CH705097A1 - Dosierpumpe. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), mit auf einem drehbaren Rollenträger (7) und daran drehbar befestigten Rollen (8) mit fassförmiger Gestalt, die auf eine Membran (9) in der Art einwirken, dass durch die Rollen (8) die Membran (9) gegen die Wand eines Verbindungskanals drückbar ist, wodurch ein zu förderndes Produkt von einer Einlassöffnung zu einer Auslassöffnung förderbar ist. Erfindungsgemäss sind in die Rollen (8) Schlitze (12) eingestochen, so dass die Rollen (8) Stege (13) aufweisen, wobei die umhüllende Aussenkontur dieser Stege (13) fassförmig ist, und in den Schlitzen (12) sind mit dem Gehäuse (2) verbundene Stützlamellen (10) angeordnet. Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Dosierpumpe zur Förderung hochviskoser Produkte geeignet ist, bei deren Förderung es nötig ist, dass das Produkt der Einlassöffnung unter einem hohen Druck von beispielsweise 5 bis 30 bar zugeführt wird.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

[0002] Solche Dosierpumpen eignen sich beispielsweise zur Förderung flüssiger Medien in ganz bestimmten Mengen pro Zeiteinheit.

[0003] Dosierpumpen nach dem sogenannten peristaltischen Prinzip sind seit langer Zeit bekannt, so etwa aus US-PS 315 667 aus dem Jahr 1885. Hier wird in einem Schlauch befindliche Flüssigkeit dadurch fortbewegt, dass der Schlauch durch eine Rolle zusammengedrückt wird und sich die Rolle in einer Richtung über den Schlauch bewegt.

[0004] Aus US-PS 910 125 aus dem Jahr 1909 ist eine Pumpe bekannt, bei der eine fassförmige Rolle eine Membran gegen eine der Fassform angepasste Vertiefung gedrückt wird und sich die Rolle in einer Richtung über die Membran bewegt.

[0005] In beiden Fällen sind die Rollen auf einem sich drehenden Rollenträger drehbar befestigt. Dadurch wird erreicht, dass auf dem Schlauch bzw. auf der Membran keine Reibungskräfte einwirken, die zum Verschleiss führen würden.

[0006] Das Prinzip ist auch einhundert Jahre später noch in Gebrauch, wie aus der US-PS 4 545 745 ersichtlich ist. Hier sind zwei drehbare Rollen auf einem rotierenden Steg montiert. Die Membran ist hier profiliert.

[0007] Alle dieser Beispiele haben eines gemeinsam, dass die zu fördernde Flüssigkeit der Pumpe drucklos zugeführt werden muss. Stünde die Flüssigkeit eingangsseitig unter Druck, würde sich der Schlauch bzw. die Membran aufblähen, was zur Zerstörung des Schlauches bzw. der Membran führen muss, wenn der Druck eine bestimmte Grösse überschreitet.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosierpumpe nach dem peristaltischen Prinzip zu schaffen, bei der die Flüssigkeit eingangsseitig unter hohem Druck stehen kann und die Dosierpumpe dabei keinen Schaden nimmt. Hoher Druck bedeutet hier ein Druck von 5 bis 30 bar. Ein solcher Druck ist beispielsweise nötig, um hochviskose Medien transportieren und dosieren zu können.

[0009] Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0010] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0011] Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>ein vereinfachtes Schema der Dosierpumpe in einer Schnittdarstellung, <tb>Fig. 2<sep>eine Schnittdarstellung entlang einer Motorwelle, <tb>Fig. 3<sep>eine weitere Schnittdarstellung, jedoch in einer anderen Ebene, und <tb>Fig. 4<sep>eine Explosionszeichnung des Aufbaus einer Membran.

[0012] In der Fig. 1 bedeutet 1 eine Dosierpumpe mit einem Gehäuse 2. Zwischen einer Einlassöffnung 3 und einer Auslassöffnung 4 befindet sich ein Verbindungskanal 5, durch den das zu dosierende Produkt förderbar ist.

[0013] Im Zentrum befindet sich eine Motorwelle 6, die mit einem Rollenträger 7 verbunden ist. Mit einem Pfeil ist die Drehrichtung von Motorwelle 6 und Rollenträger 7 angezeigt. An diesem Rollenträger 7 sind Rollen 8 drehbar angeordnet, die auf eine Membran 9 einwirken. Diese Membran 9 ist im Gehäuse 2 eingespannt. Dabei drehen sich die Rollen 8 um ihre Achse, und zwar in der der Drehrichtung der Motorwelle 6 entgegengesetzten Richtung. Somit ist ohne weitere Erklärung ersichtlich, dass durch diese Anordnung das in den einleitend genannten US-Patentdokumenten bekannte Prinzip realisiert wird. Das in der Einlassöffnung 3 befindliche Produkt wird durch die Einwirkung der Rollen 8 auf die Membran 9 durch den Verbindungskanal 5 zur Auslassöffnung 4 gefördert, wenn sich die Rollenträger 7 in der angegebenen Drehrichtung bewegt.

[0014] Die Erfindung soll es nun ermöglichen, dass die Dosierpumpe 1 für einen hohen Druck in der Einlassöffnung 3 geeignet ist. Ein hoher Druck in der Einlassöffnung 3 bedeutet, dass die Membran 9 gegen das Zentrum der Dosierpumpe 1 gedrückt wird. Um eine zu starke Dehnung der Membran 9 zu verhindern, wird die Bewegung der Membran 9 begrenzt durch eine Stützlamelle 10, die im Gehäuse 2 befestigt ist. Die dargestellte Stützlamelle 10 befindet sich unter der hier gezeigten Schnittebene der Rollen 8. Um dies zu verdeutlichen, ist die äussere Kontur der Stützlamelle 10 unter den Rollen 8 mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet.

[0015] Da sowohl die Membran 9 als auch die Stützlamelle 10 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, bewegt sich die Membran 9 nicht relativ zur Oberflächenkontur der Stützlamelle 10. so dass die Membran 9 sich nicht an der Stützlamelle 10 reibt. Reibung tritt auch zwischen den Rollen 8 und der Membran 9 nicht auf, denn wenn sich der Rollenträger 7 in der angegebenen Drehrichtung bewegt, drehen sich die Rollen 8 ebenfalls, so dass die Rollen 8 auf der Oberfläche der Membran 9 abrollen.

[0016] Beim in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind fünf Rollen 8 vorhanden und im unteren Teil der Figur wiederholt sich die Anordnung von Einlassöffnung 3, Auslassöffnung 4 und Verbindungskanal 5, so dass also zwei gleichartige Förderwege parallel vorhanden sind.

[0017] Es ist also ersichtlich, dass es in vorteilhafter Weise zusätzlich zur Einlassöffnung 3 eine weitere Einlassöffnung 3 ́ gibt, zusätzlich zur Auslassöffnung 4 eine weitere Auslassöffnung 4 ́ und entsprechend auch einen weiteren Verbindungskanal 5 ́. Die erfindungsgemässe Dosierpumpe 1 weist also vorteilhaft zwei Förderzweige auf, in denen zwei verschiedene Produkte förderbar sind. Dies ermöglicht es beispielsweise, zwei Komponenten eines Zwei-Komponenten-Klebers zu fördern.

[0018] In der Fig. 1 sind auch Distanzstücke 11 gezeigt, deren funktionelle Bedeutung später anhand der Fig. 2und 3 beschrieben wird. In der Fig. 1 ist mit II-II eine erste Schnittebene eingezeichnet, die in der Fig. 2 gezeigt ist, und mit III - III eine weitere Schnittebene, die in der Fig. 3 gezeigt ist.

[0019] Verbindungskanal 5 und Verbindungskanal 5 ́ können gleich dimensioniert sein. Dann sind die Fördermengen der beiden förderbaren Produkte gleich gross. Das ist dann zweckmässig, wenn die beiden Komponenten des erwähnten Klebers im Verhältnis 1 zu 1 gemischt werden müssen. Ist das erforderliche Mischungsverhältnis anders als 1:1, so ist es möglich, die beiden Verbindungskanäle 5 und 5 ́ in ihrer Breite unterschiedlich zu dimensionieren.

[0020] In der Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Motorwelle 6 gezeigt, und zwar in der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene II-II. Erkennbar ist hier, dass die Membran 9 aus mehreren Schichten besteht, was noch gezeigt werden wird. Im Schnitt dargestellt ist auch eine der Rollen 8. Hier zeigt sich nun ein besonders wichtiges erfindungsgemässes Merkmal der Rollen 8. Die Rollen 8 haben zwar eine fassförmige Aussenkontur analog US-A-910 125. jedoch sind mehrere Schlitze 12 eingestochen, so dass die Rollen 8 einzelne Stege 13 aufweisen. Die umhüllende Aussenkontur dieser Stege 13 ist dabei fassförmig.

[0021] Die Schlitze 12 haben die Aufgabe, die Stützlamellen 10 aufzunehmen. Hier sieht man nun, dass mehrere solcher Stützlamellen 10 parallel liegen, was aus der Fig. 1nicht zu erkennen ist. Durch diese Stützlamellen 10 wird verhindert, dass durch einen hohen Druck im Verbindungskanal 5 (Fig. 1) die Membran 9 stark gedehnt wird. Die Membran 9 liegt hier aber auf den Stegen 13 auf, so dass in dieser Position der Rolle 8 die Stützlamellen 10 nicht zur Wirkung kommen. In der Fig. 2 ist oben ein Teil des Gehäuses 2 (Fig. 1) sichtbar, nämlich eine Gehäuseschale 14, in der Verbindungskanal 5 (Fig. 1) angeordnet ist. Weil nun in diesem Schnitt die Membran 9 durch die Stege 13 der Rolle 8 in diesen Verbindungskanal 5 hineingedrückt wird, ist der Verbindungskanal 5 hier nicht sichtbar.

[0022] Dir Fig. 2 zeigt weiter zwei Kugellager 15, durch die die Drehbarkeit des Rollenträgers 7 in einem weiteren Gehäuseteil 16 gewährleistet ist. Dieses Gehäuseteil 16 bildet zusammen mit der Gehäuseschale 14 das Gehäuse 2.

[0023] In der Fig. 3 ist ein Schnitt in der Ebene III - III (Fig. 1) gezeigt. Hier ist die Membran 9 nicht durch die Rolle 8 (Fig. 1) beeinflusst, denn die Rolle 8 ist hier gar nicht sichtbar. Die Membran 9 liegt hier auf den Stützlamellen 10 auf. Zwischen den Stützlamellen 10 befinden sich die schon in der Fig. 1 gezeigten Distanzstücke 11, die an einem Distanzstückträger 17 angeformt sind. Der Distanzstückträger 17 ist mit dem Rollenträger 7 verbunden, dreht sich also mit dem Rollenträger 7 mit. Weil die Distanzstücke 11 nicht an der Membran 9 aufliegen, entsteht keine Reibung zwischen Distanzstücken 11 und Membran 9. Die Distanzstücke 11 haben die Aufgabe, ein seitliches Ausweichen der Stützlamellen 10 zu verhindern. Weil die Stützlamellen 10 mit dem Gehäuse 2 verbunden sind, die Distanzstücke 11 und der Distanzstückträger 17 jedoch mit dem sich drehenden Rollenträger 7, entsteht Reibung zwischen den Stützlamellen 10 und den Distanzstücken 11. Diese Reibung ist aber minimal, weil die Breite der Distanzstücke 11 kleiner ist als der Abstand zwischen zwei Stützlamellen 10. Vorteilhaft ist es gleichwohl, den Distanzstückträger 17 mit den Distanzstücken 11 aus einem Kunststoff mit sehr kleinem Reibungskoeffizienten herzustellen.

[0024] In der Fig. 4 ist ein vorteilhafter Aufbau einer Membran 9 gezeigt. Die Membran 9 besteht aus einer Trägertasche 20, drei geschlitzten Stützmembranen 21, die in die Trägertasche 20 einlegbar sind, und einer Deckmembran 22. Die Deckmembran 22 ist jeweils dem Verbindungskanal 5 (Fig. 1) zugewandt, die Trägertasche 20 den Stützlamellen 10 und den Rollen 8. Die Deckmembran 22 besteht aus einem elastischen Kunststoff, ebenso die Trägertasche 20. Die Stützmembranen 21 hingegen bestehen aus einem deutliche steiferen Kunststoff. Die Verformbarkeit der Stützmembranen 21 wird erreicht durch V-förmige Durchbrüche 23. Somit besteht jede der Stützmembranen 21 aus einem durchgehenden Rand 24 und V-förmigen Stegen 25. Die drei Stützmembranen 21 sind so angeordnet, dass die V-förmigen Stege 25 unterschiedliche Orientierung haben. Bei der obersten und der untersten Stützmembran 21 sind die Spitzen der V-förmigen Stege 25 nach rechts ausgerichtet, bei der mittleren Stützmembran 21 nach links.

Claims (5)

1. Dosierpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), mit auf einem drehbaren Rollenträger (7) und daran drehbar befestigten Rollen (8) mit fassförmiger Gestalt, die auf eine Membran (9) in der Art einwirken, dass durch die Rollen (8) die Membran (9) gegen die Wand eines Verbindungskanals (5) drückbar ist, wodurch ein zu förderndes Produkt von einer Einlassöffnung (3) zu einer Auslassöffnung (4) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass in die Rollen (8) Schlitze (12) eingestochen sind, so dass die Rollen (8) Stege (13) aufweisen, wobei die umhüllende Aussenkontur dieser Stege (13) fassförmig ist, und - dass in den Schlitzen (12) mit dem Gehäuse (2) verbundene Stützlamellen (10) angeordnet sind.

2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (9) besteht aus einer Trägertasche (20), mindestens einer geschlitzten Stützmembran (21) und einer Deckmembran (22).

3. Dosierpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu Verbindungskanal (5), Einlassöffnung (3) und Auslassöffnung (4), die einen ersten Förderzweig bilden, ein weiterer Verbindungskanal (5 ́), eine weitere Einlassöffnung (3 ́) und eine weitere Auslassöffnung (4 ́) vorhanden sind, die einen zweiten Förderzweig bilden.

4. Dosierpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Förderwege gleich dimensioniert sind.

5. Dosierpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Förderwege unterschiedlich dimensioniert sind.