DE10133349A1 - Membrane pump used in printing machines comprises two double-membrane pumps each having a housing with pump chamber flanges and a traverse lying in between which are crossed over in each other - Google Patents
Membrane pump used in printing machines comprises two double-membrane pumps each having a housing with pump chamber flanges and a traverse lying in between which are crossed over in each otherInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe für den Einsatz in Druckereien, insbesondere bei Flexodruckmaschinen zur Förderung von Farben, Lacken, Lösungs-, und Reinigungsmitteln. The invention relates to a diaphragm pump for use in printing plants, especially in the case of flexographic printing machines for conveying paints, varnishes, solutions, and detergents.
Für diese Aufgaben werden in der Praxis häufig mit Druckluft angetriebene, doppelt wirkende Membranpumpen eingesetzt. In der DE 32 06 242 ist so eine Pumpe beschrieben. Eine zentrisch in einem Gehäuse gelagerte Stange ist an den freien Enden mit je einer Membrane, welche jeweils in einem Gehäuse eingespannt ist und dieses in zwei Räume teilt, verbunden. Die äußeren Räume sind mit einem Saugstutzen einerseits und einen Druckstutzen andererseits über Rückschlagventile miteinander verbunden. Des weiteren ist eine Einrichtung vorgesehen, welche die inneren Membranräume wechselseitig mit einem Arbeitsmedium, vornehmlich Druckluft, beaufschlägt. Dies führt zu einem Verschieben der über die Stange miteinander verbundenen Membranen. Auf der mit Druckluft beaufschlagten Seite wird das Fördermedium verdrängt und auf der anderen Seite angesaugt. Die Rückschlagventile verhindern dabei ein Zurückfließen des Fördermediums. In practice, compressed air is often used for these two tasks acting diaphragm pumps used. Such a pump is in DE 32 06 242 described. A rod mounted centrally in a housing is attached to the free one Each end with a membrane, which is clamped in a housing and divides it into two rooms, connected. The outer rooms are with one Suction nozzle on the one hand and a pressure nozzle on the other hand via check valves connected with each other. Furthermore, a device is provided which inner membrane spaces alternately with a working medium, primarily Compressed air. This leads to a shifting over the bar interconnected membranes. On the side exposed to compressed air the pumped medium displaced and sucked in on the other side. The Check valves prevent the fluid from flowing back.
Derartige Pumpen haben etliche Vorteile. Sie sind einfach aufgebaut, selbstansaugend, trockenlaufsicher, besitzen keine Wellendichtung, können ohne Sicherheitseinrichtungen gegen geschlossene Schieber fördern und sind bei scherempfindlichen Medien wie Lacken einsetzbar. Damit sind diese Pumpen, bezogen auf ihr Wirkprinzip in idealer Weise für den oben genannten Einsatz geeignet. Such pumps have a number of advantages. They’re just structured, self-priming, safe to run dry, have no shaft seal, can without Promote safety devices against closed sliders and are at shear sensitive media such as paints can be used. So these pumps are covered on their principle of action ideally suited for the use mentioned above.
Nachteilig bei den Pumpen sind die hohen Energiekosten für die Erzeugung der Druckluft, das unsichere Betriebsverhalten aufgrund der oft sehr störanfälligen Einrichtung zur Steuerung der Druckluft, und die Pulsation der Pumpe. Die Problematik der Steuereinrichtung ist in den Schriften DE 696 09 876 und DE 197 38 779 sehr umfassend beschrieben. Die am Markt bekannten Lösungen konnten das Problem bis heute noch nicht zufriedenstellend lösen. Ein Ausfall oder Blockieren einer Pumpe bei der Förderung der Druckfarben an einer Druckmaschine verursacht erhebliche Kosten, da derartige Maschinen ein Investitionsvolumen von bis zu 10 Mio. DM aufweisen. A disadvantage of the pumps is the high energy costs for generating the Compressed air, the unsafe operating behavior due to the often very susceptible to faults Device for controlling the compressed air, and the pulsation of the pump. The problem the control device in the documents DE 696 09 876 and DE 197 38 779 is very extensively described. The solutions known on the market were able to solve the problem not solved satisfactorily today. A failure or blockage of a pump the promotion of printing inks on a printing press causes considerable costs, because such machines have an investment volume of up to DM 10 million.
Eine nicht gleichförmig arbeitende Steuereinrichtung führt ebenfalls zu einer ungleichmäßigen Förderung der Druckfarbe, welche Qualitätsschwankungen bei dem Druckerzeugnis hervorrufen kann. Bei einer pulsierenden Zuführung der Druckfarbe ergeben sich ebenfalls Qualitätsschwankungen. In EP 0 970 810 ist ein Farbtransportsystem einer Druckmaschinen beschrieben. Die dabei eingesetzen Membranpumpen sind um einen Pulsationdämpfer und eine Regeleinrichtung für die Einspeisung der Druckluft ergänzt. Neben dem hohen Aufwand für die Regelung, stellt der Pulsationsdämpfer ein zusätzlich zu reinigendes Element dar. A control device that does not operate uniformly also leads to a uneven promotion of the printing ink, which quality fluctuations in the Can produce printed matter. When the ink is pulsating there are also quality fluctuations. In EP 0 970 810 there is a Ink transport system of a printing press described. The used here Diaphragm pumps are around a pulsation damper and a control device for the Compressed air feed supplemented. In addition to the high expenditure for the regulation, poses the pulsation damper is an additional element to be cleaned.
In der DE 44 43 778 wird eine Doppelmembranpumpe beschrieben, bei der der Antrieb über einen Elektromotor und ein spezielles Getriebe erfolgt. Das Getriebe besteht im wesentlichen aus einem Kurbelzapfen und einem in einem Führungsrahmen gelagerten Kulissenstein, der auf dem Kurbelzapfen gelagert ist. An dem Führungsrahmen sind an zwei gegenüberliegenden Seiten Wellenenden befestigt, welche wiederrum mit den Membranen verbunden sind und im Gehäuse der Pumpe geführt werden. Die Einrichtung besitzt ein geschlossenes, mit Öl gefülltes Getriebegehäuse und ist entsprechend aufwendig. Die Pulsation bei dieser Art des Antriebes ist ebenfalls sehr hoch. DE 44 43 778 describes a double diaphragm pump in which the drive via an electric motor and a special gear. The gear consists in essentially from a crank pin and one mounted in a guide frame Sliding block, which is mounted on the crank pin. The lead frame is on two opposite sides of the shaft ends attached, which in turn with the Membranes are connected and guided in the pump housing. The Device has a closed, oil-filled gear housing and is accordingly expensive. The pulsation with this type of drive is also very high high.
Weiterhin ist aus DE 30 42 328 eine Pumpe bekannt, bei der vier Membrankammern um ein Zentrum herum gleichförmig angeordnet sind. Die gegenüberliegenden Membranen sind jeweils über eine Stange miteinander verbunden. Die Stangen sind ihrerseits über eine Exzentereinrichtung so verbunden, daß in jeder Stellung eine definierte Lage zueinander gegeben ist. Die vorgeschlagene Drehschiebereinrichtung zur Beaufschlagung der Pumpe mit dem Arbeitsmedium Druckluft verursacht in der Praxis große Probleme bei der Abdichtung. Alle vier Pumpenkammern sind in einem Gehäuse angeordnet und fest miteinander verbunden. Furthermore, a pump is known from DE 30 42 328, in which four membrane chambers are uniformly arranged around a center. The opposite Membranes are connected to each other via a rod. The poles are in turn connected via an eccentric device so that in each position defined position to each other is given. The proposed rotary slide device to act upon the pump with the working medium compressed air caused in the Practice big problems with sealing. All four pump chambers are in one Housing arranged and firmly connected.
Die in DE 20 01 8132 beschriebene Lösung für die Förderung der Druckfarbe ist nur bei bestimmten Flexodruckmaschinen mit offenen Rakelsystemen und bei bestimmten Druckfarben einsetzbar. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß zur Förderung der Druckfarbe zur Maschine nur eine Pumpenkammer wirkt und damit nur während 50% der Zeit eine Förderung statt findet. Ein noch größerer Nachteil besteht darin, daß die Rückfördermenge, um ein Überlaufen der Farbwanne oder des Auffangbehältnisses an der Maschine zu vermeiden, größer ist, als die Menge die zur Maschine gefördert wird und damit immer eine bestimmte Menge Luft mit gesaugt wird. Bei bestimmten Wasser basierten Druckfarben kann dies zu einer erheblichen Schaumbildung führen. Darüber hinaus kann die Farbe im Bereich der Absaugöffnung aufgrund des ständigen Lufteintrags eintrocknen und die Absaugöffnung verengen, welches dann wieder zu einer Überfüllung führen kann. The solution described in DE 20 01 8132 for the promotion of the printing ink is only with certain flexographic printing machines with open doctor blade systems and with certain Printing inks can be used. The disadvantage of this solution is that to promote the Printing ink to the machine only one pump chamber works and therefore only for 50% funding takes place at the time. An even greater disadvantage is that the Return flow rate to prevent the ink tray or collecting container from overflowing to avoid the machine is greater than the amount that is conveyed to the machine and so that a certain amount of air is always sucked in. With certain water based printing inks this can lead to considerable foaming. About that In addition, the color in the area of the suction opening due to the constant Dry the air intake and narrow the suction opening, which then closes again can lead to overcrowding.
Alle bekannten Pumpenlösungen sind bei den oben genannten Einsatz immer nur bedingt anwendbar und keineswegs bei allen Aufgaben einsetzbar. Damit ergibt sich für die Druckerei und den Druckmaschinenhersteller die Notwendigkeit, verschiedene Pumpen einzusetzen, die darüber hinaus häufig noch um weitere Komponenten ergänzt werden müssen. Dies verursacht erhöhte Betriebs- und Verwaltungskosten. Ausgehend von diesen Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Membranpumpe zu schaffen, die bei allen Förderaufgaben in Druckereien insbesondere bei Flexodruckmaschinen eingesetzt werden kann, einfach und modular aufgebaut ist, betriebssicher und wirtschaftlich arbeitet, mit einem Motor, vornehmlich einem Elektromotor, oder mittels Druckluft angetrieben werden kann und keinen Pulsationsdämpfer erfordert. All known pump solutions are only ever for the use mentioned above Conditionally applicable and in no way usable for all tasks. This results in for the printing house and the printing press manufacturer the need for different To use pumps that also often have other components need to be added. This causes increased operating and administrative costs. Based on these problems, the invention has for its object a To create a diaphragm pump for all conveying tasks in printing plants can be used especially in flexographic printing machines, simple and modular is built, works reliably and economically, with one engine, mainly an electric motor, or can be driven by compressed air and none Pulsation damper required.
Die Höhe der Anforderung hinsichtlich gleichmäßiger Förderung, Fördermenge, Förderdruck, Regelbarkeit der Pumpe, Standzeit der Pumpe und der Antriebsart der Pumpe ist dabei abhängig von dem jeweiligen Druckmaschinentyp, der Art der zu fördernden Druckfarbe und den Einsatzbedingungen der Druckmaschine. Neben der Förderung der Druckfarbe, werden Pumpen für die Versorgung der Druckmaschinen und Anlagen mit Löse- und Reinigungsmitteln eingesetzt. The amount of the requirement regarding even funding, amount of funding, Delivery pressure, controllability of the pump, service life of the pump and the type of drive The pump depends on the type of press, the type of pump promoting printing ink and the operating conditions of the printing press. In addition to the Promotion of printing ink, pumps are used to supply the printing press and systems with solvents and cleaning agents.
Die erfindungsgemäße Membranpumpe ist aus zwei Doppelmembranpumpen aufgebaut und besitzt vier Pumpenkammern. Die Membranpumpe besteht aus zwei Gehäusen in U-Form, die so ausgebildet sind, daß sie zu einem geschlossenen Gehäuse zusammengesetzt werden können. In jedem Gehäuse ist eine Stange gelagert an deren Enden jeweils eine Membrane befestigt ist, die am äußeren Rand im Gehäuse eingespannt ist. Die Stangen sind jeweils mit einem Gabelelement und über ein Pleul mit einer fliegend gelagerten Kurbelwelle verbunden. Die Lagerung kann mit Gleit- oder Wälzlagern erfolgen. Jedes U-Gehäuse stellt einen funktionsfähige einzelne Doppelmembranpumpe dar, die über die Kurbelwelle angetrieben wird. Im zusammengebautem Zustand der beiden U-Gehäuseformen kreuzen sind die Membranstangen, die beiden Kurbelwellen befinden sich auf einer Achse, wobei die Kurbelzapfen zueinander zeigen und mit einem elastischen Element drehfest miteinander verbunden sind. Die Verbindung der beiden Pumpen ist derart, daß der Aushub der vier Pumpenkammer in einem Versatz von ca. 90° erfolgt. Die Pulsation läßt sich damit gegenüber Doppelmembranpumpen erheblich reduzieren. The diaphragm pump according to the invention consists of two double diaphragm pumps constructed and has four pump chambers. The diaphragm pump consists of two U-shaped housings that are designed to form a closed Housing can be assembled. There is a rod in each housing stored at the ends of each membrane is attached to the outer edge in Housing is clamped. The rods are each with a fork element and over a connecting rod is connected to a floating crankshaft. Storage can be done with Plain or roller bearings. Each U housing provides a functional one single double diaphragm pump, which is driven by the crankshaft. in the assembled state of the two U-housing shapes are the cross Membrane rods, the two crankshafts are on one axis, the Crank pins point towards each other and non-rotatable with an elastic element are interconnected. The connection of the two pumps is such that the The four pump chambers are excavated at an offset of approx. 90 °. The pulsation can be significantly reduced compared to double diaphragm pumps.
Auf dem Wellenende der Kurbelwelle kann alternativ eine Kurvenscheibe drehfest angebracht werden. Zwei 4/2, 5/2 oder 5/3 Wege-Ventile die von der Kurvenscheibe betätigt werden, beaufschlagen die zum Fördermedium abgewandte Seite der Membranen mit Druckluft. Gegenüber den bekannten Lösungen hat diese Erfindung den Vorteil, daß in der Industrie erprobte Ventile eingesetzt werden können und der Schaltzeitpunkt und der Schaltweg, bezogen auf die Stellung der Membranstange, exakt und reproduzierbar festgelegt werden kann. Ein Blockieren der Pumpe, oder ein ungleichmäßiger Lauf ist mit dieser Erfindung ausgeschlossen. Alternatively, a cam disc can be rotatably fixed on the shaft end of the crankshaft be attached. Two 4/2, 5/2 or 5/3 way valves from the cam are actuated, act on the side facing away from the pumped medium Membranes with compressed air. Compared to the known solutions, this invention has the advantage that tried and tested valves can be used in industry and the Switching time and switching path, based on the position of the membrane rod, can be set precisely and reproducibly. A blockage of the pump, or one uneven running is excluded with this invention.
Mit dieser Erfindung ist eine Membranpumpe geschaffen, die bei allen Förderaufgaben bei Flexodruckmaschinen eingesetzt werden kann, keinen Plusationsdämpfer erfordert, die Fördermedien produktionsgerecht fördert eine hohe Produktionssicherheit aufweist und wahlweise mit einem mechanischen oder einem pneumatischen Antrieb ausgestattet werden kann. With this invention, a diaphragm pump is created, which is used for all conveying tasks can be used with flexographic printing presses, does not require a plus damper, the production media promotes high production security and optionally with a mechanical or a pneumatic drive can be equipped.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von vier Seiten Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail below on the basis of four pages of drawings.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Membranpumpe nach der Erfindung; Fig. 1 shows a side view of the diaphragm pump according to the invention;
Fig. 2 zeigt die Draufsicht von Fig. 1; Fig. 2 shows the top view of Fig. 1;
Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer Pumpenhälfte; Fig. 3 shows the side view of a pump half;
Fig. 4 zeigt die Draufsicht von Fig. 4; Fig. 4 shows the top view of Fig. 4;
Fig. 5 zeigt den Kurbeltrieb und die Druckluftsteuerung; Fig. 5 shows the crank mechanism and the compressed air control;
Fig. 6 zeigt die Draufsicht der Druckluftsteuerung. Fig. 6 shows the top view of the compressed air control.
In der nachfolgenden Beschreibung sind Positionsnummern mit den Indizes a und b versehen. Die Unterscheidung zwischen a und b bei gleichen Positionsnummern besagt, daß die Teile identisch sind aber den jeweiligen Pumpenhälften a oder b zugeordnet sind. In the description below, position numbers with indices a and b are Mistake. The distinction between a and b with the same item numbers states that the parts are identical but the respective pump halves a or b assigned.
Die Pumpe ist nach Fig. 1 aus den Gehäusen 1a und 1b, welche an den Punkten 20 miteinander lösbar verbunden sind, aufgebaut. Die Gehäuse 1a und 1b sind als zwei unabhängig voneinander funktionsfähige Doppelmembranpumpen aufgebaut und werden über die Kurbelwellen 10 und 15, welche vorzugsweise mit Wälzlagern in den jeweiligen Gehäusen gelagert sind, über das Kupplungselement 14 drehfest miteinander verbunden. In jedem Gehäuse 1a und 1b befinden sich die Bohrungen 27 und 28. In Gehäuse 1a ist die Kurbelwelle 10 in Bohrung 27 gelagert und in dem zweiten Gehäuse 1b ist die Kurbelwelle 15 in Bohrung 28 gelagert. Beide Bohrung 27 und 28 sind so angeordnet, daß im zusammengebauten Zustand der Gehäuse die Achsen der beiden Kurbelwellen fluchten. The pump is constructed according to FIG. 1 from the housings 1 a and 1 b, which are detachably connected at points 20 . The housings 1 a and 1 b are constructed as two double diaphragm pumps that function independently of one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner via the coupling element 14 via the crankshafts 10 and 15 , which are preferably mounted with roller bearings in the respective housings. The bores 27 and 28 are located in each housing 1 a and 1 b. In the housing 1 a, the crankshaft 10 is mounted in bore 27 and in the second housing 1 b, the crankshaft 15 is mounted in bore 28 . Both holes 27 and 28 are arranged so that the axes of the two crankshafts are aligned when the housing is assembled.
In den Gehäusen 1a und 1b sind die Stangen 2a und 2b gelagert, an deren freien Enden auf jeder Seite die Membranen 3a und 3b in den Membrantellern 5a und 5b fest mit der Stange verbunden sind. Auf den Stangen 2a und 2b sind die Gabelelemente 8a und 8b befestigt, welche über die Bolzen 7a und 7b und die Pleul 9a und 9b mit den Kurbelwellen 10 und 15 verbunden sind. Die Lagerung der Teile kann sowohl in Gleitlagern als auch in Wälzlagern erfolgen. In the housings 1 a and 1 b, the rods 2 a and 2 b are mounted, at the free ends of which the membranes 3 a and 3 b in the membrane plates 5 a and 5 b are firmly connected to the rod on each side. On the rods 2 a and 2 b, the fork elements 8 a and 8 b are fastened, which are connected to the crankshafts 10 and 15 via the bolts 7 a and 7 b and the connecting rods 9 a and 9 b. The parts can be stored in plain bearings as well as in roller bearings.
Die Membranen sind mit einer Wulst im Gehäuse zentriert und werden mit den Pumpendeckeln 4a und 4b fest eingespannt. Damit bilden sich die Kammern 23a, b und 24a, b sowie 25a, b und 26a, b. Die Pumpendeckel 4a und 4b sind mit je zwei Kugelventilen, bestehen aus den Teilen 11, 12, und 13 ausgestattet und über die beiden Sammelleitungen 19 auf der Saug- und Druckseite miteinander verbunden. The membranes are centered with a bead in the housing and are firmly clamped with the pump covers 4 a and 4 b. The chambers 23 a, b and 24 a, b and 25 a, b and 26 a, b are thus formed. The pump covers 4 a and 4 b are each equipped with two ball valves, consist of parts 11 , 12 , and 13 and are connected to one another via the two manifolds 19 on the suction and pressure sides.
Der Antrieb der Pumpe kann mit einen Motor, vorzugsweise ein Elektromotor mit Getriebe über eine Kupplung über das Wellenende der Kurbelwelle 10 erfolgen. The pump can be driven by a motor, preferably an electric motor with a transmission, via a clutch via the shaft end of the crankshaft 10 .
Bei einem pneumatischen Antrieb der Pumpe ist auf dem Wellenende der Kurbelwelle 10 eine Kurvenscheibe befestigt, Fig. 5 und 6. Mit dieser Kurvenscheibe werden die Ventile 17a, b über die Rollenstößel 18a, b geschaltet. Die Ventile sind mit den Kammern 24a, b und 26a, b verbunden. Die Umschaltung der Ventile erfolgt über die Kurve wenn sich die Membranen in ihren Umkehrlagen befinden. Der genaue Schaltpunkt kann dabei genau in den Umkehrlagen oder kurz vor oder kurz nach dem Erreichen der Umkehrlagen sein. In the case of a pneumatic drive of the pump, a cam disk is attached to the shaft end of the crankshaft 10 , FIGS. 5 and 6. With this cam disk, the valves 17 a, b are switched via the roller tappets 18 a, b. The valves are connected to the chambers 24 a, b and 26 a, b. The valves are switched over the curve when the diaphragms are in their reverse positions. The exact switching point can be exactly in the reversal positions or shortly before or shortly after reaching the reversal positions.
Claims (9)
wobei die Membrane (3a; 3b) jeder Doppelmembranpumpe (1a; 1b) über eine axial verschiebbar gelagerte Stange (2a; 2b) miteinander verbunden und gleichzeitig betätigbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse der Doppelmembranpumpen (1a; 1b) jeweils zwei Pumpenkammerflansche (1a.1, 1a.2; 1b.1, 1b.2) und eine dazwischen liegenden Quertraverse (1a.3) aufweisen und so ineinander verschränkt zusammengesetzt sind, dass die Quertraversen (1a.3; 1b.3) sich beabstandet gegenüber liegen und die Pumpenkammerflansche (1a.1, 1a.2; 1b.1, 1b.2) jeweils um 90° zueinander versetzt sind. 1. diaphragm pump, consisting of two double diaphragm pumps ( 1 a; 1 b), each of which a pair of oppositely arranged pump chambers with at least one working chamber ( 23 a, 25 a; 23 b, 25 b) and one control chamber ( 24 a, 26 a; 24 b; 26 b) which are separated from one another by a membrane ( 3 a; 3 b),
the diaphragm ( 3 a; 3 b) of each double diaphragm pump ( 1 a; 1 b) being connected to one another via an axially displaceably mounted rod ( 2 a; 2 b) and being operable at the same time,
characterized in that the housing of the double diaphragm pumps ( 1 a; 1 b) each have two pump chamber flanges ( 1 a. 1 , 1 a. 2 ; 1 b. 1 , 1 b. 2 ) and an intermediate cross-beam ( 1 a. 3 ) have and so interlocked that the crossbeams ( 1 a. 3 ; 1 b. 3 ) are spaced apart and the pump chamber flanges ( 1 a. 1 , 1 a. 2 ; 1 b. 1 , 1 b. 2 ) are each offset by 90 ° to each other.
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