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Die
Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit zwei Membranköpfen, mit
zwei Pumpengehäusen,
die benachbart zueinander angeordnet und luftdurchlässig miteinander
verbunden sind, sowie mit darin vorgesehenen Membranen, deren Antrieb
derart um 180 Grad versetzt ist, dass die Richtung der gleichzeitigen
Auslenkungen der Membranen der beiden Pumpengehäuse jeweils gegensinnig ist.
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Derartige
Membranpumpen sind bekannt und haben sich bewährt.
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Dabei
muss die von der jeweiligen Unterseite der Membranen bewegte Luft
durch Lager oder andere Stellen aus dem jeweiligen Pumpengehäuse entweichen,
wenn die Membrane ihre Ansaugbewegung durchführt, und muss auch wieder angesaugt werden,
wenn die Membrane sich in ihrer Förderphase bewegt. Diese Luftbewegungen
erzeugen nicht unerhebliche Geräusche.
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Aus
der
DE 24 46 805 A1 kennt
man bereits eine als Zweifach-Dosierpumpe ausgebildete Membranpumpe
mit zwei Kolben, deren Hubantrieb in einem gemeinsamen Kurbelgehäuse untergebracht
ist. Dabei oszillieren die Kolben in zwei identisch ausgebildeten
Pumpenköpfen,
die an das Kurbelgehäuse angeschlossen
sind. Um mit Hilfe der vorbekannten Membranpumpe einen pulsationsfreien
Mengenstrom zu erzeugen, der vom jeweiligen Arbeitsdruck unabhängig ist,
ist bei der aus
DE
24 46 805 A1 vorbekannten Membranpumpe vorgesehen, dass
die gegenläufig
oszillierenden Kolben beim Saughub unter der Wirkung einer Druckfeder
stehen, während
sie beim Verdrängerhub
mit jeweils einem von zwei gegeneinander um 180 Grad versetzten,
an einer Antriebswelle befestigten Nocken zusammenwirken, wobei
die am Umfang der Nocken vorgesehenen Nockenkurven einen positiven
Bereich für
die Kolbenbewegung in Verdrängerrichtung
sowie einen negativen Bereich für
die Kolbenbewegung in Saugrichtung aufweisen. Die Herstellung der
aus
DE 24 46 805 A1 vorbekannten
Membranpumpe ist jedoch mit einem vergleichsweise hohen Aufwand
verbunden.
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Es
besteht die Aufgabe, eine Membranpumpe mit zwei Membranköpfen und
zwei separaten Pumpengehäusen
zu schaffen, welche die Vorteile der eingangs erwähnten „doppelten" Membranpumpe aufweist,
wobei aber die Geräuschentwicklung durch
die von der Membranunterseite bewegte Luft vermindert oder vermieden
werden soll.
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Zur
Lösung
dieser scheinbar widersprüchlichen
Aufgabe ist die eingangs definierte Membranpumpe dadurch gekennzeichnet,
dass als luftdurchlässige
Verbindung zwischen den beiden Pumpengehäusen wenigstens eine Verbindungsleitung
vorgesehen ist, und dass der Querschnitt und/oder Strömungswiderstand
der Verbindungsleitung oder Verbindungsleitungen derart bemessen
ist, dass wenigstens ein Teil oder alle von der Membranunterseite
geförderte
oder verdrängte
Luft in das jeweils andere Pumpen gehäuse förderbar ist. Dadurch wird erreicht, dass
die von den Membranen in den Pumpengehäusen bewegte Luft nicht oder
nur in geringem Masse ins Freie entweichen muss, weil die von der
einen Membrane verdrängte
Luft in das andere Pumpengehäuse
fließen
kann, wenn dessen Membrane gerade das innere Volumen dieses zweiten
Pumpengehäuses
vergrößert. Da
zwischen den beiden Pumpengehäusen
wenigstens eine Verbindungsleitung als luftdurchlässige Verbindung
vorgesehen ist, kann die jeweils verdrängte Luft also zwischen den
beiden geschlossenen Pumpengehäusen
hin- und herbewegt werden. Somit können die Pumpengehäuse gegenüber der
Umgebung luftdicht oder weitgehend luftdicht ausgeführt werden.
Da bei der erfindungsgemäßen Membranpumpe
eine Verbindungsleitung für
die hin- und herbewegbare Luft vorgesehen ist, kann die Konstruktion
der Membranpumpe und ihrer separaten Pumpengehäuse unverändert bleiben und es ist lediglich
eine entsprechende Verbindungsleitung vorzusehen.
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Die
Verbindungsleitung kann die einander zugewandten Seiten oder Wände der
beiden Pumpengehäuse
insbesondere geradlinig verbinden. Dies stellt praktisch die kürzeste Verbindung
für die Luftleitung
dar, so dass auch deren Strömungswiderstand
entsprechend gering ist. Darüber
hinaus ist in dem unmittelbaren Zwischenraum zwischen den beiden
Pumpengehäusen
in der Regel genügend
ungenutzter Platz, um eine solche Verbindungsleitung unterbringen
zu können.
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Die
beiden separaten Pumpengehäuse und/oder
das Fördervolumen
der beiden darin angeordneten Membranen pro Hub können zweckmäßigerweise
gleich groß sein.
Dann ergibt sich ein bestmöglicher
Ausgleich der jeweils verdrängten
Luft von dem einen zu dem anderen Pumpengehäuse und wieder zurück.
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Damit
die Luft bei ihrer Hin- und Herbewegung von dem einen in das andere
Pumpengehäuse und
wieder zurück
nicht zusätzlich
an irgendwelchen anderen Stellen entweicht, zum Beispiel an den
Lagern oder Kugellagern, ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der Lager-
und Durchtrittsöffnung
für die
insbesondere gemeinsame Antriebswelle an dem jeweiligen Pumpengehäuse wenigstens
eine Dichtung vorgesehen ist, deren Strömungswiderstand größer als
der der Verbindungsleitung zwischen den beiden Pumpengehäusen ist.
Durch die Kombination der Abdichtung entsprechender Öffnungen
an den Pumpengehäusen
mit der oder den gemeinsamen Verbindungsleitungen kann ein Austritt
von Luft aus den Pumpengehäusen
noch wirksamer vermieden werden, so dass nicht nur entsprechende
Geräusche, sondern
auch gegebenenfalls Verunreinigungen der Umgebung der Membranpumpe
vermieden werden können.
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Dabei
kann an dem Lager der Antriebswelle im Bereich des Durchtritts durch
die Pumpengehäuse
jeweils eine das Lager abdeckende Filzscheibe vorgesehen sein. Filzscheiben
sind effektive Dichtmittel, die selbst keine oder kaum Geräusche verursachen.
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Dabei
kann die Filzscheibe auf der dem Inneren des Pumpengehäuses abgewandten
und/oder zugewandten Seite des Lagers oder Kugellagers angebracht
sein. Dies kann von der jeweiligen Konstruktion der Lagerung der
Antriebswelle abhängig gemacht
werden.
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Eine
andere oder zusätzliche
Maßnahme kann
sein, dass das jeweilige Pumpengehäuse im Bereich des Pleuels
für den
Antrieb der Membrane eine Zwischenwandung zur Abgrenzung des Kurbelgehäuses von
dem Bewegungsraum des Membrankopfes hat, die eine Durchtrittsöffnung für das Pleuel aufweist,
und dass die Verbindung oder Verbindungsleitung der beiden Pumpengehäuse insbesondere
zwischen dieser Zwischenwandung und der Unterseite des jeweiligen
Membrankopfs vorgesehen ist. Auch dadurch wird die von den Membranen
beziehungsweise Membranköpfen
innerhalb des Pumpengehäuses
bewegte Luft vor allem oder ausschließlich in die Verbindungsleitung
gelenkt und somit die Gefahr eines Austrittes der Luft aus den Pumpengehäusen weiter
vermindert oder vermieden.
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Dabei
ist es günstig,
wenn die Durchtrittsöffnung
in der Zwischenwandung für
das Pleuel diesem gegenüber
eine enge Toleranz und/oder eine das Pleuel beaufschlagende, dessen
Bewegung erlaubende Dichtung oder Filzscheibe enthält. Dadurch wird
der pneumatische Widerstand innerhalb des Pumpengehäuses gegenüber dem
Durchtritt der Luft durch die Verbindungsleitung noch weiter erhöht.
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Vor
allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen
Merkmale und Maßnahmen
ergibt sich eine Membranpumpe mit zwei Membranköpfen und zwei separaten Pumpengehäusen sowie
einer gemeinsamen Antriebswelle für die beiden Pleuel, bei welcher
die von den Membranen und Membranköpfen bewegte Luft nicht ins
Freie entweichen muss, weil sie über
die gegenseitige luftdurchlässige
Verbindung oder Verbindungsleitung zwischen den beiden Pumpengehäusen hin-
und herbewegt werden kann und sich also die jeweils in den Pumpengehäusen durch
die Bewegungen der Membranköpfe
bewirkten Verdichtungen und Entspannungen der jeweiligen Luftmengen
ausgleichen können.
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Nachstehend
sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in
zum Teil schematisierter Darstellung:
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1 einen
Längsschnitt
einer erfindungsgemäßen Membranpumpe
mit zwei Membranköpfen und
zwei diese aufweisenden separaten Pumpengehäusen, die über eine Verbindungsleitung
luftdurchlässig
miteinander verbunden sind, wobei die eine Membran gerade im oberen
Totpunkt und demgemäß die gegensinnig
dazu angetriebene andere Membran in ihrem unteren Totpunkt dargestellt
sind, so dass die von dieser im unteren Totpunkt befindlichen Membran
verdrängte
Luft in das andere Pumpengehäuse
befördert
ist,
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2 einen
gegenüber
der 1 um 90 Grad gedrehten Längsschnitt durch eines der
Pumpengehäuse,
welches zwischen dem Bewegungsraum der Membran und dem Kurbelgehäuse eine
von dem Pleuel durchsetzte Zwischenwand aufweist und die Verbindungsleitung
zu dem nicht dargestellten zweiten Pumpengehäuse zwischen der Unterseite der
Membran beziehungsweise der Membrane und dieser Zwischenwand angeordnet
ist, sowie
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3 einen
Teillängsschnitt
analog 2, dieser gegen über aber um 90 Grad verdreht,
wobei in der Durchtrittsöffnung
in der Zwischenwand für
das Pleuel zusätzlich
eine Dichtung vorgesehen ist.
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Eine
im Ganzen mit 1 bezeichnete Membranpumpe weist zwei Membranen 6 und
zwei diese enthaltende separate, benachbart zueinander angeordnete
Pumpengehäuse 3 sowie
zwei Membranköpfe 15 auf,
wobei eine gemeinsame Antriebswelle 4 die Pleuel 5 der
beiden Membranen 6 antreibt. Dabei ist der Antrieb der
beiden Membranen 6 beziehungsweise der diese tragenden
Pleuelpilze 2, wie in 1 deutlich
dargestellt, derart um 180 Grad versetzt, dass die Richtung der
gleichzeitigen Auslenkungen der Membranen 6 der beiden
Pleuelpilze 2 jeweils gegensinnig ist.
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Man
erkennt in 1 deutlich, dass der links dargestellte
Pleuelpilz 2 mit der Membrane 6 gerade in Obenstellung
angelangt ist, während
der andere Pleuelpilz 2 mit seiner Membrane 6 entsprechend dem
Versatz des Antriebs um 180 Grad die entgegengesetzte Position,
nämlich
die Untenstellung erreicht hat. Während also ein Pleuelpilz 2 sich
im oberen Totpunkt befindet, ist der andere Pleuelpilz 2 demgegenüber im unteren
Totpunkt angelangt, was während
des Betriebes der Membranpumpe 1 ständig wechselt.
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In
den 1 und 2 ist dargestellt, dass die
beiden Pumpengehäuse 3 mit
Hilfe einer Verbindungsleitung 7 luftdurchlässig miteinander
verbunden sind, so dass die von dem abwärts bewegten Pleuelpilz 2 verdrängte Luft über diese
Verbindungsleitung 7 in das andere Pumpengehäuse 3 befördert werden
kann, wo die Aufwärtsbewegung
des Pleuelpilzes 2 gerade zu einer Vergrößerung des
Luftvolumens innerhalb des Pumpengehäuses 3 führt, so dass
ein ständiger
Austausch der jeweils verdrängten
und benötigten
Luftmengen zwischen den beiden Pumpengehäusen 3 über die
Verbindungsleitung 7 möglich
ist. Somit braucht die jeweils von den Pleuelpilzen 2 und
den Membranen 6 verdrängte
Luft nicht aus den Pumpengehäusen 3 auszutreten,
so dass auch keine durch einen solchen Luftaustritt bewirkte Geräuschentwicklung
erfolgt.
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Der
Querschnitt der zwischen den beiden im wesentlichen parallel zueinander
angeordneten Pumpengehäusen 3 vorgesehenen
Verbindungsleitung 7 und auch ihr Strömungswiderstand sind dabei derart
bemessen, dass möglichst
die gesamte von der jeweiligen Membranunterseite geförderte oder verdrängte Luft
in das jeweils andere Pumpengehäuse 3 gefördert wird.
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Dies
wird dadurch begünstigt,
dass die beiden Pumpengehäuse 3 und
vor allem das von den Membranen 6 je Hub bewirkte Fördervolumen
gleich groß sind,
so dass pro Hub des einen Pleuelpilzes 2 mit Membrane 6 gleichzeitig
die Luftmenge in dem entsprechenden Pumpengehäuse 3 übernommen wird,
die durch die dem Hub entgegengesetzte Bewegung in dem benachbarten
Pumpengehäuse 3 verdrängt wird.
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Dabei
erkennt man in 1, dass die Verbindungsleitung 7 die
beiden Pumpengehäuse 3 an
deren einander zugewandten Seiten oder Wänden 3a geradlinig
verbindet, so dass also eine möglichst
kurze Verbindungsleitung 7 möglich ist, die flexibel oder aber
auch starr sein kann, um gleichzeitig die beiden Pumpengehäuse 3 stabil
miteinander zu verbinden.
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In 1 ist
außerdem
dargestellt, dass im Bereich der Lager- oder Durchtrittsöffnung für die gesamte
Antriebswelle 4 an dem jeweiligen Pumpengehäuse 3 wenigstens
eine Dichtung 8 vorgesehen ist, deren Strömungswiderstand
größer als
der der Verbindungsleitung 7 zwischen den beiden Pumpengehäusen 3 ist,
was zusätzlich
dazu beiträgt,
dass die von den Pleuel- Pilzen 2 und
den Membranen 6 unterseitig jeweils verdrängte Luft
praktisch vollständig über die
Verbindungsleitung 7 hin- und herbewegt wird. Dabei kann an dem
jeweiligen Lager 9 der Antriebswelle 4 im Bereich
des Durchtritts durch die Pumpengehäusewandung jeweils eine das
Lager 9 abdeckende Filzscheibe als Dichtung 8 vorgesehen sein,
die im Ausführungsbeispiel
auf der dem Inneren des jeweiligen Pumpengehäuses 3 abgewandten Seite
des Lagers oder Kugellagers 9 angebracht ist. Sie könnte aber
auch auf der dem Inneren des Pumpengehäuses 3 zugewandten
Seite oder auf beiden Seiten des jeweiligen Lagers vorgesehen werden.
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In
den 2 und 3 ist als zusätzliche Maßnahme zur
weitestgehend ausschließlichen
Förderung
der jeweils verdrängten
Luft durch die Verbindungsleitung 7 dargestellt, dass das
jeweilige Pumpengehäuse 3 im
Bereich des Pleuels 5 eine Zwischenwandung 10 zur
Abgrenzung des Kurbelgehäuses 11 von
dem Bewegungsraum 12 der Membrane 6 hat, wobei
eine Durchtrittsöffnung 13 für das Pleuel 5 notwendig
und vorgesehen ist und die Verbindungsleitung der beiden Pumpengehäuse 3 zwischen
dieser Zwischenwandung 10 und der Unterseite des jeweiligen
Pleuelpilzes 2 angeordnet ist. Die Zwischenwand und eine
möglichst
enge Durchtrittsöffnung 13 verbessern
das Fördern
der an der Unterseite des jeweiligen Pleuelpilzes bei dessen Abwärtsbewegung
verdrängten
Luft in und durch die Verbindungsleitung 7.
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Neben
einer engen Toleranz dieser Durchtrittsöffnung 13 gegenüber dem
Pleuel 5 kann außerdem
in der Durchtrittsöffnung 13 gemäß 3 noch eine
das Pleuel 5 beaufschlagende, dessen Bewegung erlaubende
Dichtung 14, zum Beispiel eine Filzscheibe, vorgesehen
sein, die gemäß 3 in
Aussparungen des Randes der Durchtrittsöffnung 13 eingreift.
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Durch
die luftdichte Verbindung der beiden parallelen, separaten Pumpengehäuse 3 mittels
wenigstens einer Verbindungsleitung 7 kann die jeweils bei
der Bewegung der Membranen 6 verdrängte Luft aufgrund von deren
gegensinnigen Bewegungen von dem einen in das andere Pumpengehäuse 3 und
wieder zurück
gefördert
werden, so dass ein Austritt dieser verdrängten Luft aus den Pumpengehäusen 3 und
eine damit einhergehende Geräuschentwicklung vermieden
oder weitestgehend vermieden werden.
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Die
Membranpumpe 1 hat zwei Membranköpfe 15, jeweils zwei
Membranen 6 und zwei separate Pumpengehäuse 3, in denen die
Pleuel 5 mit Pleuelpilzen 2 für die Membranen 6 angeordnet
sind, die von einer gemeinsamen Welle 4 angetrieben sein können, wobei
der Antrieb für
die Welle 4 zwischen den beiden Pumpengehäusen 3 angeordnet
sein kann. Die beiden Pumpengehäuse 3 sind
dabei luftdurchlässig
insbesondere über
eine Verbindungsleitung 7 miteinander verbunden, damit
die jeweils von der einen Membrane 6 verdrängte Luft
in das andere Pumpengehäuse 3 bewegt
werden kann, in welchem die zugehörige Membrane 6 aufgrund
des entgegengesetzten Antriebs zu einer Raumvergrößerung führt.