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PATENTANSPRÜCHE
1. Schlauchquetschpumpe mit Rollen (1 bis 6), die derart längs einer geschlossenen, ebenen Bahnkurve (K) bewegbar gehalten sind, dass sie auf einem durch eine Stützfläche (14) abgestützten Schlauch (15) abwälzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (14) im Schnitt mit der Ebene der Bahnkurve (K) von den Rollen (1 bis 6) auf der bezüglich der Krümmung der Schlauchachse äusseren, gedehnten Seite des Schlauches (15) zu ermöglichen.
2. Schlauchquetschpumpe nach Anspruch 1, in der die Bahnkurve (K) mindestens annähernd kreisförmig ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen der Rollen (1 bis 6) längs des Schlauches (15) ein drehbares Antriebsglied (7) angeordnet ist, das die Rollen (1 bis 6) ringförmig umgibt und mit den Umfangsflächen der sich auf dem Schlauch (15) abwälzenden Rollen in Berührung steht.
3. Schlauchquetschpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassjeder sich gerade auf dem Schlauch (15) abwälzenden Rolle (3, 4, 5) jeweils eine andere der Rollen (1, 2, 3) auf der Bahnkurve (K) mindestens annähernd diametral gegenüberliegt und dass jeweils wenigstens eine dieser gegen überliegenden Rollen (1, 2, 3) mit ihrer Umfangsfläche einen in dem ringförmigen Antriebsglied (7) angeordneten Quetschkraft-Übertragungskörper (17) berührt, der zum Aufnehmen der vom Schlauch (15) auf die Stützfläche (14) ausgeübten Kraft angeordnet ist.
4. Schlauchquetschpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Quetschkraft-Ubertragungskörper (17) mit einer Scheibe (12), von der ein Umfangsflächenabschnitt die Stützfläche (14) bildet, zum Übertragen der genannten Kraft lösbar gekuppelt ist.
5. Schlauchquetschpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Quetschkraft-Ubertragungskörper (17) drehbar angeordnet ist, die Scheibe (12) jedoch gegen Drehung festgehalten ist.
6. Schlauchquetschpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Quetschkraft-Ubertragungskörper (17) mit der Scheibe (12) über axial verschiebbare Stifte (18, 19), die in Bohrungen im Quetschkraft-Übertragungskörper (17) und in der Scheibe (12) eingreifen, lösbar gekuppelt sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchquetschpumpe mit Rollen, die derart längs einer geschlossenen, ebenen Bahnkurve bewegbar gehalten sind, dass sie auf einem durch eine Stützfläche abgestützten Schlauch abwälzbar sind.
Solche Pumpen sind bekannt. In ihnen üben die Rollen, die sich auf dem Schlauch abwälzen und ihn gegen die Stützfläche zusammendrücken, Kräfte in ihrer Laufrichtung auf den Schlauch aus. Diese Reibungskräfte verursachen eine starke Abnutzung insbesondere des Schlauches und bedingen eine verhältnismässig hohe Antriebsleistung zum Bewegen der Rollen. Die genannten Kräfte führen zu einer Tendenz des Schlauches, längs der Stützfläche zu wandern. Der in der Pumpe festgehaltene Schlauch wird daher periodisch gestreckt und wieder freigegeben, was zu einer zusätzlichen Beanspruchung des Schlauches führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch möglichst weitgehende Reduktion der genannten Kräfte die Abnutzung des Schlauches zu verringern, die Antriebsleistung herabzusetzen und das Wandern bzw. periodische Strecken des Schlauches möglichst zu vermeiden.
Es ist gefunden worden, dass in den bekannten Schlauchquetschpumpen mit gekrümmter Schlauchstützfläche die normale Rollreibung noch verstärkt wird bzw. zusätzliche, in gleicher Richtung wie die Rollreibung wirkende Kraftkomponenten erzeugt werden wegen der Tatsache, dass sich die Rollen auf dem gekrümmten Schlauch auf dessen gestauchter, bezüglich der Krümmung innerer Seite abwälzen. Dies gilt für alle bekannten Schlauchquetschpumpen dieser Bauart; denn tatsächlich ist bei allen diesen Pumpen der von der Stützfläche abgestützte Schlauch auf der konvexen Seite der Bewegungsbahn der Rollen angeordnet bzw. die Stützfläche, von den Rollen aus gesehen, konkav gekrümmt, weil das konstruktiv am einfachsten ist und keine Gründe dafür erkannt wurden, von der einfachsten Konstruktion abzuweichen.
Entsprechend ist nun aber auch gefunden worden, dass die Rollreibung verringert wird bzw. zusätzliche Kraftkomponenten entgegen der Rollreibung erzeugt werden, wenn man die Rollen sich auf dem Schlauch auf dessen gedehnter, bezüglich der Schlauchkrümmung äusserer oder konvexer Seite abwälzen lässt.
Die erfindungsgemässe Schlauchquetschpumpe ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche im Schnitt mit der Ebene der Bahnkurve von den Rollen aus gesehen konvex ist, um das Abwälzen der Rollen auf der bezüglich der Krümmung der Schlauchachse äusseren, gedehnten Seite des Schlauches zu ermöglichen.
Die Bahnkurve wird in der Regel mindestens annähernd kreisförmig sein; sie könnte jedoch auch andere Formen haben, z.B. elliptisch oder oval sein.
Für die Aufnahme der vom Schlauch auf die Rollen ausgeübten Kraft kann man auf der dem Schlauch gegenüberliegenden Seite der Rollen ein Druckaufnahmeglied anordnen, welches die Rollen ringförmig umgeben kann. Dieses Druckaufnahmeglied kann antreibbar sein, um seinerseits als Antriebsglied zum Bewegen der Rollen längs des Schlauches dienen. Hierdurch werden eigene Lager für die einzelnen Rollen entbehrlich. Selbstverständlich kann man aber gewünschtenfalls die Rollen einzeln lagern und über diese Lager die Rollen zur Bewegung antreiben und/oder die vom Schlauch ausge übte Kraft aufnehmen.
Die Kraftübertragung über Lager ist jedoch im allgemeinen nicht wünschbar. Wenn die Bewegungsbahn der Rollen etwa kreisförmig ist und ein ringförmiges, drehbares Antriebsglied um die Rollen herum angeordnet ist, das die vom Schlauch auf die Rollen ausgeübte Kraft aufnimmt, kann die vom Schlauch auf die Stützfläche ausgeübte Kraft mit den Massnahmen der Ansprüche 3 bis 6 direkt übertragen werden, ohne das Lager des Antriebsgliedes zu belasten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schlauchquetschpumpe schematisch dargestellt, und zwar in Fig. 1 in einem Vertikalschnitt und in Fig. 2 in einem Horizontalschnitt nach der Linie II-II gemäss Fig. 1.
In der dargestellten Pumpe sind sechs Schlauchquetschrollen 1 bis 6 auf einer im vorliegenden Fall kreisförmigen Bewegungsbahnkurve K verteilt angeordnet. Die Rollen 1 bis 6 sind in einem topfartigen Antriebsglied 7 gehalten, das die Rollen ringförmig umgibt und das mittels einer ein Schnekkenrad 8 tragenden Welle 9 um seine Achse drehbar ist. Die Welle 9 ist in einem Lager 10 gelagert. Mit dem Schneckenrad 8 wirkt eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung zusammen. Die Rollen 1 bis 6 sind durch geeignete Mittel in etwa gleichmässigen Abständen voneinander gehalten, im dargestellten Beispiel durch einen Käfig 11, der an im Durchmesser abgesetzten Teilen der Rollen angreift.
Im Inneren der kreisförmigen Bewegungsbahnkurve K ist eine zylindrische Schlauchstützscheibe 12 angeordnet, die an einem abnehmbaren Gehäusedeckel 13 befestigt ist. Ein Teil der Umfangsfläche der Scheibe 12 bildet eine Stützfläche 14 für einen Schlauch 15, auf dem sich die längs der Bahnkurve K bewegten, vom drehenden Antriebsglied 7 am Umfang angetriebenen Rollen 1 bis 6 abwälzen.
Da die Schlauchstützfläche 14 und der Schlauch 15 im In
nenraum zwischen den Rollen 1 bis 6 angeordnet sind, die Schlauchstützfläche (genauer gesagt die Schnittlinie dieser
Fläche 14 mit der Ebene der Bahnkurve K) und damit die den
Rollen zugewandte Seite des Schlauches 15 also von den Rollen aus gesehen konvex sind, ist die genannte Seite des Schlauches. d.h. die bezüglich der Krümmung der Schlauchachse äussere Seite des Schlauches, durch die Krümmung des Schlauches gedehnt, während die auf der Stützfläche 14 aufliegende Seite des Schlauches gestaucht ist. Die Rollen 1 bis 6 wälzen sich also auf der gedehnten Seite des Schlauches ab, was, wie eingangs erläutert, überraschenderweise eine Reduktion der Rollreibung ergibt. Der Schlauch wird daher weniger stark beansprucht als ein Schlauch, auf welchem sich Quetschrollen auf der konkaven Seite abwälzen, und die benötigte Antriebsleitung ist geringer.
Die Schlauchstützfläche 14 und der von dieser abgestützte Schlauch 15 erstrecken sich im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Bogen von etwa 180 . Von den Enden dieses Bogens aus erstreckt sich der Schlauch 15 durch Schlitze im Gehäusedeckel 13 hindurch nach aussen. Die Anordnung dieser Schlitze ist in Fig. 2 mit strich-punktierten Linien 16 angedeutet, während strich-punktierte Linien 15' in Fig. 1 den Verlauf des Schlauches andeuten.
Die Schlauchstützfläche 14 ist vorzugsweise nicht genau kreiszylindrisch, sondern so geformt, dass sich eine praktisch stossfreie Förderung eines Mediums im Schlauch 15 ergibt.
Hierzu ist, wenn sechs Rollen 1 bis 6 vorhanden sind, ein sich über 60 erstreckender Abschnitt der Stützfläche 14 koaxial zum Antriebsglied 7 so angeordnet, dass in diesem Abschnitt der Schlauch 15 vollständig verschlossen gehalten wird. Auf beiden Seiten dieses Abschnittes wird der Schlauchquerschnitt allmählich verkleinert bzw. vergrössert.
Der Schlauch 15 wird also zwischen den sich auf ihm abwälzenden Rollen, z.B. Rolle 4, und der Schlauchstützscheibe 12 zusammengedrückt. Die vom Schlauch auf die Rolle 4 ausgeübte Reaktionskraft wird durch diese Rolle auf das Antriebsglied 7 übertragen. Damit nun diese Kraft nicht von einem Lager aufgenommen werden muss, wird die vom Schlauch 15 auf die Stützscheibe 12 ausgeübte Reaktionskraft ebenfalls direkt auf das Antriebsglied 7 übertragen. Zu diesem Zweck könnte man die Stützscheibe 12 als Quetschkraft Übertragungskörper so ausbilden, dass sie von den Rollen, z.B. Rolle 1, berührt wird, welche den sich auf dem Schlauch 15 abwälzenden Rollen auf der Bahnkurve K diametral gegenüberstehen. Bei einer solchen Konstruktion wäre jedoch die Montage bzw. das Auswechseln des Schlauches 15 nicht ganz einfach.
Daher ist gemäss der Zeichnung ein gesonderter, ringförmiger Quetschkraft-Übertragungskörper 17 in Berührung mit den genannten diametral gegenüberstehenden Rollen, insbesondere Rolle 1, angeordnet. Die Stützscheibe 13 ist wie schon erwähnt am abnehmbaren Gehäusedeckel 13 befestigt. Der Schlauch 15 kann daher bei abgenommenem Gehäusedeckel in die Schlitze 16 und um die Stützscheibe 12 herum gelegt werden. Der aufgesetzte Gehäusedeckel 13 ist bezüglich des übrigen Gehäuses in horizontaler Richtung nicht fixiert. Die Stützscheibe 12 wird über zwei Stifte 18 und 19, die in Bohrungen im Übertragungskörper 17 bzw. in der Stützscheibe 12 eingreifen und durch einen Bügel 20 miteinander verbunden sind, am Übertragungskörper 17 in horizontaler Richtung abgestützt.
Die vom Schlauch 15 auf die Stützscheibe 12 ausgeübte Reaktionskraft wird also von der Stützscheibe 12 über den Stift 19, den Bügel 20, den Stift 18, den Übertragungskörper 17 und die Rolle 1 direkt auf das Antriebsglied 7 übertragen.
Der Quetschkraft-Übertragungskörper 17 kann sich um den Stift 18 drehen; die Stützscheibe 12 istjedoch gegen Drehung festgehalten, da sich beide Stifte 18 und 19 durch Öffnungen in derselben hindurch erstrecken.
Der Bügel 20 ist im Gehäuse mittels einer Stange 21 vertikal verschiebbar geführt, so dass er mit den Stiften 18 und 19 nach oben geschoben werden kann, wenn der Deckel 13 mit der Stützscheibe 12 und dem Schlauch 15 abgenommen werden soll.
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PATENT CLAIMS
1. peristaltic pump with rollers (1 to 6), which are held so that they can move along a closed, flat trajectory (K), that they can be rolled on a hose (15) supported by a support surface (14), characterized in that the support surface (14) in section with the plane of the trajectory (K) of the rollers (1 to 6) on the stretched side of the hose (15) with respect to the curvature of the hose axis.
2. peristaltic pump according to claim 1, in which the trajectory (K) is at least approximately circular, characterized in that a rotating drive member (7) is arranged to move the rollers (1 to 6) along the tube (15), which the rollers (1 to 6) surrounds in a ring and is in contact with the peripheral surfaces of the rollers rolling on the hose (15).
3. Peristaltic pump according to claim 2, characterized in that each roller (3, 4, 5) that is rolling on the hose (15) is at least approximately diametrically opposite one of the rollers (1, 2, 3) on the trajectory (K) and that in each case at least one of these opposite rollers (1, 2, 3) touches with its circumferential surface a squeeze force transmission body (17) arranged in the annular drive member (7) which is used to receive the hose (15) onto the support surface (14 ) force applied is arranged.
4. peristaltic pump according to claim 3, characterized in that the squeeze force transmission body (17) with a disc (12), of which a peripheral surface portion forms the support surface (14), is releasably coupled to transmit said force.
5. peristaltic pump according to claim 4, characterized in that the squeeze force transmission body (17) is rotatably arranged, but the disc (12) is held against rotation.
6. peristaltic pump according to claim 4 or 5, characterized in that the squeeze force transmission body (17) with the disc (12) via axially displaceable pins (18, 19) in bores in the squeeze force transmission body (17) and in the disc (12) intervene, are detachably coupled.
The invention relates to a peristaltic pump with rollers which are held so as to be movable along a closed, flat trajectory in such a way that they can be rolled on a hose supported by a support surface.
Such pumps are known. In them, the rollers, which roll on the hose and compress it against the support surface, exert forces in their direction of travel on the hose. These frictional forces cause heavy wear on the hose in particular and require a relatively high drive power for moving the rollers. The forces mentioned lead to a tendency of the hose to move along the support surface. The hose held in the pump is therefore periodically stretched and released again, which leads to additional stress on the hose.
The object of the invention is to reduce the wear of the hose, to reduce the drive power and to avoid wandering or periodic stretching of the hose as much as possible by reducing the forces mentioned as much as possible.
It has been found that in the known peristaltic pumps with a curved hose support surface the normal rolling friction is increased or additional force components acting in the same direction as the rolling friction are generated due to the fact that the rollers on the curved hose relate to the upset roll the inner side of the curve. This applies to all known peristaltic pumps of this type; because in fact with all these pumps the hose supported by the support surface is arranged on the convex side of the path of movement of the rollers or the support surface, viewed from the rollers, is concavely curved because this is structurally simplest and no reasons have been recognized by the simplest construction.
Accordingly, it has now also been found that the rolling friction is reduced or additional force components are generated counter to the rolling friction if the rolls are rolled on the hose on its stretched, outer or convex side with respect to the hose curvature.
The peristaltic pump according to the invention is therefore characterized in that the support surface is convex in section with the plane of the trajectory seen from the rollers in order to enable the rollers to roll on the stretched side of the tube which is outer with respect to the curvature of the tube axis.
The trajectory will generally be at least approximately circular; however, it could have other shapes, e.g. be elliptical or oval.
To absorb the force exerted by the hose on the rollers, a pressure-receiving member can be arranged on the side of the rollers opposite the hose, which can surround the rollers in a ring. This pressure receiving member can be drivable, in turn to serve as a drive member for moving the rollers along the tube. This makes separate bearings for the individual roles unnecessary. Of course, you can, if desired, store the rollers individually and drive the rollers to move via these bearings and / or absorb the force exerted by the hose.
However, power transmission via bearings is generally not desirable. If the path of movement of the rollers is approximately circular and an annular, rotatable drive member is arranged around the rollers, which absorbs the force exerted by the hose on the rollers, the force exerted by the hose on the support surface can be carried out directly with the measures of claims 3 to 6 are transmitted without loading the bearing of the drive member.
An exemplary embodiment of the peristaltic pump according to the invention is shown schematically in the drawing, specifically in FIG. 1 in a vertical section and in FIG. 2 in a horizontal section along the line II-II in FIG. 1.
In the pump shown, six hose crushing rollers 1 to 6 are arranged distributed on a circular movement path curve K in the present case. The rollers 1 to 6 are held in a pot-like drive member 7 which surrounds the rollers in an annular manner and which can be rotated about its axis by means of a shaft 9 carrying a worm wheel 8. The shaft 9 is supported in a bearing 10. A drive device, not shown, interacts with the worm wheel 8. The rollers 1 to 6 are kept at approximately equal distances from one another by suitable means, in the example shown by a cage 11 which engages on parts of the rollers with a diameter.
A cylindrical tube support disk 12 is arranged in the interior of the circular movement path curve K and is attached to a removable housing cover 13. Part of the circumferential surface of the disk 12 forms a support surface 14 for a hose 15, on which the rollers 1 to 6, which are moved along the path curve K and are driven by the rotating drive member 7 on the circumference, roll.
Since the hose support surface 14 and the hose 15 in the In
nenraum between the rollers 1 to 6 are arranged, the hose support surface (more precisely the cutting line of this
Area 14 with the plane of the trajectory K) and thus the
The side of the tube 15 facing the rollers, ie seen from the rollers, is convex, is the side of the tube mentioned. i.e. the outer side of the hose with respect to the curvature of the hose axis is expanded by the curvature of the hose, while the side of the hose resting on the support surface 14 is compressed. The rollers 1 to 6 thus roll on the stretched side of the hose, which, as explained at the outset, surprisingly results in a reduction in the rolling friction. The hose is therefore less stressed than a hose on which pinch rollers roll on the concave side, and the drive line required is less.
The hose support surface 14 and the hose 15 supported by it extend in the illustrated embodiment over an arc of approximately 180. From the ends of this bend, the hose 15 extends outwards through slots in the housing cover 13. The arrangement of these slits is indicated in FIG. 2 by dash-dotted lines 16, while dash-dotted lines 15 'in FIG. 1 indicate the course of the hose.
The hose support surface 14 is preferably not exactly cylindrical, but is shaped such that there is a practically shock-free conveyance of a medium in the hose 15.
For this purpose, if there are six rollers 1 to 6, a section of the support surface 14 extending over 60 is arranged coaxially to the drive member 7 such that the hose 15 is kept completely closed in this section. The tube cross-section is gradually reduced or enlarged on both sides of this section.
The hose 15 is thus between the rollers rolling on it, e.g. Roll 4, and the hose support disc 12 compressed. The reaction force exerted by the hose on the roller 4 is transmitted to the drive member 7 by this roller. So that this force does not have to be absorbed by a bearing, the reaction force exerted by the hose 15 on the support disk 12 is also transmitted directly to the drive member 7. For this purpose, the support disk 12 could be designed as a squeeze force transmission body so that it can be removed from the rollers, e.g. Roll 1 is touched, which are diametrically opposed to the rolls rolling on the hose 15 on the path curve K. With such a construction, however, the assembly or the replacement of the hose 15 would not be very easy.
Therefore, according to the drawing, a separate, annular squeeze force transmission body 17 is arranged in contact with the diametrically opposed rollers, in particular roller 1. As already mentioned, the support disk 13 is fastened to the removable housing cover 13. The hose 15 can therefore be placed in the slots 16 and around the support disk 12 with the housing cover removed. The attached housing cover 13 is not fixed in the horizontal direction with respect to the rest of the housing. The support disk 12 is supported on the transmission body 17 in the horizontal direction by means of two pins 18 and 19 which engage in bores in the transmission body 17 or in the support disk 12 and are connected to one another by a bracket 20.
The reaction force exerted by the hose 15 on the support disk 12 is thus transmitted directly from the support disk 12 to the drive member 7 via the pin 19, the bracket 20, the pin 18, the transmission body 17 and the roller 1.
The squeeze force transmission body 17 can rotate about the pin 18; however, support washer 12 is held against rotation since both pins 18 and 19 extend through openings therein.
The bracket 20 is guided vertically displaceably in the housing by means of a rod 21, so that it can be pushed upwards with the pins 18 and 19 when the cover 13 with the support disk 12 and the hose 15 is to be removed.