AT133402B - Membrangeliderte Kolbenmaschine. - Google Patents

Description

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    Membrangeliderte   Kolbenmaschine. 



   Die üblichen Membranpumpen haben den Fehler, dass sie   keine genaue Begrenzung des Arbeits-   raumes besitzen und für   Gasförderung   gegen einigermassen höhere Drücke nicht geeignet sind. Die membrangeliderte Kolbenmaschine gemäss der Erfindung beseitigt diese Mängel. 



   Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, u. zw. stellen die Fig. 1 und 2 zwei lotrechte Schnitte längs zweier zueinander senkrechter Ebenen, die Fig. 3 eine 
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 durch einen bei 14 am Masehinengehäuse angelenkten Elektromotor   13.   



   Die Blattfeder 7, die Kreuzkopf und Pleuelstange ersetzt, ist mit dem einen Ende in die Kolbenstange 6 fest eingesetzt, mit dem andern Ende ist sie in das Kurbelzapfenlager eingespannt. Sie hat in der Mittellage des Kolbens zwischen den beiden Totpunkten ihre grösste Spannung, zu welcher Zeit die Membrane spannungsfrei ist, so dass beide grösste Spannungen um 900 gegeneinander versetzt sind, wodurch 
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   gedrückt   werden kann. Mit 16, 17 sind die beiden, im Deckel 2 der z. B. als Pumpe ausgebildeten Maschine angeordneten Ventile (Druck-und Saugventil) bezeichnet. 



   Die normalen Membranpumpen sind infolge der Konstruktionsform der Membranen und der damit 
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 Rillen aufweist, so bemessen ist, dass die Biegebeanspruchung infolge der zur Erreichung des Kolbenhubes notwendigen Formänderung nicht mehr, aber auch nicht viel weniger als die Hälfte der Beanspruchung des Materials ausmacht. Da die radialen Spannungen den   Rillengrund zusätzlich   auf Biegung beanspruchen, werden die tieferen Rillen von den Einspannstellen, wo   die grössten Biegemomente   infolge Druck und   Formänderung   auftreten, gegen die Mitte zu abgedrängt, wo diese Biegemomente gleich Null werden.

   Die genaue Form der Rillen ergibt sich aus der Tatsache, dass bei einer ebenen Platte die Spannung in jedem Punkt von einer   Biegungsbeanspruchung   in der Umfangsrichtung, hervorgerufen durch die Wölbung der Fläche, und von einer solchen in radialer Richtung, hervorgerufen durch Formänderung und Druck einerseits, durch Dehnung des Rillengrundes und   Sehiefstellen   der Rillen anderseits, herrührt. Aus diesen Beanspruchungen lässt sich die Form der Rillen für geringste Spannung bei grösster Durchbiegung der Lamelle ermitteln. Derartig konstruierte   Kreisringlamellen     ermöglichen   auch bei verhältnismässig sehr kleinen Ringbreiten (bei einer praktischen Ausführung z. B. 40 m. m) verhältnismässig grosse Hübe von   12   cm bis zu 1 cm. 



   Da der von der Membrane begrenzte Teil des Arbeitsraumes infolge der geringeren Annäherung an den Deckel einen grösseren schädlichen Raum aufweist als der iiber dem eigentlichen Kolben, ist es wichtig, den Anteil des Arbeitsraumes über der Membrane möglichst herabzusetzen. 



   Um die Stärke der Membranen noch weiter herabzudrücken und dadurch den Hub zu vergrössern, werden mehrere Membranen übereinander liegend verwendet. Bei eintretender Druckbelastung stützt 

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 sich dann eine Membrane auf der andern ab, wodurch sich die Beanspruchungen auf alle   Membranen   verteilen.

   Entweder sind dann die plattenförmigen Membranlamellen sämtlich sowohl im Gehäuse als auch im Kolben eingespannt und dann durch dazwischen eingeschlossene flüssige Schmiermittel (Fett   od. dgl. ) am gegenseitigen Scheuern verhindert, oder es ist nur die erste Membrane voll eingespannt, um   den Arbeitsraum abzuschliessen, während die weiteren Membranen gegen die Stelle der grössten Biegungsbeanspruehung (Einspannstelle am Kolben) durch Verringerung ihres Aussendurchmessers verkürzt sind, etwa wie die einzelnen Blätter eines als Wagenfeder verwendeten Blattfederwerkes (Fig. 3). 
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 den inneren Durchmesser   di   als auch gegen den äusseren Durchmesser   d, wellenförmig aus.   Gemäss Fig.

   4 b haben die Rillen ihr Amplitudenhöchstmass M zwischen dem inneren Durchmesser   (li   und dem mittleren Durchmesser   d',',   gegen letzteren gerückt, laufen aber gegen den äusseren Durchmesser da nicht oder nur wenig aus. Fig. 4 c zeigt eine Membran, deren Rillen ihr Amplitudenhöchstmass im mittleren Durchmesser   d21 haben   und sowohl nach dem inneren Durchmesser di ls auch nach dem äusseren Durchmesser d" 
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 Durchmesser dm haben, doch laufen die Rillen nach aussen und innen wenig oder gar nicht aus. Dabei kann man die Rillen symmetrisch zur mittleren Lamellenebene verlaufen lassen, so dass die radialen Zugkräfte ein kleinstes Moment auf den Rillengrund ausüben. 



   Um den Hub der Membrane bei gegebener   Blechstärke   möglichst gross zu halten, empfiehlt es sich, die Rillen nicht nur nach Grösse und Form besonders anzuordnen, sondern statt einer ebenen Mittel-   fläche   der Wellen eine   Mittelfläehe   zu verwenden, die gekrümmt (Fig. 4 e) oder gewellt (Fig. 4 f) ist, die aber auch unsymmetrisch (Fig. 4 g) sein kann. Dadurch ist in der Kolbenmittellage die zur Vermeidung 
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 die dann in den Hubendlagen zur Verfügung steht, ohne dass eine   allzu grosse Spannungserhöhung   auftritt. In allen diesen Fällen kann auch dieHubmitte zwecks Verringerung der   auftretendenBeanspruchungen   aus der Ebene der äusseren Einspannung nach oben oder unten entsprechend heraus verlegt werden. 
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   PATENT-ANSPRÜCHE :
L Membrangeliderte Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein in eine entsprechende Gehäuseausnehmung   (3)   genau passender Arbeitskolben   (1)   am Kolbenumfang 
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Claims (1)

1. eine Blattfeder (7) ersetzt sind.

   3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran umlaufende Rillen aufweist.

   4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Rillen ihr Amplitudenhöchstmass (M) zwischen dem inneren Durchmesser (di) und dem mittleren Durch- EMI2.8 messer (di) als auch nach dem äusseren Durchmesser (da) vollständig auslaufen (Fig. 4 c).

   7. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Rillen ihr Amplitudenhöchstmass im mittleren Durchmesser (cl"') aufweisen und nach innen und aussen wenig oder gar nicht auslaufen (Fig. 4 d).

   8. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Rillen symmetrisch zur mittleren Lamellenebene verlaufen, so dass die radialen Zugkräfte ein kleinstes Moment auf den Rillengrund ausüben.

   9. Maschine nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Rillen statt einer ebenen eine gewölbte (Fig. 4 e) oder eine wellenförmige Mittelfläche (Fig. 4f) aufweisen, die auch unsymmetrisch (Fig. 4 g) sein kann. <Desc/Clms Page number 3>

   10. Maschine nach den Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubmitte zur Verringerung der auftretenden Beanspruchungen aus der Ebene der äusseren Einspannung nach oben oder unten entsprechend herausverlegt ist.

   11. Maschine nach den Ansprüchen 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer oder mehreren vom Kolben bis zum Gehäuse durchlaufenden, den Arbeitsraum begrenzenden Lamellen bestehende Membran mit mehreren stufenweise schmäler werdenden Lamellen nach Art eines Blattfederpaketes zusammengesetzt ist, um die gegen die Einspannstellen grösser werdenden Biegungsmomente aufzunehmen.

   12. Maschine nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Lamellen Fett oder flüssiges Schmiermittel eingeschlossen ist, um ein Scheuern der Lamellen gegeneinander zu verhindern.

   13. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnung von wellenförmigen EMI3.1 EMI3.2 EMI3.3 EMI3.4