DE102005052623B4 - compressor - Google Patents

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Abstract

Diese Erfindung betrifft einen Kompressor (1) mit einem Gehäuse (3, 19, 96, 97; 103; 203), das eine Gehäuseachse (4) und einer Gehäuseinnenwand (3; 203; 303) aufweist. Der Kompressor umfasst ferner eine Mambran (7; 207), einen Rollenhalter (5, 95; 105; 208; 308, 319, 381, 382, 383, 384, 385, 386), der so gelagert ist, dass er um die Gehäuseachse (4) drehbar ist und eine Rolle (61, 71, 81; 271, 272, 273, 274, 275, 276; 371, 372, 373, 374, 375, 376) mit einer Rollenachse (62, 72, 82), die vom Rollenhalter gegen die Membran gedrückt wird, wobei die Rollenachse nicht mit der Gehäuseachse (4) zusammenfällt, wobei die Rolle die Membran (7; 207) gegen die Gehäuseinnenwand drückt. Die Membran ist an einer ersten Anzahl von Stegen (16, 26, 36, 46, 56; 216, 226, 236, 246, 256, 266) fluiddicht an der Gehäuseinnenwand (3; 203; 303) befestigt, wobei die Stege in einer Ebene senkrecht zur Gehäuseachse auf einem Kreis liegen und ein gleichseitiges Polygon bilden.This invention relates to a compressor (1) with a housing (3, 19, 96, 97; 103; 203) which has a housing axis (4) and a housing inner wall (3; 203; 303). The compressor further comprises a Mambran (7; 207), a roller holder (5, 95; 105; 208; 308, 319, 381, 382, 383, 384, 385, 386), which is mounted so that it is around the housing axis (4) is rotatable and has a roller (61, 71, 81; 271, 272, 273, 274, 275, 276; 371, 372, 373, 374, 375, 376) with a roller axis (62, 72, 82), which is pressed by the roller holder against the membrane, the roller axis not coinciding with the housing axis (4), the roller pressing the membrane (7; 207) against the inner wall of the housing. The membrane is attached to a first number of webs (16, 26, 36, 46, 56; 216, 226, 236, 246, 256, 266) in a fluid-tight manner on the housing inner wall (3; 203; 303), the webs in a Plane perpendicular to the housing axis lie on a circle and form an equilateral polygon.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet von Kompressoren, insbesondere Membranpumpen, Peristaltikpumpen und Schlauchpumpen. The This invention relates to the technical field of compressors, in particular diaphragm pumps, peristaltic pumps and peristaltic pumps.

Ein gattungsgemäßer kompressor ist aus der FR 1.330.187 A , insbesondere 3 und dem entsprechenden Teil der Beschreibung, bekannt.A generic compressor is from the FR 1.330.187 A , especially 3 and the corresponding part of the description.

Unter anderem sind Drehschieberpumpen bekannt. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang die US 4,514,153 A zitiert. Diese Drehschieberpumpe weist insgesamt drei Kammern auf. In jeder Kammer sind drei um 120° bezüglich einer Drehachse versetzt angeordnete Schieber vorgesehen. Die ersten beiden Kammern haben einen gemeinsamen Ein- und Auslass, wobei die Schieber der ersten Kammer um 60° bezüglich der Drehachse gegenüber den Schiebern der zweiten Kammer versetzt angeordnet sind. Ein exzentrisch gegenüber der Drehachse der Schieber angeordneter Rotor dreht sich im Betrieb mit den Schiebern und bildet die innere Begrenzung einer Pumpkammer. Die äußere Begrenzung der Pumpkammer wird vom Pumpengehäuse gebildet. Der Rotor weist für jeden Schieber eine schlitzförmige Öffnung mit einem Führungskanal auf. Jeder Schieber wird durch zwei Dichtungsstreifen gegenüber dem Rotor gedichtet. Da der Rotor und die Schieber unterschiedliche Drehachsen aufweisen, ragt ein Schieber je nach Winkel unterschiedlich weit aus dem Rotor heraus. Die innere Wand des Pumpengehäuses ist mit Ausnahme der Bereiche beim Ein- und Auslass rotationssymmetrisch zur Drehachse der Schieber geformt, so dass die Schieber weitgehend dicht mit der inneren Wand des Pumpengehäuses abschließen.Among other things, rotary vane pumps are known. By way of example in this context is the US 4,514,153 A cited. This rotary vane pump has a total of three chambers. In each chamber, three staggered by 120 ° with respect to a rotational axis arranged slide are provided. The first two chambers have a common inlet and outlet, wherein the slides of the first chamber are arranged offset by 60 ° with respect to the axis of rotation relative to the slides of the second chamber. An eccentrically arranged with respect to the axis of rotation of the slide rotor rotates in operation with the sliders and forms the inner boundary of a pumping chamber. The outer boundary of the pumping chamber is formed by the pump housing. The rotor has a slot-shaped opening with a guide channel for each slide. Each slider is sealed by two sealing strips opposite the rotor. Since the rotor and the slide have different axes of rotation, depending on the angle, a slider projects out of the rotor to different extents. The inner wall of the pump housing is rotationally symmetrical with the exception of the areas of the inlet and outlet formed to the axis of rotation of the slide, so that the slide is largely sealed with the inner wall of the pump housing.

Die US 4,551,073 A beschreibt mehrere Ausführungsformen von Pumpen für flüssige und gasförmige Fluide, insbesondere Blut. Bei einer Ausführungsform ist das Innere eines Pumpengehäuses in Form eines 2-lappigen Trochoids gestaltet. Der Drehkolben ist 3-lappig. Innerhalb des Drehkolbens ist ein Motor untergebracht. Das Gehäuse des Motors ist drehbar gegenüber dem Drehkolben gelagert. Die Drehung der Motorachse wird über ein zweistufiges Planetengetriebe auf das Motorgehäuse übertragen, wobei die Achsen der Planetenräder im Drehkolben gelagert sind. Der Abtrieb erfolgt über ein am Motorgehäuse befestigtes Zahnrad, das in einen am Drehkolben befestigten Innenzahnring eingreift.The US 4,551,073 A describes several embodiments of pumps for liquid and gaseous fluids, in particular blood. In one embodiment, the interior of a pump housing is designed in the form of a 2-lobed trochoid. The rotary piston is 3-lobed. Within the rotary piston, a motor is housed. The housing of the motor is rotatably mounted relative to the rotary piston. The rotation of the motor shaft is transmitted via a two-stage planetary gear to the motor housing, wherein the axes of the planet gears are mounted in the rotary piston. The output takes place via a gearwheel attached to the motor housing, which engages in an inner ring gear attached to the rotary piston.

In der US 4,551,073 A eine weitere Ausführungsform beschrieben, in der das Pumpengehäuse 1-lappig ist und der Kolben 2 Kanten aufweist. Letztere Ausführungsform ist auch in der US 4,594,060 A beschrieben.In the US 4,551,073 A another embodiment described in which the pump housing is 1-lobed and the piston has 2 edges. The latter embodiment is also in the US 4,594,060 A described.

Die DE 29 09 228 A1 beschreibt eine Arbeitsmaschine zum Verdichten und Fördern von Fluiden aller Art. Die beschriebenen Ausführungsformen umfassen ein Gehäuse, in dem sich ein Kolben befindet, der als elastisch verformbarer Ring ausgebildet ist. Zwischen dem Kolben und dem Gehäuse entstehen Saugräume und Druckräume, die durch Trennenelemente wie Schwingflügel oder Trennschieber voneinander getrennt sind. Der Kolben wird beispielsweise von 3 sich im Kolben befindlichen Walzen verformt und an drei Stellen gegen die Gehäuseinnenwand gedrückt. Diese Walzen legen sich gegen ein frei drehbar gelagertes Stützglied an, das als dünnwandiges Rohr ausgeführt ist. Zusätzlich sind drei Stützrollen zwischen den Walzen vorgesehen, die eine unzulässige Durchbiegung des Kolben verhindern. Diese Stützrollen werden erst unter Last berührt.The DE 29 09 228 A1 describes a working machine for compressing and conveying fluids of all kinds. The described embodiments comprise a housing in which there is a piston, which is formed as an elastically deformable ring. Between the piston and the housing arise suction chambers and pressure chambers, which are separated by separating elements such as swing vanes or separating slide. The piston is deformed, for example, by 3 rollers located in the piston and pressed against the inside wall of the housing at three points. These rollers lie against a freely rotatably mounted support member, which is designed as a thin-walled tube. In addition, three support rollers are provided between the rollers, which prevent an inadmissible deflection of the piston. These support rollers are only touched under load.

Eine ähnliche Ausführungsform ist in der CH 25 072 A beschrieben. Bei diesem Wärmemotor wird ein Band durch drei Walzen von innen gegen einen Ring gedrückt. Das Band ist an zwei Stellen mit dem Ring durch je ein Klemmstück verbunden.A similar embodiment is in CH 25 072 A described. In this heat engine, a belt is pressed by three rollers from the inside against a ring. The band is connected in two places with the ring by a respective clamping piece.

Die CH 327 446 A beschreibt einem Pressluftmotor. In einem Gehäuse ist drehbar ein Hohlzylinder gelagert, der in seiner mittigen Längsbohrung ein drehbares Steuerglied trägt. Auf dem Hohlzylinder liegt ein Mantel aus nachgiebigem Kunststoff, der durch längsachsparallel gerichtete Rippen in drei gleiche Abschnitte unterteilt ist. Den einzelnen, je zwischen zwei Rippen liegenden Zellen sind Zuströmkanäle und Abströmkanäle zugeordnet, die mit Steuerdurchbrüchen des Steuergliedes zusammenwirken. In dem Gehäuse sind aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Hohlzylinders Stützflächen bildende Rollen leicht drehbar gelagert. Außerdem enthält das Gehäuse den Stützrollen zugeordnete Rollenpaare, die je ein endloses Band führen.The CH 327 446 A describes a compressed air motor. In a housing, a hollow cylinder is rotatably mounted, which carries in its central longitudinal bore a rotatable control member. On the hollow cylinder is a jacket made of flexible plastic, which is divided by längsachsparallel directed ribs in three equal sections. The individual, each lying between two ribs cells are associated with inflow and outflow channels, which cooperate with control breakthroughs of the control member. In the housing, supporting surfaces forming rollers are easily rotatably mounted on opposite sides of the hollow cylinder. In addition, the housing includes the support rollers associated pairs of rollers, each leading an endless belt.

Die GB 179,324 A beschreibt Gas- und Luftkompressoren oder Gebläse. In einem zylinderförmigen Gehäuse wird ein Gürtel durch zwei Rollen gegen die Innenwand des Gehäuses gedrückt. Der Gürtel bildet eine Schleife und ist an einer Stelle mit der Innenwand des Gehäuses verbunden. Ein Auslass ist mit einem Rückschlagventil versehen.The GB 179,324 A describes gas and air compressors or blowers. In a cylindrical housing, a belt is pressed by two rollers against the inner wall of the housing. The belt forms a loop and is connected at one point to the inner wall of the housing. An outlet is provided with a check valve.

Die FR 1.330.187 A beschreibt eine Pumpe bei der ein elastisches Band durch vier Rollen von ihnen gegen eine zylinderförmige Wand gedrückt wird. Stäbe befestigen das elastische Band an drei Stellen an der Wand.The FR 1.330.187 A describes a pump in which an elastic band is pressed by four rollers of them against a cylindrical wall. Rods attach the elastic band to the wall in three places.

Im Stand der Technik sind ferner verschiedenste Formen von Planetengetrieben bekannt. Der Mikro-AC-Servoantrieb mit Hohlwelle von Harmonic Drive gilt (oder galt) mit 6 mm Länge und ca. 2 mm Durchmesser als kleinster Positionierantrieb der Welt. Zur Untersetzung wird hier ein Planetengetriebe verwendet.In the prior art, a variety of forms of planetary gears are also known. The Harmonic Drive micro-AC servo drive with hollow shaft is (or was) considered to be the smallest positioning drive in the world with a length of 6 mm and a diameter of approx. 2 mm. For reduction, here is a planetary gear be used.

Die OECHSLER AG bietet unter der Marke WAVE DRIVE ein Untersetzungsgetriebe an. In einem verformbaren Stößelrad ist ein mit der Antriebswelle fest verbundener, ellipsenförmiger Antriebskern gelagert. Durch die Drehbewegung der Ellipse wird über das Stößelrad ein elastischer Zahnring laufend verformt und greift dabei in eine gehäusefeste Innenverzahnung. Zwischen Außen- und Innenverzahnung besteht eine Zähnezahldifferenz, die eine langsame Relativbewegung bewirkt.The OECHSLER AG offers a reduction gear under the brand WAVE DRIVE at. In a deformable ram is mounted with the drive shaft firmly connected, elliptical drive core. Due to the rotational movement of the ellipse, an elastic toothed ring is produced via the ram wheel continuously deformed and engages in a housing-fixed internal toothing. Between External and internal toothing exists a tooth number difference, which causes a slow relative movement.

In der Geometrie gibt es runde und elliptische Zylinder. Ihre Mantelfläche wird durch folgende Gleichung festgelegt: (ax)2 + (by)2 = d > 0 (1) In geometry there are round and elliptical cylinders. Its lateral surface is defined by the following equation: (Ax) 2 + (by) 2 = d> 0 (1)

Es handelt sich um einen runden Zylinder, wenn a = b, andernfalls um einen elliptischen Zylinder.It is a round cylinder if a = b, otherwise it is an elliptical cylinder.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen neuartigen Rollkolbenkompressor anzugeben, bei dem Schlupf zwischen Rollen und Membran vermieden wird.It It is an object of the invention to provide a novel rotary piston compressor to avoid slippage between the rollers and the diaphragm.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.These Task is solved by the teaching of claim 1.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.preferred embodiments The invention are the subject of the dependent claims.

Der Einsatz einer Vielzahl von voneinander getrennten Kammern ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gleichmäßige Förderung eines Fluids. Dabei können die Kammern zwischen einer Membran und einer Gehäuseinnenwand gebildet werden. Die Membran ist dabei mit der Gehäuseinnenwand an einem oberen und unteren inneren Rand sowie an Stegen fluiddicht verbunden.Of the Use of a plurality of separate chambers allows in advantageously a uniform promotion a fluid. It can the chambers are formed between a membrane and a housing inner wall. The membrane is in this case with the housing inner wall at an upper and lower inner edge and connected to webs fluid-tight.

Insbesondere wenn eine Rolle die Membran weitgehend dicht an die Gehäuseinnenwand drückt, sind nur bei den Auslässen der Kammern Ventile nötig. Dies verringert in vorteilhafter Weise die Teileanzahl.Especially if a roll, the membrane is largely close to the housing inner wall expresses are only at the outlets the chambers need valves. This advantageously reduces the number of parts.

Besonders einfach herzustellen sind runde Innenwände und runde, zylinderförmige Rollen.Especially Easy to make are round inner walls and round, cylindrical rollers.

Wenn die Anzahl der Kammern gleich zwei mal der Anzahl der Rollen minus eins ist, befindet sich jede Kammer in einer anderen Pumpphase, so dass die Förderung des Fluids optimal gleichmäßig erfolgt.If the number of chambers equal to two times the number of roles minus one is, each chamber is in a different pumping phase, so that the promotion the fluid is optimally uniform.

Zur Aufnahme von Radialkräften kann in vorteilhafter Weise ein runder Zylinder eingebaut werden, dessen Achse mit der Gehäuseachse zusammenfällt und auf dem die runden Rollen abrollen.to Absorption of radial forces can be installed advantageously a round cylinder, its axis with the housing axis coincides and on which roll the round rolls.

Um bei vorgegebenen Gehäuseabmessungen zu einem größeren Kammervolumen zu kommen, können Rollen eingesetzt werden, die die Form eines elliptischen Zylinders haben. Die Gehäuseinnenwand weist dann zwischen den Stegen entsprechende Ausbuchtungen auf, so dass die Rollen auf einem runden Sonnenrad abrollen können oder beim Drehen um die eigene Rollenachse die Membran gerade an die mit Ausbuchtungen versehene Gehäuseinnenwand drücken.Around at given housing dimensions to a larger chamber volume to come, can Rolls are used, which take the form of an elliptical cylinder to have. The housing inner wall then has corresponding bulges between the webs, so that the rollers can roll on a round sun gear or when turning around its own roller axis, the membrane straight to the with bulges provided housing inner wall to press.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:in the Below is a preferred embodiment of the invention below With reference to the accompanying drawings explained in more detail. Showing:

1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollkolbenmembranpumpe senkrecht zur Gehäuseachse; 1 a section through a first embodiment of a rolling piston diaphragm pump according to the invention perpendicular to the housing axis;

2 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rollkolbenmembranpumpe entlang der Gehäuseachse; 2 a section through the first embodiment of the rolling piston diaphragm pump according to the invention along the housing axis;

3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rollkolbenmembranpumpe senkrecht zur Gehäuseachse; 3 a section through a second embodiment of the invention Rollkolbenmembranpumpe perpendicular to the housing axis;

4 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rollkolbenmembranpumpe senkrecht zur Gehäuseachse; 4 a section through a third embodiment of the rolling piston diaphragm pump according to the invention perpendicular to the housing axis;

5 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rollkolbenmembranpumpe senkrecht zur Gehäuseachse; 5 a section through a fourth embodiment of the invention Rollkolbenmembranpumpe perpendicular to the housing axis;

Im folgenden werden gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen, und ähnliche Teile durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet. Die Begriffe Pumpe und Kompressor werden synonym verwendet.in the The following will denote the same parts by the same reference numerals, and the like Parts by similar Reference numeral. The terms pump and compressor are used used synonymously.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Rollkolbenmembranpumpe 1 in einem Schnitt senkrecht zu einer Gehäuseachse 4 eintlang der Linie II-II in 2. 2 zeigt einen Schnitt durch die Rollkolbenmembranpumpe 1 entlang der Linie I-I in 1. Die Rollkolbenmembranpumpe 1 umfasst ein Pumpengehäuse 2 mit einer runden, zylinderförmigen Innenwand 3, einer elastischen Membran 7, drei Rollkolben 61, 71, 81 sowie eine untere und eine obere Scheibe 5 bzw. 95. 1 shows a first embodiment of a rolling piston diaphragm pump 1 in a section perpendicular to a housing axis 4 along the line II-II in 2 , 2 shows a section through the rolling piston diaphragm pump 1 along the line II in 1 , The rolling piston diaphragm pump 1 includes a pump housing 2 with a round, cylindrical inner wall 3 , an elastic membrane 7 , three rolling-piston 61 . 71 . 81 and a lower and an upper disc 5 respectively. 95 ,

Die Achsen 62, 72, 82 der Rollkolben sind in je einem oberen Rollkolbenlager z. B. 73 und einem unteren Rollkolbenlager z. B. 74 beispielsweise in einem Kugellager drehbar gelagert. Der Abstand der Rollkolbenachsen 62, 72, 82 von der Innenwand 3 ist ein wenig kleiner als der Radius eines Rollkolbens plus der Membrandicke, so dass die Membran dort fluiddicht mit der Innenwand 3 abschließt, wo ein Rollkolben die Membran 7 gegen die Innenwand 3 drückt.The axes 62 . 72 . 82 the rolling piston are in each case an upper roller bearing z. B. 73 and a lower roller bearing z. B. 74 for example, rotatably mounted in a ball bearing. The distance between the rolling piston axles 62 . 72 . 82 from the inner wall 3 is a little smaller than the radius of a rolling piston plus the membrane thickness, so that the membrane there fluid-tight with the inner wall 3 completes where a rolling piston the membrane 7 against the inner wall 3 suppressed.

Die Innenwand 3 weist insgesamt fünf schlüssellochförmige Aussparungen 18, 28, 38, 48, 58 auf, in denen je einer von insgesamt fünf Stegen 16, 26, 36, 46, 56 befestigt ist. Ohne Verformung durch die Rollkolben würde die Membran 7 auf halber Höhe der Innenwand 3 etwa ein gleichseitiges Pentagon bilden. Die Innenwand 3 weist einen oberen und einen unteren Rand auf, die beide kreisförmig sind. Wie in 2 dargestellt ist, wird die Membran auf den oberen und unteren Rand gezogen und ist dort dicht mit der Innenwand 3 verbunden. Hierdurch bilden sich insgesamt fünf Kammern 11, 21, 31, 41 und 51.The inner wall 3 has a total of five keyhole-shaped recesses 18 . 28 . 38 . 48 . 58 in each of which one of a total of five bars 16 . 26 . 36 . 46 . 56 is attached. Without deformation by the rolling piston, the membrane would 7 halfway up the inner wall 3 form an equilateral pentagon. The inner wall 3 has an upper and a lower edge, both of which are circular. As in 2 is shown, the membrane is pulled on the upper and lower edge and is there with the inner wall 3 connected. This results in a total of five chambers 11 . 21 . 31 . 41 and 51 ,

Jede der Kammern 11, 21, 31, 41 und 51 weist einen Einlass 12, 22, 32, 42 bzw. 52 und einen Auslass 13, 23, 33, 43 bzw. 53 auf. Derzeit ist geplant, die einzelnen Kammern parallel zu schalten. Die Anzahl der Kammern und die Anzahl der Rollkolben wird teilerfremd gewählt, so dass sich jede Kammer in einer anderen Pumpphase befindet. Diese Maßnahmen tragen zu einem möglichst gleichförmigen Fluidfluss bei.Each of the chambers 11 . 21 . 31 . 41 and 51 has an inlet 12 . 22 . 32 . 42 respectively. 52 and an outlet 13 . 23 . 33 . 43 respectively. 53 on. Currently it is planned to switch the individual chambers in parallel. The number of chambers and the number of rolling piston is chosen to be strange, so that each chamber is in a different pumping phase. These measures contribute to the most uniform possible fluid flow.

Bei einer Parallelschaltung der Kammern ist es nur bei den Auslässen 13, 23, 33, 43 und 53 erforderlich, Ventile anzubringen. In 1 ist lediglich beispielhaft das Auslassventil 14 am Auslass 13 der Kammer 11 dargestellt. Das Auslassventil 14 umfasst eine Kugel 15 und eine Feder, die die Kugel gegen einen Ventilsitz drückt. Beispielhaft ist am Einlass 12 der Kammer 11 ein Einlassventil 17 mit einer klappbaren oder verformbaren Membran dargestellt, das auch an den Auslässen verwendet werden kann.In a parallel connection of the chambers, it is only at the outlets 13 . 23 . 33 . 43 and 53 required to install valves. In 1 is merely an example of the exhaust valve 14 at the outlet 13 the chamber 11 shown. The outlet valve 14 includes a ball 15 and a spring that presses the ball against a valve seat. Exemplary is at the inlet 12 the chamber 11 an inlet valve 17 with a hinged or deformable membrane that can also be used on the outlets.

Wie in 1 beispielhaft bei Einlass 12 und Auslass 13 dargestellt, kann die Innenwand 3 des Pumpengehäuses 2 bei den Einlässen und Auslässen angefast sein und/oder in eine Nut parallel zu den benachbarten Stegen 16 oder 26 in die Ein- und/oder Auslässe münden, um den Flusswiderstand bei den Ein- und Auslässen zu reduzieren.As in 1 by way of example at inlet 12 and outlet 13 shown, the inner wall can 3 of the pump housing 2 be chamfered at the inlets and outlets and / or in a groove parallel to the adjacent lands 16 or 26 into the inlets and / or outlets to reduce the flow resistance at the inlets and outlets.

Unter Berücksichtigung der Abmessungen der Rollkolben scheint folgende Wahl vorteilhaft: K = 2R – 1 (2) Considering the dimensions of the rolling piston, the following choice seems advantageous: K = 2R - 1 (2)

K ist dabei die Anzahl der Kammern und R bezeichnet die Anzahl der Rollkolben. Unter Berücksichtigung der Dehnbarkeitsgrenzen der Membran 7 und der Geometrie scheint eine Rollkolbenmembranpumpe mit nur zwei Rollkolben und drei Kammern schwer realisierbar zu sein und ein für manche Anwendungen unakzeptabel hohes Pulsieren des Fluidflusses aufzuweisen. Je größer andererseits die Anzahl der Kammern gewählt wird, desto kleiner ist das Kammervolumen. Aus dem Verhältnis zwischen Kammervolumen und Totvolumen am Ende eines Komprimierungsvorgangs ergibt sich das maximale Verhältnis von Druck am Auslass zu Druck am Einlass. Je größer also die Anzahl der Kammern gewählt wird, desto geringer ist der erzielbare Druck bei sonst gleichen Parametern. Außerdem nimmt das Gesamtvolumen der Kammern mit steigender Anzahl der Kammern bei sonst gleichen Parametern ab. Deshalb sinkt auch der geförderte Gesamtfluss bei steigender Anzahl der Kammern. Deshalb scheinen Rollkolbenmembranpumpen mit drei Rollkolben und fünf Kammern wie in 1 dargestellt oder mit vier Rollkolben und sieben Kammern einen guten Kompromiss zwischen den unterschiedlichen Anforderungen darzustellen.K is the number of chambers and R denotes the number of rolling piston. Taking into account the extensibility limits of the membrane 7 and geometry, a scroll piston diaphragm pump with only two rotary pistons and three chambers appears to be difficult to implement and has an unacceptably high pulsation of fluid flow for some applications. On the other hand, the larger the number of chambers is chosen, the smaller the chamber volume. The ratio between chamber volume and dead volume at the end of a compression process gives the maximum ratio of pressure at the outlet to pressure at the inlet. The larger the number of chambers is chosen, the lower the achievable pressure with otherwise the same parameters. In addition, the total volume of the chambers decreases with increasing number of chambers with otherwise identical parameters. Therefore, the funded total flow decreases with increasing number of chambers. Therefore, scroll piston diaphragm pumps with three rotary pistons and five chambers as in 1 presented or with four rolling piston and seven chambers to represent a good compromise between the different requirements.

Bei einer Umdrehung der Scheiben 5 und 95 wird 15 mal das Kammervolumen gefördert. Bei einer Ausführungsform mit sieben Kammern und vier Rollkolben wird bei einer Umdrehung der Scheiben 5 und 95 sogar 28 mal das – dann kleinere – Kammervolumen gefördert.With one revolution of the discs 5 and 95 15 times the chamber volume is promoted. In one embodiment, with seven chambers and four rolling pistons, one turn of the discs 5 and 95 even 28 times that - then smaller - chamber volume promoted.

2 zeigt einen Schnitt durch die erste Ausführungsform der Rollkolbenmembranpumpe 1 entlang der Linie I-I in 1. Der Rollkolben 72 ist geschnittenen dargestellt. Er ist in einem oberen Rollkolbenlager 73 in der oberen Scheibe 95 und in einem unteren Rollkolbenlager 74 in der unteren Scheibe 5 drehbar beispielsweise in Kugellagern gelagert. Angetrieben werden die Rollkolben über die beiden Scheiben 5 und 95, die wiederum fest auf einer Achse 91 montiert sind. In 2 sind die untere Scheibe 5 und die Achse 91 aus einem Stück gefertigt. Die Achse 91 ist im Gehäuse durch Kugellager gelagert. 2 shows a section through the first embodiment of the rolling piston diaphragm pump 1 along the line II in 1 , The rolling piston 72 is shown cut. He is in an upper roller bearing 73 in the upper disc 95 and in a lower roller bearing 74 in the lower disc 5 rotatably mounted for example in ball bearings. The rolling pistons are driven over the two discs 5 and 95 , which in turn firmly on an axis 91 are mounted. In 2 are the lower disc 5 and the axis 91 made in one piece. The axis 91 is mounted in the housing by ball bearings.

Das Gehäuse besteht aus einem Gehäusefuß 96, einem Pumpengehäuse 2, einem Zahnkranz 19 mit Innenverzahnung, und einem Gehäusedeckel 97. Auch die Rollkolben sind mit Zahnkränzen 65, 75 versehen, die in den Zahnkranz 19 eingreifen. Dies stellt sicher, dass die Relativwinkelgeschwindigkeit bezüglich der Gehäuseachse 4 zwischen Pumpengehäuse 2 und dem Bereich des Rollkolbens, der der Innenwand des Pumpengehäuses 2 am nächsten ist, näherungsweise 0 ist.The housing consists of a housing foot 96 , a pump housing 2 a sprocket 19 with internal teeth, and a housing cover 97 , Also, the rolling piston are with sprockets 65 . 75 provided in the sprocket 19 intervention. This ensures that the relative angular velocity with respect to the housing axis 4 between pump housing 2 and the area of the rolling piston, the inner wall of the pump housing 2 is closest, approximately 0.

Die Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Rollkolben über die Zahnkränze sorgt dafür, dass die Membran 7 nur durch die Position der Rollkolben gedehnt wird und nicht auch noch durch die Kraft, die erforderlich ist, um einen Rollkolben zu drehen. Letztere Kraft wird vor allem dadurch erzeugt, dass die Rollkolben 61, 71, 81 die Membran 7 weit gehend dicht an die Innenwand des Pumpengehäuses 2 drücken müssen und dabei die Membran 7 in radialer Richtung etwas zusammengedrückt wird. Diese Walkarbeit wird nach derzeitigen Kenntnisstand am besten durch eine zusätzliche Drehmomentübertragung über die Zahnkränze 19, 65 und 75 gesteuert.The control of the rotational speed of the rolling piston on the sprockets ensures that the diaphragm 7 only by the position of the rolling piston is stretched and not even by the force required to turn a rolling piston. The latter force is mainly generated by the fact that the rolling piston 61 . 71 . 81 the membrane 7 largely close to the inner wall of the pump housing 2 have to press while keeping the diaphragm 7 in radial Direction something is squeezed. According to current knowledge, this flexing work is best achieved by an additional torque transmission through the sprockets 19 . 65 and 75 controlled.

Falls die Reibung zwischen der Membran 7 und den Rollkolben 61, 71, 81 ausreicht, können die Zahnkränze 19, 65 und 75 entfallen. Nach derzeitigen Kenntnisstand erscheint es jedoch schwierig zu sein, ein Material für die Membran 7 zu finden, das einerseits ausreichend elastisch für die Verformungen während des Pumpvorgangs und andererseits ausreichend steif ist, um die Rollkolben anzutreiben. Um die Reibung zwischen der Membran 7 und den Rollkolben 61, 71, 81 zu erhöhen, können die Membran 7 und die Rollkolben 61, 71, 81 mit ineinander greifenden Verzahnungen versehen werden. Hierbei kommt insbesondere eine Rundverzahnung, wie sie bei Power Grip HTD-Zahnriemen angewendet wird, in Betracht.If the friction between the membrane 7 and the rolling piston 61 . 71 . 81 sufficient, the sprockets 19 . 65 and 75 omitted. However, as things currently stand, it seems difficult to have a material for the membrane 7 to find, on the one hand sufficiently elastic for the deformations during the pumping operation and on the other hand sufficiently rigid to drive the rolling piston. To the friction between the membrane 7 and the rolling piston 61 . 71 . 81 can increase the membrane 7 and the rolling piston 61 . 71 . 81 be provided with interlocking teeth. In particular, a round toothing, as used in Power Grip HTD timing belt into consideration.

3 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollkolbenmembranpumpe 101. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass die untere Scheibe 5 und die obere Scheibe 95 durch einen unteren Führungsring 105 bzw. einen oberen Führungsring (nicht dargestellt) ersetzt werden. Außerdem bildet die Achse 91 im Bereich zwischen dem oberen und unteren Rand des Pumpengehäuses 2 einen Sonnenzylinder 108. Bei ausreichender Reibung zwischen dem Sonnenzylinder 108 und den Rollkolben 61, 71, 81 kann der Sonnenzylinder 108 als Antrieb für die Rollkolben 61, 71, 81 genutzt werden. Falls der Sonnenzylinder 108 und die Rollkolben 61, 71, 81 aus Metallhergestellt werden, dürfte die Reibung kaum groß genug sein. Deshalb wird in der Ebene des Zahnkranzes 19 ein Sonnenzahnrad 109 eingesetzt, das fest mit dem Achse 91 verbunden ist und in die Zahnkränze 65 und 75 eingreift. 3 shows a section through a second embodiment of a rolling piston diaphragm pump according to the invention 101 , The second embodiment differs from the first in that the lower disc 5 and the top disc 95 through a lower guide ring 105 or an upper guide ring (not shown) to be replaced. Besides, the axis forms 91 in the area between the upper and lower edge of the pump housing 2 a solar cylinder 108 , With sufficient friction between the solar cylinder 108 and the rolling piston 61 . 71 . 81 can the solar cylinder 108 as a drive for the rolling piston 61 . 71 . 81 be used. If the sun cylinder 108 and the rolling piston 61 . 71 . 81 made of metal, the friction should hardly be large enough. That is why in the plane of the sprocket 19 a sun gear 109 used that firmly with the axle 91 is connected and in the sprockets 65 and 75 intervenes.

Der Zweck des Sonnenzylinders 108 besteht bei dieser Ausführungsform vor allem darin, die Radialkräfte aufzunehmen, die von der Innenwand 3 des Pumpengehäuses 2 über die gequetschte und gespannte Membran 7 auf die Rollkolben 61, 71, 81 übertragen werden. Dies entlastet die Rollkolbenlager in den Führungsringen. Diese Entlastung kann auch in den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen durch einen Hohlzylinder realisiert werden, auf dem sich die Rollkolben abstützen und in dessen Loch sich die Achse 91 drehen kann.The purpose of the solar cylinder 108 In this embodiment, it is mainly to absorb the radial forces coming from the inner wall 3 of the pump housing 2 over the pinched and stretched membrane 7 on the rolling piston 61 . 71 . 81 be transmitted. This relieves the roller piston bearings in the guide rings. This relief can also be found in the 1 and 2 illustrated embodiments can be realized by a hollow cylinder on which the rolling piston supported and in the hole, the axis 91 can turn.

Ob man die erste oder zweite Ausführungsform wählt, hängt von der Anpassung zwischen Motor und Rollkolbenmembranpumpe hinsichtlich Drehzahl und Drehmoment ab. Das Drehzahlverhältnis zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform ergibt sich aus dem Quotienten des Radiuses des Sonnenrades 108 dividiert durch den Abstand der Rollkolbenachsen 62, 72, 82 von der Gehäuseachse 4. Dabei wird angenommen, dass die effektiven Radien der Verzahnungen des Sonnenzahnrads 109, der Zahnkränze 75 und 65 sowie des Zahnkranzes 19 zu keinem anderen Ergebnis führen. Andernfalls klemmt die Pumpe. Das Drehmomentverhältnis ist gerade der Kehrwert des Drehzahlverhältnisses.Whether one chooses the first or second embodiment, depends on the adaptation between the engine and the rolling piston diaphragm pump in terms of speed and torque. The speed ratio between the first and second embodiments results from the quotient of the radius of the sun gear 108 divided by the distance between the rolling piston axes 62 . 72 . 82 from the housing axis 4 , It is assumed that the effective radii of the teeth of the sun gear 109 , the sprockets 75 and 65 and the sprocket 19 lead to no other result. Otherwise, the pump jams. The torque ratio is just the reciprocal of the speed ratio.

Aus diesen Überlegungen ergibt sich, dass man eine Feinabstimmung zwischen Motor und Pumpe bei der ersten Ausführungsform durch den Abstand der Rollkolbenachsen 62, 72, 82 von der Gehäuseachse 4 bei vorgegebenen Radius der Innenwand 3 vornehmen kann. Bei der zweiten Ausführungsform kann diese Feinabstimmung durch den Radius des Sonnenzylinders 108 bei vorgegebenem Radius der Innenwand 3 erfolgen. In beiden Fällen ergibt sich hieraus unter zusätzlicher Berücksichtigung der Decke der Membran 7 der Radius der Rollkolben 61, 71, 81.From these considerations it follows that you can fine tune the engine and pump in the first embodiment by the distance of the rolling piston axes 62 . 72 . 82 from the housing axis 4 at given radius of the inner wall 3 can make. In the second embodiment, this fine tuning can be achieved by the radius of the sun cylinder 108 at a given radius of the inner wall 3 respectively. In both cases, this results in additional consideration of the ceiling of the membrane 7 the radius of the rolling piston 61 . 71 . 81 ,

Bei allen im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen ruht der Schwerpunkt der Rollkolben. Eine Unwucht entsteht lediglich durch die Verformung der leichten Membran und Bewegungen in den Ventilen. Die beschriebenen Rollkolbenmembranpumpen weisen also eine hohe Laufruhe auf.At all in connection with the 1 to 3 described embodiments, the center of gravity of the rolling piston rests. An imbalance arises only through the deformation of the light membrane and movements in the valves. The described scroll piston diaphragm pumps therefore have a very smooth running.

4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Rollkolbenmembranpumpe 201. Der Unterschied zu den beiden bisherigen Ausführungsformen besteht vor allem darin, dass die Innenwand 203 des Pumpengehäuses 2 keinen kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Rollkolben elliptische Zylinder sind. Die Innenwand 203 des Pumpengehäuses 2 weist zwischen den Stegen 216, 226, 236, 246, 256, 266 Ausbuchtungen auf, die das Volumen der Kammern 211, 221, 231, 241, 251, 261 vergrößern. Die Rollkolben 271, 272, 273, 274, 275, 276 rollen auf dem Sonnenrad 208 ab. Die exakte Form der Innenwand 203 ergibt sich als Abrollform der Rollkolben auf dem Sonnenrad unter Berücksichtigung der Dicke der Membran 207. Auch die Einlässe 212, 222, 232, 242, 252, 262 und die Auslässe 213, 223, 233, 243, 253, 263 sind schematisch eingezeichnet. 4 shows a third embodiment of a rolling piston diaphragm pump 201 , The difference to the two previous embodiments is mainly that the inner wall 203 of the pump housing 2 does not have a circular cross-section and the rolling pistons are elliptical cylinders. The inner wall 203 of the pump housing 2 points between the bars 216 . 226 . 236 . 246 . 256 . 266 Bulges on the volume of the chambers 211 . 221 . 231 . 241 . 251 . 261 enlarge. The rolling piston 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 roll on the sun wheel 208 from. The exact shape of the inner wall 203 results as Abrollform the rolling piston on the sun gear, taking into account the thickness of the membrane 207 , Also the inlets 212 . 222 . 232 . 242 . 252 . 262 and the outlets 213 . 223 . 233 . 243 . 253 . 263 are shown schematically.

Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform befinden sich je zwei gegenüberliegende Kammern, also die erste Kammer 211 und die vierte Kammer 241, die zweite Kammer 221 und die fünfte Kammer 251 sowie die dritte Kammer 231 und die sechste Kammer 261 in der gleichen Pumpphase. Dies sorgt dafür, dass der Systemschwerpunkt ruht und die Rollkolbenmembranpumpe 201 im Betrieb geringe Vibrationen erzeugt. In einer anderen Ausführungsform können die Pumpphasen zwischen den einzelnen Kammern um 60° versetzt sein, um einen gleichmäßigeren Fluidfluss zu erzeugen.At the in 4 illustrated embodiment are each two opposite chambers, so the first chamber 211 and the fourth chamber 241 , the second chamber 221 and the fifth chamber 251 as well as the third chamber 231 and the sixth chamber 261 in the same pumping phase. This ensures that the system's center of gravity rests and the scroll piston diaphragm pump 201 generates low vibrations during operation. In another embodiment, the pumping phases between the individual chambers may be offset by 60 ° to produce a more uniform fluid flow.

Die Rollkolben 271, 272, 273, 274, 275, 276 werden vom Sonnenrad 208 angetrieben. Um ein korrektes Abrollen der Rollkolben zwischen dem Sonnenrad 208, der Innenwand 203 sowie der Membran 207 sicherzustellen, können das Sonnenrad 208, die Rollkolben 271, 272, 273, 274, 275, 276 sowie die Membran 207 mit einer Verzahnung, insbesondere einer Rundverzahnung, wie sie bei Power Grip HTD-Zahnriemen angewendet wird, versehen werden. In einer anderen Ausführungsform können die Verzahnungen ähnlich wie in 2 in einer anderen Ebene als der Membranebene angeordnet sein. In dieser Ebene kann eine ähnliche Fläche wie die Innenwand 203 mit einer Innenverzahnung ähnlich dem Zahnkranz 19 versehen sein. Das Sonnenrad 208 sowie die Rollkolben 271, 272, 273, 274, 275, 276 weisen in dieser Ebene Außenverzahnungen auf, die ineinander eingreifen. Schließlich können Verzahnungen vollständig fehlen, falls die Reibung zwischen den Rollkolben 271, 272, 273, 274, 275, 276 und der Membran 207 sowie dem Sonnenrad 208 und den Rollkolben 271, 272, 273, 274, 275, 276 groß genug ist und die Membran dick genug ist, um Phasenfehler auszugleichen. So summieren sich Phasenfehler nicht über mehrere Umdrehungen auf, was zu einem Verklemmen der Pumpe führen würde.The rolling piston 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 be from the sun gear 208 driven. To properly unwind the rolling piston between the sun gear 208 , the inner wall 203 as well as the membrane 207 can ensure the sun gear 208 , the rolling piston 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 as well as the membrane 207 with a toothing, in particular a round toothing, as used in Power Grip HTD timing belt are provided. In another embodiment, the gears may be similar as in FIG 2 be arranged in a different plane than the membrane plane. In this plane can be a similar area as the inner wall 203 with an internal toothing similar to the sprocket 19 be provided. The sun wheel 208 as well as the rolling piston 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 have external teeth in this plane, which engage with each other. Finally, gears can be completely absent if the friction between the rolling piston 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 and the membrane 207 as well as the sun wheel 208 and the rolling piston 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 is large enough and the membrane is thick enough to compensate for phase errors. Thus, phase errors do not accumulate over several revolutions, which would lead to jamming of the pump.

5 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Rollkolbenmembranpumpe, die die zweite Ausführungsform in 3 und die dritte Ausführungsform in 4 kombiniert. Ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform sind die Rollkolbenachsen 391, 392, 393, 394, 395, 396 der Rollkolben 371, 372, 373, 374, 375, 376 in zwei nicht dargestellten Führungsringen drehbar gelagert. Die Rollkolben 371, 372, 373, 374, 375, 376 selbst stellen im Bereich der Membran 207 elliptische Zylinder dar. Da die Rollkolben 371, 372, 373, 374, 375, 376 auf ihren Achsen gelagert sind und nicht auf einem Sonnenrad abrollen, ist bei gleichem Verhältnis des kurzen und langen Radius der elliptischen Zylinder und auch sonst gleichen Parametern das Volumen der Kammern 211, 221, 231, 241, 251, 261 kleiner als bei der zweiten Ausführungsform in 3. Der Zahnkranz 319 ist ortsfest und kann wie der Zahnkranz 19 Teil des Gehäuses sein. Die Rollkolben werden vom Sonnenrad 308 über die Planetenräder 381, 382, 383, 384, 385, 386 angetrieben. Die Rollkolben gleiten über die Membran 207 und drücken so das Fluid vor sich her. Diese Bewegung plus die Dicke der Membran 207 definieren die exakte Form der Innenwand 303. 5 shows a fourth embodiment of a rolling piston diaphragm pump, the second embodiment in 3 and the third embodiment in FIG 4 combined. Similar to the second embodiment, the rolling piston axes 391 . 392 . 393 . 394 . 395 . 396 the rolling piston 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 rotatably mounted in two guide rings, not shown. The rolling piston 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 put themselves in the area of the membrane 207 elliptical cylinders. Since the rolling piston 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 are stored on their axes and do not roll on a sun gear, is at the same ratio of the short and long radius of the elliptical cylinder and otherwise the same parameters, the volume of the chambers 211 . 221 . 231 . 241 . 251 . 261 smaller than the second embodiment in FIG 3 , The sprocket 319 is stationary and can be like the sprocket 19 Be part of the housing. The rolling pistons are from the sun gear 308 over the planet wheels 381 . 382 . 383 . 384 . 385 . 386 driven. The rolling pistons slide over the membrane 207 and push the fluid in front of you. This movement plus the thickness of the membrane 207 define the exact shape of the inner wall 303 ,

Da die Rollkolben 371, 372, 373, 374, 375, 376 in ihren Achsen 391, 392, 393, 394, 395, 396 gelagert sind, ruht unter Vernachlässigung der Bewegungen der Membran 207 der Systemschwerpunkt. Deshalb ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft, den Phasenversatz zwischen zwei Kammern gleich 60° zu wählen um einen möglichst gleichförmigen Fluidfluss zu erreichen.Because the rolling piston 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 in their axes 391 . 392 . 393 . 394 . 395 . 396 are stored, resting neglecting the movements of the membrane 207 the system focus. Therefore, in this embodiment, it is advantageous to select the phase offset between two chambers equal to 60 ° in order to achieve the most uniform possible fluid flow.

Auch die Einlässe 212, 222, 232, 242, 252, 262 und die Auslässe 213, 223, 233, 243, 253, 263 sind in 5 schematisch eingezeichnet.Also the inlets 212 . 222 . 232 . 242 . 252 . 262 and the outlets 213 . 223 . 233 . 243 . 253 . 263 are in 5 schematically drawn.

Bei allen im Zusammenhang mit den 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen können die Kammern auch hintereinander geschaltet werden. Hierdurch steigt der erzielte Gesamtdruck und Welligkeit des Fluidflusses. Bei Hintereinanderschaltung sollte der Pumpvorgang in allen Kammern gleichphasig erfolgen. Deshalb wird bei einer Hintereinanderschaltung der Kammern die Anzahl der Rollkolben gleich der Anzahl der Kammern gewählt. Da der Einlass einer nachfolgenden Kammer über ein Ventil mit dem Auslass der vorausgehenden Kammer verbunden wird, ist die Anzahl der Ventile gleich der Anzahl der Kammern. Am Einlass der ersten Kammer wird ja in der Regel kein Ventil benötigt.At all in connection with the 1 to 5 described embodiments, the chambers can also be connected in series. This increases the total pressure achieved and the waviness of the fluid flow. When connected in series, the pumping process in all chambers should be in phase. Therefore, in a series connection of the chambers, the number of rolling piston is equal to the number of chambers selected. Since the inlet of a subsequent chamber is connected via a valve to the outlet of the preceding chamber, the number of valves is equal to the number of chambers. As a rule, no valve is needed at the inlet of the first chamber.

Falls die Ein- und Auslässe nahe bei den Stegen angebracht werden, sind keine Ventile erforderlich, da ein Rollkolben zunächst den Auslass einer vorausgehenden Kammer und kurz darauf den Einlass der nachfolgenden Kammer weitgehend dicht verschließt.If the inlets and outlets close to the bars, no valves are required there a rolling piston first the outlet of a previous chamber and shortly thereafter the inlet the subsequent chamber largely tightly closes.

Die Membran sollen sich selbstständig zurückstellen. Dies kann mit Hilfe eines geeigneten Gewebes oder einer Blattfeder geschehen. Die Blattfedern können entweder in den einzelnen Kammern untergebracht werden oder in die Membran integriert werden.The Membrane should be self-contained Reset. This can be done with the help of a suitable fabric or a leaf spring happen. The leaf springs can either be housed in the individual chambers or in the Membrane to be integrated.

Die Membran kann beispielsweise aus Butadienkautschuk, Chloroprenkautschuk, Silikonkautschuk oder Polyurethankautschuk hergestellt werden.The For example, membrane may be made of butadiene rubber, chloroprene rubber, Silicone rubber or polyurethane rubber are produced.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen können je nach Anforderungen, insbesondere an den Geräuschpegel, Gerad-, Schräg-, Pfeil- und Doppelschrägverzahnungen eingesetzt werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Es wird eine Evolventenverzahnung gegenüber einer Zykloidenverzahnung aufgrund der einfacheren Fertigung und der größeren Unempfindlichkeit gegenüber Achsabstandsfehlern bevorzugt. Um einen geringen Geräuschpegel zu erreichen, sollten Zahnräder aus Metall mit Zahnrädern aus Kunststoff kombiniert werden.at all described embodiments can ever according to requirements, in particular to the noise level, straight-, oblique-, arrow- and double helical gears are used unless otherwise stated. It will an involute toothing opposite a Zykloidenverzahnung due to the simpler manufacturing and the greater insensitivity across from Axial distance errors preferred. For a low noise level To achieve that, should be gears made of metal with gears be combined from plastic.

Angestrebte Leistungsdaten der in dieser Anmeldung beschriebenen Kompressoren sind ein Volumenstrom von 40 l/min, ein Druck von (1,25 ± 0,25) bar bei Förderung von Luft, ein Geräuschpegel von 30 dBA, eine Lebensdauer von 10000 h, eine Länge kleiner 0,1 m, eine Breite kleiner 0,12 m sowie eine Höhe kleiner 0,12 m.Targeted Performance data of the compressors described in this application are a volume flow of 40 l / min, a pressure of (1.25 ± 0.25) cash on promotion of air, a noise level of 30 dBA, a life of 10,000 h, a length less than 0.1 m, a width less than 0.12 m and a height less than 0.12 m.

Die Erfindung wurde zuvor anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Deshalb wird der Schutzbereich durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente festgelegt.The invention has been explained in detail above with reference to preferred embodiments. For However, one skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of protection is defined by the following claims and their equivalents.

11
RollkolbenmembranpumpeRotary piston diaphragm pump
22
Pumpengehäusepump housing
33
zylinderförmige Innenwandcylindrical inner wall
44
Gehäuseachsehousing axis
55
(untere) Scheibe(lower) disc
77
Membranmembrane
1111
erste Kammerfirst chamber
2121
zweite Kammersecond chamber
3131
dritte Kammerthird chamber
4141
vierte Kammerfourth chamber
5151
fünfte Kammerfifth chamber
12, 22, 32, 42, 5212 22, 32, 42, 52
Einlassinlet
13, 23, 33, 43, 5313 23, 33, 43, 53
Auslassoutlet
1414
Auslassventiloutlet valve
1515
KugelBullet
16, 26, 36, 46, 56 16 26, 36, 46, 56
Stegweb
1717
Einlassventilintake valve
18, 28, 38, 48, 5818 28, 38, 48, 58
Aussparungrecess
1919
Zahnkranzsprocket
6161
erster Rollkolbenfirst rolling piston
7171
zweiter Rollkolbensecond rolling piston
8181
dritter Rollkolbenthird rolling piston
62, 72, 8262 72, 82
Rollkolbenachsen Roll piston axes
7373
oberes Rollkolbenlagerupper Roll piston bearing
7474
unteres Rollkolbenlagerlower Roll piston bearing
65, 7565, 75
Zahnkranzsprocket
9191
Achseaxis
9292
oberes Achslagerupper Achslager
9393
unteres Achslagerlower Achslager
9595
(obere) Scheibe(upper) disc
9696
GehäusefußCase foot
9797
Gehäusedeckelhousing cover
105105
Führungsringguide ring
108108
Sonnenzylindersolar cylinder
109109
Sonnenzahnradsun gear
201201
RollkolbenmembranpumpeRotary piston diaphragm pump
202202
Pumpengehäusepump housing
203203
Innenwandinner wall
207207
Membranmembrane
208208
Sonnenradsun
211211
erste Kammerfirst chamber
221221
zweite Kammersecond chamber
231231
dritte Kammerthird chamber
241241
vierte Kammerfourth chamber
251251
fünfte Kammerfifth chamber
261261
sechste Kammersixth chamber
212, 222, 232, 242, 252, 262212 222, 232, 242, 252, 262
Einlassinlet
213, 223, 233, 243, 253, 263 213 223, 233, 243, 253, 263
Auslassoutlet
216, 226, 236, 246, 256, 266216 226, 236, 246, 256, 266
Stegweb
271, 272, 273, 274, 275, 276271, 272, 273, 274, 275, 276
Kammer chamber
301301
RollkolbenmembranpumpeRotary piston diaphragm pump
302302
Pumpengehäusepump housing
303303
Innenwandinner wall
319319
Zahnkranzsprocket
308308
Sonnenradsun
371, 372, 373, 374, 375, 376371, 372, 373, 374, 375, 376
Rollkolbenrolling piston
381, 382, 383, 384, 385, 386381, 382, 383, 384, 385, 386
Planetenradplanet
391, 392, 393, 394, 395, 396391, 392, 393, 394, 395, 396
RollkolbenachseRoll the piston axis

Claims (11)

Kompressor (1) mit: einem Gehäuse (3, 19, 96, 97; 103; 203) mit einer Gehäuseachse (4) und einer Gehäuseinnenwand (3; 203; 303); einer Membran (7; 207), die mittels Stegen (16, 26, 36, 46, 56; 216, 226, 236, 246, 256, 266) fluiddicht an der Gehäuseinnenwand (3; 203; 303) befestigt ist, wobei die Stege in einer Ebene senkrecht zur Gehäuseachse auf einem Kreis liegen und ein gleichseitiges Polygon bilden; einem Rollenhalter (5, 95; 105; 208; 308, 319, 381, 382, 383, 384; 385, 386), der so gelagert ist, dass er um die Gehäuseachse (4) drehbar ist; und mindestens einer Rolle (61, 71, 81; 271, 272, 273, 274, 275, 276; 371, 372, 373, 374, 375, 376) mit einer Rollenachse (62, 72, 82), die vom Rollenhalter (5, 95; 105; 208; 308, 319; 381, 382, 383, 384, 385, 386) gegen die Membran (7; 207) gedrückt wird, wobei die Rollenachse (62, 72, 82) nicht mit der Gehäuseachse (4) zusammenfällt, wobei die Rolle die Membran (7; 207) gegen die Gehäuseinnenwand drückt; dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle einen Zahnkranz (65, 75) aufweist und das Gehäuse (3, 19, 96, 97) einen Zahnkranz (19) mit Innenverzahnung aufweist, wobei der Zahnkranz (65, 75) der Rolle in den Zahnkranz (19, 319) des Gehäuses (3, 19, 96, 97) eingreift, wobei der Umfang des Zahnkranzes (19) des Gehäuses (3, 19, 96, 97) etwa gleich dem Umfang der Gehäuseinnenwand (3; 203) ist.Compressor ( 1 ) with: a housing ( 3 . 19 . 96 . 97 ; 103 ; 203 ) with a housing axis ( 4 ) and a housing inner wall ( 3 ; 203 ; 303 ); a membrane ( 7 ; 207 ), which by means of webs ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 ; 216 . 226 . 236 . 246 . 256 . 266 ) fluid-tight to the housing inner wall ( 3 ; 203 ; 303 ), wherein the webs lie in a plane perpendicular to the housing axis on a circle and form an equilateral polygon; a roll holder ( 5 . 95 ; 105 ; 208 ; 308 . 319 . 381 . 382 . 383 . 384 ; 385 . 386 ), which is mounted so that it around the housing axis ( 4 ) is rotatable; and at least one role ( 61 . 71 . 81 ; 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 ; 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 ) with a roller axle ( 62 . 72 . 82 ) from the roll holder ( 5 . 95 ; 105 ; 208 ; 308 . 319 ; 381 . 382 . 383 . 384 . 385 . 386 ) against the membrane ( 7 ; 207 ), the roller axis ( 62 . 72 . 82 ) not with the housing axis ( 4 ), where the roll is the membrane ( 7 ; 207 ) presses against the housing inner wall; characterized in that the roller is a sprocket ( 65 . 75 ) and the housing ( 3 . 19 . 96 . 97 ) a sprocket ( 19 ) having internal teeth, wherein the sprocket ( 65 . 75 ) of the roller in the sprocket ( 19 . 319 ) of the housing ( 3 . 19 . 96 . 97 ) engages, wherein the circumference of the sprocket ( 19 ) of the housing ( 3 . 19 . 96 . 97 ) approximately equal to the circumference of the housing inner wall ( 3 ; 203 ). Kompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseinnenwand (3; 203; 303) einen oberen und einen unteren Rand aufweist, wobei die Membran (7; 207) mit dem oberen und unteren Rand fluiddicht verbunden ist, wobei der obere und untere Rand durch die Stege (16, 26, 36, 46, 56; 216, 226, 236, 246, 256, 266) so verbunden ist, dass sich zwischen der Membran (7; 207) und der Gehäuseinnenwand (3; 203; 303) von einander getrennte Kammern (11, 21, 31, 41, 51; 211, 221, 231, 241, 251, 261) befinden.Compressor according to claim 1, characterized in that the housing inner wall ( 3 ; 203 ; 303 ) has an upper and a lower edge, wherein the membrane ( 7 ; 207 ) is fluid-tightly connected to the upper and lower edges, wherein the upper and lower edge through the webs ( 16 . 26 . 36 . 46 . 56 ; 216 . 226 . 236 . 246 . 256 . 266 ) is connected so that between the membrane ( 7 ; 207 ) and the hous his wall ( 3 ; 203 ; 303 ) separate chambers ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 ; 211 . 221 . 231 . 241 . 251 . 261 ) are located. Kompressor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kammer einen Einlass (12, 22, 32, 42, 52; 212, 222, 232, 242, 252, 262) und einen Auslass (13, 23, 33, 43, 53; 213, 223, 233, 243, 253, 263) aufweist, wobei. jeder Auslass ein Ventil (14, 15) aufweist, das ein Fluid nur aus der Kammer herausfließen lässt.Compressor according to claim 2, characterized in that each chamber has an inlet ( 12 . 22 . 32 . 42 . 52 ; 212 . 222 . 232 . 242 . 252 . 262 ) and an outlet ( 13 . 23 . 33 . 43 . 53 ; 213 . 223 . 233 . 243 . 253 . 263 ), wherein. each outlet a valve ( 14 . 15 ) which allows fluid to flow out of the chamber only. Kompressor gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Gehäuseinnenwand (3) zwischen dem oberen und unteren Rand zylinderförmig ist; und b) die Rollen (61, 71, 81) zwischen dem oberen und unteren Rand die Form eines Zylinders mit kreisförmigem Querschnitt mit einer Zylinderachse haben und im Rollenhalter (5, 95; 105) um die Zylinderachse drehbar gelagert sind.Compressor according to claim 2 or 3, characterized in that a) the housing inner wall ( 3 ) is cylindrical between the upper and lower edges; and b) the roles ( 61 . 71 . 81 ) between the upper and lower edge have the shape of a cylinder with a circular cross section with a cylinder axis and in the roll holder ( 5 . 95 ; 105 ) are rotatably mounted about the cylinder axis. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kammern (11, 21, 31, 41, 51) gleich zweimal der Anzahl der Rollen (61, 71, 81) minus eins ist.Compressor according to one of claims 2 to 4, characterized in that the number of chambers ( 11 . 21 . 31 . 41 . 51 ) twice the number of rolls ( 61 . 71 . 81 ) minus one. Kompressor gemäß einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsachse (91) drehfest mit dem Rollenhalter (5, 95; 105) verbunden ist.Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that a drive axle ( 91 ) rotatably with the roll holder ( 5 . 95 ; 105 ) connected is. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsachse (91) einen Zahnkranz (109) aufweist, in den Zahnkränze (65, 75) von Rollen eingreifen, wobei der Zahnkranz der Antriebsachse (91) ein Sonnenrad und die Zahnkränze (65, 75) der Rollen Planetenräder darstellen.Compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that a drive axle ( 91 ) a sprocket ( 109 ), in the sprockets ( 65 . 75 ) engage rollers, wherein the sprocket of the drive axle ( 91 ) a sun gear and the sprockets ( 65 . 75 ) of the rollers represent planet wheels. Kompressor gemäß Anspruch 7, wobei sich zwischen dem oberen und unteren Rand ein zentraler Stützzylinder (108) befindet, auf dem die Rollen (61, 71, 81) im Betrieb abrollen können, wobei die Achse des Stützzylinders (108) mit der Gehäuseachse zusammenfällt, so dass der Stützzylinder (108) ein Sonnenrad und die Rollen (61, 71, 81) Planetenräder darstellen.A compressor according to claim 7, wherein between the upper and lower edges of a central support cylinder ( 108 ) on which the rollers ( 61 . 71 . 81 ) can roll during operation, wherein the axis of the support cylinder ( 108 ) coincides with the housing axis, so that the support cylinder ( 108 ) a sun gear and the rollers ( 61 . 71 . 81 ) Represent planet gears. Kompressor gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (271, 272, 273, 274, 275, 276; 371, 372, 373, 374, 375, 376) zwischen dem oberen und unteren Rand die Form eines Zylinders mit elliptischem Querschnitt haben.Compressor according to one of claims 2 or 3, characterized in that the rollers ( 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 ; 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 ) between the upper and lower edge have the shape of a cylinder with elliptical cross-section. Kompressor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (271, 272, 273, 274, 275, 276) von der Membran (7) gegen ein Sonnenrad (208) gedrückt werden, wobei die Gehäuseinnenwand (203) zwischen den Stegen (216, 226, 236, 246, 256, 266) Ausbuchtungen nach außen aufweist, die so dimensioniert sind, dass die Rollen beim Abrollen zwischen Membran (7) und Sonnenrad (208) bei Drehung des Sonnenrads (208) die Membran gerade an die Gehäusewand drücken.Compressor according to claim 9, characterized in that the rollers ( 271 . 272 . 273 . 274 . 275 . 276 ) from the membrane ( 7 ) against a sun wheel ( 208 ), whereby the housing inner wall ( 203 ) between the bridges ( 216 . 226 . 236 . 246 . 256 . 266 ) Bulges outwards, which are dimensioned so that the rollers when rolling between membrane ( 7 ) and sun gear ( 208 ) upon rotation of the sun gear ( 208 ) press the membrane straight against the housing wall. Kompressor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnkränze (381, 382, 383, 384, 385, 386) der Rollen (371, 372, 373, 374, 375, 376) außen in die Innenverzahnung des Zahnkranzes (319) des Gehäuses (3, 19, 96, 97) und innen in die Verzahnung eines Sonnenrads (308) eingreifen, wobei die Gehäuseinnenwand (303) zwischen den Stegen (216, 226, 236, 246, 256, 266) Ausbuchtungen nach außen aufweist, die so dimensioniert sind, dass die Rollen beim Abrollen zwischen dem Zahnkranz (319) des Gehäuses (3, 19, 96, 97) und Sonnenrad (308) bei Drehung des Sonnenrads (308) die Membran gerade an die Gehäusewand drücken.Compressor according to claim 9, characterized in that the sprockets ( 381 . 382 . 383 . 384 . 385 . 386 ) of the roles ( 371 . 372 . 373 . 374 . 375 . 376 ) outside in the internal toothing of the sprocket ( 319 ) of the housing ( 3 . 19 . 96 . 97 ) and inside the toothing of a sun gear ( 308 ), wherein the housing inner wall ( 303 ) between the bridges ( 216 . 226 . 236 . 246 . 256 . 266 ) Bulges outwards, which are dimensioned so that the rollers when rolling between the sprocket ( 319 ) of the housing ( 3 . 19 . 96 . 97 ) and sun gear ( 308 ) upon rotation of the sun gear ( 308 ) press the membrane straight against the housing wall.
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