventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite und der Teilungsabstand der streifenförmigen
Elektroden (20, 22) auf einander gegenüberliegenden Ventil
platten (10, 12, 14) jeweils gleich sind.
4. Mikroventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Elektroden (20, 22) einander
gegenüberliegender Ventilplatten (10, 12, 14) auf den einan
der zugewandten Flächen dieser Ventilplatten angeordnet sind.
5. Mikroventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektroden auf zu den Ebenen der
Ventilplatten (60, 62A) senkrechten, zur Richtung der Rela
tivverschiebung der Ventilplatten parallelen Flächen ange
ordnet sind und eine der Ventilplatten (60) in einer Ausneh
mung einer auf die andere Ventilplatte (62A) aufgesetzten
Elektrodenplatte (62B) angeordnet ist, wobei die Elektroden
dieser Elektrodenplatte (62B) an Wandungsteilen gebildet
sind, welche die Ausnehmung beranden.
6. Mikroventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden an den Stirnflächen erhabener Wandungs
teile gebildet sind, die in Draufsicht kammförmig struktu
riert sind und daß die Zwischenräume zwischen den Kammzinken
durch elektrisch isolierendes Material ausgefüllt sind.
7. Mikroventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß eine bewegliche Ventilplatte (14)
zwischen zwei ortsfesten Ventilplatten (10, 12) angeordnet
ist und die bewegliche Ventilplatte (14) auf ihren beiden
Flächen mit Elektroden (20, 22) versehen ist, die jeweils
den Elektroden einer ortsfesten Ventilplatte (10, 12) gegen
überliegen.
8. Mikroventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zwischen den Ventilplatten wenig
stens eine Isolierschicht angeordnet ist.
9. Mikroventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Elektroden jeder Ventilplatte
in gegeneinander versetzten Gruppen angeordnet sind, die
elektrisch voneinander isoliert und getrennt an Steuerpoten
tiale anlegbar sind.
10. Mikroventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Maß der Versetzung der Elektroden verschiedener
Gruppen einen Bruchteil des Abstandes der Elektroden jeder
Gruppe voneinander beträgt.
11. Mikroventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bruchteil des Abstandes etwa 1/3 beträgt.
12. Mikroventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die an die Elektroden angelegten Steuer
potentiale symmetrische Rechteck-Wechselpotentiale sind.
13. Mikroventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden einer Ventilplatte auf festes Potential
gelegt sind und an die Elektroden der wenigstens einen ande
ren Ventilplatte ein rechteckförmiges Potential wechselnden
Vorzeichens angelegt ist.
14. Mikroventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Ventilplatten (10, 12, 14) in
der Aussparung (48, 49) eines Gehäuses (40, 42) aufgenommen
sind, welches mit in die Aussparung (48, 49) einmündenden
Strömungskanälen (44, 46) und mit Kontakteinrichtungen zur
Kontaktierung der Elektroden versehen ist.
15. Mikroventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Zuordnung zwischen Ventilöff
nungen und Strömungswegen zur Verwirklichung eines Mehrwege
ventils ausgelegt ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Mikroventils, insbeson
dere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens zwei relativ zueinander verschiebbare,
mit korrespondierenden Ventilöffnungen versehene Ventilplat
ten hergestellt werden, indem
- a) Ventilplattenrohlinge aus Kunststoff mit Durchbrüchen für die Ventilöffnungen und Ausnehmungen für die Elektroden durch Anwendung der Röntgentiefenlithographie oder der Kunststoffabformung versehen werden;
- b) die Ventilplattenrohlinge auf einer elektrisch leitfähi gen Grundplatte angeordnet werden;
- c) die Durchbrüche mit einem Wachs oder Lack, der gegenüber dem Kunststoff der Ventilplatten leicht löslich ist, auf gefüllt werden;
- d) in den Ausnehmungen der Ventilplattenrohlinge galvanisch ein Metall abgeschieden wird; und
- e) mindestens eine Oberfläche der Ventilplattenrohlinge po liert wird;
- f) die Ventilöffnungen durch Beseitigen des Wachses oder Lackes in den Durchbrüchen wieder freigelegt werden;
- g) die polierten Seiten der Ventilplattenrohlinge mit einer Isolierschicht versehen werden;
- h) und daß die so fertiggestellten Ventilplatten von der Grundplatte gelöst und in einem Gehäuse montiert werden.
17. Verfahren zur Herstellung eines Mikroventils, insbeson
dere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ven
til-, eine Stator- und eine Läuferplatte hergestellt werden,
indem
- a) Negative der Ventil-, Stator- und Läuferplatte aus Kunst stoff unter Anwendung der Röntgentiefenlithographie oder Kunststoffabformung auf einer leitfähigen Grundplatte hergestellt werden;
- b) die freien Bereiche der Kunststoffstrukturen mit einem Metall aufgefüllt und so Ventil-, Stator- und Läuferplat ten aus Metall gebildet werden;
- c) die Oberflächen von Ventil-, Stator- und Läuferplatten poliert, danach der Kunststoff aufgelöst und die Oberflä chen mit einer Isolierschicht versehen werden;
- d) Ventil-, Stator- und Läuferplatte von der Grundplatte ge löst und in einem Gehäuse montiert werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
Ventil-, Stator- und Läuferplatte gleichzeitig hergestellt
werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Herstellung eines Mikroventils mit Ventilsitzen aus
Kunststoff Ventil-, Stator- und Läuferplatte getrennt herge
stellt werden, indem
- a) die Ventilplatte durch Kunststoffabformung getrennt her gestellt wird;
- b) die Läuferplatte gleichfalls getrennt durch Kunststoffab formung mit leitfähigen Kunststoffen hergestellt und mit einer Isolierschicht versehen wird;
- c) die Statorplatte nach den Schritten a) bis d) des An spruchs 17 hergestellt und von der Grundplatte gelöst wird; und
- d) Ventil-, Läufer- und Statorplatte in einem Gehäuse mon tiert werden.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3917396A DE3917396A1 (de) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Mikroventil |
EP90109887A EP0400482B1 (de) | 1989-05-29 | 1990-05-23 | Mikroventil |
DK90109887.1T DK0400482T3 (da) | 1989-05-29 | 1990-05-23 | Mikroventil |
DE59007736T DE59007736D1 (de) | 1989-05-29 | 1990-05-23 | Mikroventil. |
US07/527,194 US5054522A (en) | 1989-05-29 | 1990-05-23 | Microvalve |
JP2138170A JPH0379878A (ja) | 1989-05-29 | 1990-05-28 | マイクロ弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3917396A DE3917396A1 (de) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Mikroventil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3917396A1 DE3917396A1 (de) | 1990-12-06 |
DE3917396C2 true DE3917396C2 (de) | 1991-03-28 |
Family
ID=6381575
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3917396A Granted DE3917396A1 (de) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Mikroventil |
DE59007736T Expired - Fee Related DE59007736D1 (de) | 1989-05-29 | 1990-05-23 | Mikroventil. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59007736T Expired - Fee Related DE59007736D1 (de) | 1989-05-29 | 1990-05-23 | Mikroventil. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5054522A (de) |
EP (1) | EP0400482B1 (de) |
JP (1) | JPH0379878A (de) |
DE (2) | DE3917396A1 (de) |
DK (1) | DK0400482T3 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4101575A1 (de) * | 1991-01-21 | 1992-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Mikroventil |
DE112004003058B4 (de) * | 2004-08-18 | 2009-05-07 | Agilent Technologies Inc., Santa Clara | Mikrofluidisches Kopplungsgerät mit variablem Flusswiderstand und mikrofluidische Anordnung |
DE102011109944B4 (de) | 2011-08-10 | 2018-10-25 | Bürkert Werke GmbH | Fertigungsverfahren für Mikroventile |
Families Citing this family (81)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4041579A1 (de) * | 1990-12-22 | 1992-06-25 | Bosch Gmbh Robert | Mikroventil |
US5400824A (en) * | 1991-01-21 | 1995-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Microvalve |
US5230367A (en) * | 1991-10-31 | 1993-07-27 | Xemet, Incorporated | Quiet high pressure reducing valve |
JP2532907Y2 (ja) * | 1992-02-10 | 1997-04-16 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 幅広パルスノズル |
DE4222660C2 (de) * | 1992-07-10 | 1996-03-21 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur Herstellung eines Mikroventils |
US5412265A (en) * | 1993-04-05 | 1995-05-02 | Ford Motor Company | Planar micro-motor and method of fabrication |
US5349986A (en) * | 1993-08-23 | 1994-09-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Valve mechanism for an acoustic modulator |
US6230501B1 (en) | 1994-04-14 | 2001-05-15 | Promxd Technology, Inc. | Ergonomic systems and methods providing intelligent adaptive surfaces and temperature control |
US6019437A (en) * | 1996-05-29 | 2000-02-01 | Kelsey-Hayes Company | Vehicle hydraulic braking systems incorporating micro-machined technology |
US6533366B1 (en) | 1996-05-29 | 2003-03-18 | Kelsey-Hayes Company | Vehicle hydraulic braking systems incorporating micro-machined technology |
DE19621796A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-12-04 | Nass Magnet Gmbh | Ventil |
US5929542A (en) * | 1997-02-03 | 1999-07-27 | Honeywell Inc. | Micromechanical stepper motor |
US5943223A (en) * | 1997-10-15 | 1999-08-24 | Reliance Electric Industrial Company | Electric switches for reducing on-state power loss |
DE19821638C2 (de) * | 1998-05-14 | 2000-07-06 | Festo Ag & Co | Mikroventil |
US7011378B2 (en) | 1998-09-03 | 2006-03-14 | Ge Novasensor, Inc. | Proportional micromechanical valve |
ATE393319T1 (de) | 1998-09-03 | 2008-05-15 | Ge Novasensor Inc | Proportionale, mikromechanische vorrichtung |
US6523560B1 (en) | 1998-09-03 | 2003-02-25 | General Electric Corporation | Microvalve with pressure equalization |
US6280147B1 (en) | 1998-10-13 | 2001-08-28 | Liquid Metronics Incorporated | Apparatus for adjusting the stroke length of a pump element |
US6174136B1 (en) | 1998-10-13 | 2001-01-16 | Liquid Metronics Incorporated | Pump control and method of operating same |
GB2346960A (en) * | 1999-02-16 | 2000-08-23 | Rover Group | An air flow control arrangement |
US6540203B1 (en) | 1999-03-22 | 2003-04-01 | Kelsey-Hayes Company | Pilot operated microvalve device |
US7144616B1 (en) | 1999-06-28 | 2006-12-05 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US20080277007A1 (en) * | 1999-06-28 | 2008-11-13 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US7601270B1 (en) * | 1999-06-28 | 2009-10-13 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US6899137B2 (en) * | 1999-06-28 | 2005-05-31 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US8550119B2 (en) * | 1999-06-28 | 2013-10-08 | California Institute Of Technology | Microfabricated elastomeric valve and pump systems |
US8709153B2 (en) | 1999-06-28 | 2014-04-29 | California Institute Of Technology | Microfludic protein crystallography techniques |
US8052792B2 (en) | 2001-04-06 | 2011-11-08 | California Institute Of Technology | Microfluidic protein crystallography techniques |
US6962170B1 (en) * | 1999-07-30 | 2005-11-08 | The Procter & Gamble Company | Microvalve for controlling fluid flow |
US6887615B1 (en) | 1999-07-30 | 2005-05-03 | The Procter & Gamble Company | Microvalve for controlling fluid flow |
US6264432B1 (en) | 1999-09-01 | 2001-07-24 | Liquid Metronics Incorporated | Method and apparatus for controlling a pump |
WO2001033118A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Fisher & Paykel Appliances Limited | A gas valve |
US6694998B1 (en) | 2000-03-22 | 2004-02-24 | Kelsey-Hayes Company | Micromachined structure usable in pressure regulating microvalve and proportional microvalve |
US6845962B1 (en) * | 2000-03-22 | 2005-01-25 | Kelsey-Hayes Company | Thermally actuated microvalve device |
US6494804B1 (en) | 2000-06-20 | 2002-12-17 | Kelsey-Hayes Company | Microvalve for electronically controlled transmission |
US6505811B1 (en) | 2000-06-27 | 2003-01-14 | Kelsey-Hayes Company | High-pressure fluid control valve assembly having a microvalve device attached to fluid distributing substrate |
US6589229B1 (en) | 2000-07-31 | 2003-07-08 | Becton, Dickinson And Company | Wearable, self-contained drug infusion device |
US6581640B1 (en) | 2000-08-16 | 2003-06-24 | Kelsey-Hayes Company | Laminated manifold for microvalve |
US6695970B2 (en) * | 2002-07-03 | 2004-02-24 | Ike W. Hornsby | Actuated bypass valve and method of using same for reducing swimming pool energy consumption |
DE60214394T2 (de) * | 2001-07-31 | 2007-09-13 | Kelsey-Hayes Co., Livonia | In einem mikroventil zur druckregelung und in einem proportionalmikroventil einsetzbare mikromechanische struktur |
US7498714B2 (en) * | 2003-09-24 | 2009-03-03 | Microfabrica Inc. | Multi-layer three-dimensional structures having features smaller than a minimum feature size associated with the formation of individual layers |
US7674361B2 (en) * | 2003-09-24 | 2010-03-09 | Microfabrica Inc. | Micro-turbines, roller bearings, bushings, and design of hollow closed structures and fabrication methods for creating such structures |
US6877964B2 (en) * | 2002-11-06 | 2005-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Multifunction microfluidics device |
DE10307313A1 (de) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Otto Egelhof Gmbh & Co. Kg | Schieberventil |
EP1625317A4 (de) * | 2003-04-28 | 2006-08-02 | Alfmeier Praez Ag | Stromregelanordnungen mit integral ausgebildeten formgedächtnislegierungsstellgliedern |
KR20060041164A (ko) * | 2003-05-02 | 2006-05-11 | 알프마이어 프레치지온 악티엔게젤샤프트 바우그룹펜 운트 지스템뢰중엔 | 일체형 형상 기억 합금 액츄에이터를 갖는 게이지 포인터 |
WO2005026592A2 (en) | 2003-09-05 | 2005-03-24 | Alfmeier Präzision AG Baugruppen und Systemlösungen | A system, method and apparatus for reducing frictional forces and for compensating shape memory alloy-actuated valves and valve systems at high temperatures |
US8011388B2 (en) * | 2003-11-24 | 2011-09-06 | Microstaq, INC | Thermally actuated microvalve with multiple fluid ports |
CA2546585A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-06-09 | Alumina Micro Llc | Microvalve device suitable for controlling a variable displacement compressor |
JP2007525630A (ja) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | アルーマナ、マイクロウ、エルエルシー | ハイブリッド・マイクロ/マクロ・プレート弁 |
JP5196422B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2013-05-15 | ドゥンアン、マイクロスタック、インク | マイクロバルブ形成のための選択的ボンディング |
EP2108255A3 (de) * | 2004-05-11 | 2011-04-13 | O.K. Technologies, LLC | System zum Züchten von Wassertieren |
US7448412B2 (en) | 2004-07-23 | 2008-11-11 | Afa Controls Llc | Microvalve assemblies and related structures and related methods |
US7156365B2 (en) * | 2004-07-27 | 2007-01-02 | Kelsey-Hayes Company | Method of controlling microvalve actuator |
KR20070092328A (ko) * | 2005-01-14 | 2007-09-12 | 알루미나 마이크로 엘엘씨 | 가변용량형 압축기를 제어하기 위한 시스템 및 방법 |
US7913928B2 (en) | 2005-11-04 | 2011-03-29 | Alliant Techsystems Inc. | Adaptive structures, systems incorporating same and related methods |
US7815868B1 (en) | 2006-02-28 | 2010-10-19 | Fluidigm Corporation | Microfluidic reaction apparatus for high throughput screening |
US7717130B2 (en) * | 2006-05-17 | 2010-05-18 | Purdue Research Foundation | Fast-acting fluid control valve |
CN101617155B (zh) | 2006-12-15 | 2012-03-21 | 麦克罗斯塔克公司 | 微阀装置 |
US20080173836A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-24 | Shy-Shiun Chern | Easy-control valve |
CN101675280B (zh) | 2007-03-30 | 2013-05-15 | 盾安美斯泰克公司(美国) | 先导式微型滑阀 |
WO2008121365A1 (en) | 2007-03-31 | 2008-10-09 | Microstaq, Inc. | Pilot operated spool valve |
WO2009074800A1 (en) * | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Isentropic Limited | Valve |
CN102164846B (zh) | 2008-08-09 | 2016-03-30 | 盾安美斯泰克公司(美国) | 改进的微型阀装置 |
US8113482B2 (en) * | 2008-08-12 | 2012-02-14 | DunAn Microstaq | Microvalve device with improved fluid routing |
CN102308131B (zh) | 2008-12-06 | 2014-01-08 | 盾安美斯泰克有限公司 | 流体流动控制组件 |
WO2010117874A2 (en) | 2009-04-05 | 2010-10-14 | Microstaq, Inc. | Method and structure for optimizing heat exchanger performance |
US20120145252A1 (en) | 2009-08-17 | 2012-06-14 | Dunan Microstaq, Inc. | Micromachined Device and Control Method |
WO2011094300A2 (en) | 2010-01-28 | 2011-08-04 | Microstaq, Inc. | Process and structure for high temperature selective fusion bonding |
US8956884B2 (en) | 2010-01-28 | 2015-02-17 | Dunan Microstaq, Inc. | Process for reconditioning semiconductor surface to facilitate bonding |
US8996141B1 (en) | 2010-08-26 | 2015-03-31 | Dunan Microstaq, Inc. | Adaptive predictive functional controller |
CN103782076B (zh) * | 2011-06-27 | 2016-05-18 | 弗路德自动控制系统有限公司 | 形状记忆合金促动的阀组件 |
DE202011109511U1 (de) | 2011-12-23 | 2012-02-02 | Bürkert Werke GmbH | Massendurchflussmess- oder -regelgerät |
US8925793B2 (en) | 2012-01-05 | 2015-01-06 | Dunan Microstaq, Inc. | Method for making a solder joint |
US9140613B2 (en) | 2012-03-16 | 2015-09-22 | Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. | Superheat sensor |
DE102013224453A1 (de) * | 2013-11-28 | 2015-05-28 | Marco Systemanalyse Und Entwicklung Gmbh | Ventil zur Dosierung von Medien im Kleinstmengenbereich |
US9188375B2 (en) | 2013-12-04 | 2015-11-17 | Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. | Control element and check valve assembly |
US11067187B2 (en) | 2016-01-27 | 2021-07-20 | Regents Of The University Of Minnesota | Fluidic control valve with small displacement actuators |
US10330212B2 (en) * | 2016-01-27 | 2019-06-25 | Regents Of The University Of Minnesota | Fluidic control valve with small displacement actuators |
CN106979379A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-07-25 | 成都华西流体控制科技有限公司 | 一种节流组件及包含该节流组件的多功能复合阀 |
US20230235833A1 (en) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Flow control devices |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2601231A (en) * | 1948-02-13 | 1952-06-24 | Equipment Dev Co Inc | Quick-acting diaphragm operated gate valve |
US3645298A (en) * | 1968-01-30 | 1972-02-29 | Brunswick Corp | Collimated hole flow control device |
US4581624A (en) * | 1984-03-01 | 1986-04-08 | Allied Corporation | Microminiature semiconductor valve |
US4530317A (en) * | 1984-04-20 | 1985-07-23 | Eaton Corporation | Variable displacement free piston engine |
US4538642A (en) * | 1984-04-20 | 1985-09-03 | Eaton Corporation | Fast acting valve |
JPH0729414B2 (ja) * | 1987-01-22 | 1995-04-05 | 株式会社テック | 弁素子及びその製造方法 |
US4781220A (en) * | 1987-05-04 | 1988-11-01 | Dresser Industries, Inc. | Fast response shut-off valve |
FR2639085B1 (fr) * | 1988-11-15 | 1991-04-19 | Neuchatel Universite | Microvanne electrostatique integree et procede de fabrication d'une telle microvanne |
-
1989
- 1989-05-29 DE DE3917396A patent/DE3917396A1/de active Granted
-
1990
- 1990-05-23 US US07/527,194 patent/US5054522A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-23 DE DE59007736T patent/DE59007736D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-23 EP EP90109887A patent/EP0400482B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-23 DK DK90109887.1T patent/DK0400482T3/da active
- 1990-05-28 JP JP2138170A patent/JPH0379878A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4101575A1 (de) * | 1991-01-21 | 1992-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Mikroventil |
DE112004003058B4 (de) * | 2004-08-18 | 2009-05-07 | Agilent Technologies Inc., Santa Clara | Mikrofluidisches Kopplungsgerät mit variablem Flusswiderstand und mikrofluidische Anordnung |
DE102011109944B4 (de) | 2011-08-10 | 2018-10-25 | Bürkert Werke GmbH | Fertigungsverfahren für Mikroventile |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0400482A3 (de) | 1991-05-29 |
DK0400482T3 (da) | 1994-12-12 |
EP0400482B1 (de) | 1994-11-23 |
US5054522A (en) | 1991-10-08 |
JPH0379878A (ja) | 1991-04-04 |
DE3917396A1 (de) | 1990-12-06 |
DE59007736D1 (de) | 1995-01-05 |
EP0400482A2 (de) | 1990-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3917396C2 (de) | ||
EP0268204B1 (de) | Piezoelektrische Pumpe | |
DE3342492A1 (de) | Lineares potentiometer sowie verfahren zu seiner herstellung | |
DE102016114566A1 (de) | Folienwandler und Aktorstreifen für einen Folienwandler | |
DE1801315B2 (de) | Einstellbarer Tandemschichtwiderstand | |
DE102016114531A1 (de) | Folienwandler | |
DE2746725A1 (de) | Schloss fuer eine strickmaschine | |
DE2245873A1 (de) | Zeitgeber | |
WO2000026972A1 (de) | Verfahren zur herstellung piezoelektrischer aktoren | |
EP0063233A2 (de) | Elektromagnetischer Stösselantrieb | |
DE2624996A1 (de) | Herstellungsverfahren fuer eine druckhammereinheit | |
DE3115793C2 (de) | Elektrischer Schalter | |
DE10027354C2 (de) | Aktorarray mit fluidischem Antrieb, Blindenschriftdisplay, flächenhaftes elektrisches 2D-Relais, Ventilarray und Spiegelarray mit derartigem Aktorarray sowie Verfahren zur Herstellung einer Aktorplatte zur Verwendung für ein derartiges Aktorarray | |
DE3150696A1 (de) | Kontaktierung eines stapels aus piezoelektrischen plaettchen | |
DE2426054A1 (de) | Vorrichtung zur betaetigung von drei unterbrechern mit hilfe von zwei druckknoepfen | |
DE2316410C3 (de) | Auf Axialdruck belastbare Feder | |
DE2400800C3 (de) | Reaktorkern mit einem Kerngitter und mehreren Brennstoffkassetten | |
EP0358723B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Tintendruckkopfs | |
EP0603844A1 (de) | Mikrominiaturisierte, elekrostatische Pumpe und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE10107794A1 (de) | Kontaktiereinrichtung für elektronische Bauteile | |
DE2838685A1 (de) | Vorrichtung zur herstellung von geschichteten kernen | |
WO2005085924A2 (de) | Optischer schalter mit polymeraktor | |
DE3631428A1 (de) | Folienschalter mit wenigstens zwei schaltebenen | |
WO2024028083A1 (de) | Piezoelektrischer lauf- und resonanzantrieb | |
DE19637945C2 (de) | Mikroventil und Verfahren zu seiner Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |