CÁMARA DE BOMBA Y PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE LA CÁMARA.

Cámara, en particular cámara de bomba, que comprende una primera mitad (10) y una segunda mitad (12),

en la que - la primera (10) y la segunda mitad (12) están unidas entre sí de manera plana mediante una costura de unión (20) cerrada, - al menos una de las dos mitades (10, 12) presenta al menos una abertura (14), que se sitúa dentro de la costura de unión (20), - al menos la segunda mitad (12) está deformada térmicamente dentro de la costura de unión (20) cerrada de tal manera que está configurada de manera abombada con respecto a la superficie de unión con la primera mitad (10), de modo que se forma un espacio hueco (30) entre la primera (10) y la segunda mitad (12), y - la segunda mitad (12) presenta al menos una costura de deformación (22), que se sitúa dentro de la costura de unión (20)

La presente invención se refiere a una cámara, en particular a una cámara de bomba, formada por dos mitades, de las que al menos una está dotada de una abertura y entre las que está formado un espacio hueco. Además, la presente invención comprende un procedimiento para la fabricación de una cámara de este tipo y una bomba, que contiene una cámara de este tipo. La cámara de la presente invención es particularmente adecuada para su uso en microbombas.

Durante el desarrollo se investigaron cámaras con la estructura anterior, en las que las mitades se fabrican en un procedimiento de moldeo por inyección de plástico. La unión de las mitades se produce en este caso mediante adhesión o sujeción. Según el uso de una cámara de este tipo (por ejemplo como cámara de bomba en una microbomba), pueden actuar fuerzas dinámicas considerables sobre las mitades de cámara, en particular en su unión. Esta solicitación impone elevados requisitos sobre la capacidad de carga del material de plástico y requiere, en el caso de una unión de adhesión, una banda de adhesivo ancha.

El documento DE-A-197 20 482, que contiene las características del preámbulo de la reivindicación 10, da a conocer una microbomba de membrana con una membrana de bomba, un actuador piezoeléctrico colocado sobre la membrana de bomba y una carcasa de bomba que consiste en dos mitades. En el estado de reposo de la bomba, la membrana de bomba se apoya contra la pared superior de la carcasa de bomba. Mediante la activación del actuador piezoeléctrico, la membrana de bomba se desvía de esta posición y por tanto forma una cámara de bomba entre la membrana de bomba y la carcasa de bomba.

El documento EP-A-0 025 005 da a conocer un dispositivo para transportar y dosificar cantidades de líquido extremadamente pequeñas que consiste en una membrana revestida con cerámica piezoeléctrica, que limita con su borde por todos lados con una pared rígida, presentando la cámara de bomba así formada una abertura de paso que puede cerrarse mediante medios correspondientes. En caso de un revestimiento con cerámica piezoeléctrica sin tensión, la membrana se apoya de manera plana contra la pared rígida.

El documento US 3.606.592, que constituye el estado de la técnica más próximo para la reivindicación 1, da a conocer un elemento de desplazamiento para una bomba de fluido, que comprende dos elementos incrustados en un elemento de membrana de un material con memoria de forma. Mediante el empleo de un circuito de control eléctrico, estos elementos se llevan de manera alterna a una forma predeterminada en cada caso mediante tratamiento térmico, con lo cual se logra un movimiento periódico de la membrana, que puede aprovecharse para una operación de bombeo.

El documento DE-B-102 38 585 da a conocer un módulo de fluido con un elemento de base de una sola pieza, en el que está prevista al menos una cavidad para la recepción de fluido, y un elemento de membrana, que está unido con el elemento de base y limita con la cavidad en el elemento de base. Para la unión del elemento de base y el elemento de membrana pueden utilizarse en particular técnicas de adhesión o soldadura.

La presente invención se basa en el objetivo de crear una cámara con una mayor estabilidad, que pueda encontrar aplicación en particular en una bomba como cámara de bomba, y un procedimiento para la fabricación sencilla y económica de la cámara.

Este objetivo se resuelve mediante una cámara con las características de la reivindicación 1, mediante una bomba con las características de la reivindicación 17 y mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 10. Formas de realización ventajosas se derivan de las demás reivindicaciones.

La cámara de la invención comprende una primera mitad y una segunda mitad, estando la primera y la segunda mitad unidas entre sí de manera plana mediante una costura de unión cerrada, y presentando al menos una de las dos mitades al menos una abertura, que se sitúa dentro de la costura de unión. Al menos la segunda mitad está deformada térmicamente dentro de la costura de unión cerrada de tal manera que está configurada de manera abombada con respecto a la superficie de unión con la primera mitad, de modo que se forma un espacio hueco entre la primera y la segunda mitad. La primera y la segunda mitad son en este caso en particular en forma de placa, es decir un cuerpo, cuyas dimensiones laterales a lo largo de un plano son mayores que su extensión en una dirección perpendicular al plano en cada punto del plano, sin que esta extensión perpendicular tenga que ser constante a lo largo del plano. El espacio hueco formado entre las dos mitades puede aprovecharse para la recepción, almacenamiento y emisión de líquidos, gases o disoluciones de varias fases, que pueden recibirse y emitirse a través de la abertura. Según el uso de la cámara (por ejemplo como filtro, medio de almacenamiento o para la generación de aerosoles), en el espacio hueco pueden estar contenidos elementos de filtro (por ejemplo en forma de polvo o membrana) o elementos de almacenamiento (por ejemplo esponjas). Además el espacio hueco puede servir como espacio de resonancia o de protección para un elemento sensor alojado en el mismo (por ejemplo para la medición de fluctuaciones de la presión). El abombamiento de la segunda mitad se logra mediante deformación térmica, es decir mediante aplicación dirigida de calor. En este caso, la deformación deseada puede producirse a través de la operación de unión o adicionalmente a través de una etapa de deformación realizada por separado después de la unión de las dos mitades. Puesto que esta técnica también puede aplicarse a materiales con un elevado grado de dureza, como por ejemplo metales, es posible configurar la segunda mitad a partir de un material duro y por tanto garantizar una mayor estabilidad y rigidez de la cámara. Esto es especialmente importante cuando la cámara se usa como cámara de bomba, por ejemplo en una microbomba, ya que en este caso actúan fuerzas dinámicas considerables sobre la primera mitad de cámara. Según el uso de la cámara, la primera mitad puede configurarse de manera plana, es decir sin elevaciones o depresiones esenciales (por ejemplo en caso de usarse como cámara de bomba), o abombada dentro de la costura de unión cerrada con respecto a la superficie de unión con la segunda mitad (por ejemplo en caso de usarse como contenedor o filtro), con lo cual se aumenta el volumen del espacio hueco. Este abombamiento puede lograrse por ejemplo mediante deformación térmica (igual que en el caso de la segunda mitad) o mediante embutición profunda.

En una forma de realización preferida de la presente invención, la costura de unión de la primera y la segunda mitad de cámara es una costura de soldadura, preferiblemente una costura de soldadura láser. Esto posibilita una unión estable de ambas mitades y una estanqueidad fiable del espacio hueco formado entre ellas. Por tanto no son necesarios materiales de estanqueidad adicionales, lo que facilita la producción de la cámara. Mediante el calor aplicado a las dos mitades de cámara de manera dirigida durante la operación de soldadura se logra además un abombamiento de las dos mitades. Puesto que de este modo el grado de deformación térmica depende, de manera decisiva, de la capacidad de encogimiento radial y por tanto de la flexibilidad de las mitades de cámara, el abombamiento puede controlarse a través de la dureza o rigidez del material elegido. La dureza y/o la rigidez del material pueden elegirse de manera distinta para las dos mitades de cámara, por ejemplo de modo que la segunda mitad se deforme considerablemente más que la primera. Según el volumen y la forma del espacio hueco deseado, no es necesaria por tanto, en determinadas circunstancias, una etapa de deformación separada adicional, lo que simplifica la fabricación de la cámara. Además, se evita un escurrimiento del adhesivo, por ejemplo en el espacio hueco, tal como puede suceder en las uniones por adhesión, y por tanto una contaminación de la cámara. La soldadura láser posibilita especialmente un guiado exacto por puntos de la costura de soldadura, también en el caso de contornos de costura complejos. Además, esta técnica permite una anchura reducida de la costura de soldadura, y por tanto un volumen máximo del espacio hueco en el caso de un perímetro o diámetro exterior dado de la costura cerrada, y mantiene inalterado el material soldado en su lado interno, de modo que se evitan posibles reacciones químicas, como por ejemplo la oxidación. Adicionalmente, el proceso de unión de las dos mitades de cámara puede... [Seguir leyendo]

1. Cámara, en particular cámara de bomba, que comprende una primera mitad (10) y una segunda mitad (12), en la que

- la primera (10) y la segunda mitad (12) están unidas entre sí de manera plana mediante una costura de unión (20) cerrada,

- al menos una de las dos mitades (10, 12) presenta al menos una abertura (14), que se sitúa dentro de la costura de unión (20),

- al menos la segunda mitad (12) está deformada térmicamente dentro de la costura de unión (20) cerrada de tal manera que está configurada de manera abombada con respecto a la superficie de unión con la primera mitad (10), de modo que se forma un espacio hueco (30) entre la primera (10) y la segunda mitad (12), y

- la segunda mitad (12) presenta al menos una costura de deformación (22), que se sitúa dentro de la costura de unión (20).

2. Cámara según la reivindicación 1, en la que la costura de unión (20) es una costura de soldadura, preferiblemente una costura de soldadura láser.

3. Cámara según la reivindicación 1 ó 2, en la que la costura de deformación (22) es una costura de conformación láser.

4. Cámara según la reivindicación 3, que presenta al menos una costura de deformación (22) configurada cerrada y/o abierta.

5. Cámara según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera (10) y la segunda mitad (12) presentan un grosor perpendicular a su superficie, siendo el grosor de la primera mitad (10) inferior al de la segunda mitad (12).

6. Cámara según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera mitad (10) puede desviarse elásticamente en una dirección perpendicular a su superficie, con respecto a la segunda mitad (12).

7. Cámara según la reivindicación 6, en la que el abombamiento de la segunda mitad (12) está adaptado a la desviación máxima de la primera mitad (10).

8. Cámara según la reivindicación 6 ó 7, en la que la primera mitad (10) está unida con un elemento (48) piezoeléctrico, con el que puede controlarse la desviación de la primera mitad (10).

9. Cámara según una de las reivindicaciones anteriores, en la que una válvula está dispuesta en comunicación de fluido con la abertura (14) de la segunda mitad (12).

10. Procedimiento para la fabricación de una cámara, que comprende las siguientes etapas:

- fabricar una primera mitad (10) en forma de placa y una segunda mitad (12) en forma de placa,

- unir de manera plana la primera (10) y la segunda mitad (12) entre sí mediante una costura de unión (20) cerrada, y

- deformar la segunda mitad (12) unida con la primera mitad (10), para formar un espacio hueco (13) entre la primera (10) y la segunda mitad (12), caracterizado porque

la deformación de la segunda mitad (12) se produce mediante deformación térmica.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además una etapa en la que al menos una de las dos mitades (10, 12) está dotada de una abertura (14), rodeando posteriormente la costura de unión (20) la abertura (14).

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, en el que la unión de la primera (10) y de la segunda mitad

(12) entre sí se produce mediante soldadura, preferiblemente mediante soldadura láser.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la deformación de la segunda mitad

(12) se produce mediante conformación por rayo láser.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 13, en el que las mitades (10, 12) en forma de placa se fabrican de tal manera que se sostienen, en cada caso, a través de almas (15) en marcos (16, 18).

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que los marcos (16, 18) junto con las mitades (10, 12) en forma de placa se suministran en forma de bandas sin fin.

16. Cámara según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la primera mitad (10) y/o la segunda mitad (12) están hechas de metal, preferiblemente de acero.

17. Bomba, que comprende una cámara según una de las reivindicaciones 1 a 9 ó 16 o varias cámaras según una de las reivindicaciones 1 a 9 ó 16, en la que al menos dos de las cámaras se encuentran en comunicación de fluido una respecto a la otra.