DE102010009152A1 - Schwingankerpumpe - Google Patents

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Jörg Dr. Ing. 01237 Gaßmann
Luca Dipl.-Ing. 01237 Malaguerra
Sören Dipl.-Ing. 01097 Heinrich
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwingankerpumpe (1), zumindest umfassend eine Antriebseinheit mit einem von dieser angetriebenen axial beweglichen Anker (5) zum Pumpen des Fluids (1.1) sowie eine in Wirkverbindung mit der Antriebseinheit stehende Pumpeinheit (1.2), wobei die Pumpeinheit eine Pumpenkammer (2) für das zu pumpende Fluid, einen Einlass (3) sowie einen Auslass (4) aufweist. Kennzeichnend für diese Erfindung ist, dass zum Zwecke zur Reduzierung der in der Pumpenkammer (2) auftretenden Druckspitzen und Druckanstiege sowie Geräusche ein reversibel verformbares Dämpfungselement (6) vorgesehen ist, welches innerhalb der Pumpenkammer (2) der Pumpeinheit (1.2) platziert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schwingankerpumpe, die zumindest eine Antriebseinheit mit einem von dieser angetriebenen axial beweglichen Anker zum Pumpen des Fluids sowie eine in Wirkverbindung mit der Antriebseinheit stehende Pumpeinheit umfasst, wobei die Pumpeinheit eine Pumpenkammer für das zu pumpende Fluid, einen Einlass sowie einen Auslass aufweist.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Kolbenpumpen mit Pumpenkammern vorbekannt, welche mit einem konstanten Kammervolumen arbeiten. In diesem Zusammenhang sind die Druckschriften FR 2465903 , US 2005025638 A1 und die DE 10 2007 007297 genannt.
  • Des Weiteren sind im Bereich von Pumpen angeordnete Schwingungsdämpfer vorbekannt, wie diese beispielsweise in der EP 0511124 A1 offenbart sind. Hierbei wird das pulsierende Wasser am Ausgang der Pumpe gedämpft. Durch die Vibrationspumpe pulsiert der Wasserstrom sehr stark und wird mittels des Schwingungsdämpfers geglättet. Dadurch können auch die bei der Kompression entstehenden Geräusche im Gesamtsystem verringert werden. Nachteilig bei dieser Erfindung ist der Umstand, dass der Schwingungsdämpfer außerhalb der Pumpe platziert und in das nachgeordnete Leitungssystem integriert ist mit der Folge, dass die Kavitationsneigung einer derartigen Pumpe nicht beeinflusst werden kann.
  • Grundsätzlich können die in vorbekannten Pumpsystemen auftretenden, durch Schwingungen erzeugten Geräusche durch eine elastische Aufhängung der gesamten Pumpe begrenzt werden. Dadurch wird verhindert, dass die Schwingungen und der Körperschall von der Schallquelle unmittelbar auf die die Pumpe umgebenden Bau- und Anlagenteile übertragen werden. Ebenso besteht die Möglichkeit der Schalldämmung der Pumpe und deren Einbauraums. Ferner können auch die nachgeordneten Anlagenteile entsprechend schallschutztechnisch angepasst werden, beispielsweise unter Verwendung von Schalldämpfern.
  • Bei den bislang eingesetzten Lösungen wird nicht die Ursache der Schwingungen und Geräusche beeinflusst, sondern mit sekundären Maßnahmen versucht, die auftretenden Schwingungen und Geräusche zu dämmen. Dies führt dazu, dass trotz hohen technischen Aufwands hierbei keine optimale Geräuschreduzierung erreicht werden kann.
  • Auch kann nicht vollumfänglich verhindert werden, dass eine einmal entstandene Schwingung sich auf andere Komponenten überträgt, und beispielsweise durch an die Pumpe angeschlossene Leitungssysteme verursachte unerwünschte Resonanzen entstehen.
  • Die Ursachen hierfür liegen darin, dass in herkömmlichen Schwinganker-Kolbenpumpen durch die Dynamik des Systems sehr hohe Spitzendrücke und Druckgradienten unmittelbar vor dem öffnen des Auslassventils entstehen. Diese hohen Spitzenwerte und der steile Anstieg des Druckes bewirken unerwünschte Schwingungen des Gesamtsystems, die zur Geräuschentwicklung beitragen. Eine weitere signifikante Ursache für störende Geräusche ist die bei hohen Unterdrücken während des Saugens entstehende Kavitation. Dabei löst sich ab einem gewissen Grenzdruck das im Wasser gelöste Gas und es entstehen Bläschen in der Flüssigkeit. Nimmt der Druck wieder zu, so implodieren diese Bläschen mit hoher vom Druckgradienten abhängiger Geschwindigkeit, wobei deutlich wahrnehmbare Geräusche und Schwingungen entstehen. Beide Ursachen bewirken, dass sich die Schallabstrahlung und Schwingungserregung erheblich erhöhen.
  • Es besteht insbesondere in geräuschsensiblen Bereichen, beispielweise im Haushalt, der Bedarf, besonders leise Antriebsaggregate – hier leise Pumpen für Kaffemaschinen – einzusetzen.
  • Nach der Konzeption der Erfindung umfasst die Schwingankerpumpe zumindest eine Antriebseinheit mit einem von dieser angetriebenen axial beweglichen Anker zum Pumpen des Fluids sowie eine in Wirkverbindung mit der Antriebseinheit stehende Pumpeinheit, wobei die Pumpeinheit eine Pumpenkammer für das zu pumpende Fluid, einen Einlass sowie einen Auslass aufweist. Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass zum Zwecke zur Reduzierung der in der Pumpenkammer auftretenden Druckspitzen und Druckanstiege sowie Geräusche ein reversibel verformbares Dämpfungselement vorgesehen ist, welches innerhalb der Pumpenkammer der Pumpeinheit platziert ist.
  • Das Wesen der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch die Begrenzung der unerwünschten Spitzenwerte des Druckes und Druckanstiegs die Betriebsgeräusche deutlich reduziert werden konnten. Damit einher geht die Verringerung der Schwingungsanregung der Pumpe sowie der umgebenen Bauteilen und die Kavitationsneigung.
  • Das erfindungsgemäße Dämpfungselement ist dabei so ausgebildet, dass es sich mit ansteigendem Druck reversibel verformt. Dadurch entsteht in den Bereichen hohen Drucks eine (teil)elastische Pumpenkammer, die die Druckspitzen durch das zeitweilig vergrößerte Kammervolumen abfedert und den Anstieg bzw. den Abfall des Druckverlaufes begrenzt. Auch beim Ansaugen des Fluids werden die steilen Druckgradienten gedämpft bzw. entschärft, wodurch weniger Kavitation entsteht, wobei gilt:
    Figure 00030001
  • Das erfindungsgemäße Dämpfungselement kann unterschiedlich ausgebildet sein. Einerseits ist es möglich, dessen Wirkung auf einen Druck- bzw. Arbeitsbereich zu begrenzen oder andererseits die elastische Wirkung im gesamten Druck- bzw. Arbeitsbereich zu nutzen. Diese Variabilität erlaubt die Anpassung der Dämpfungswirkung an die Charakteristik der Schwingankerpumpe.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Kammerwände der Pumpenkammer entweder zumindest teilweise als Dämpfungselement ausgebildet oder sie weisen ein Dämpfungselement auf.
  • Es hat sich hinsichtlich der Erzielung einer hohen Dämpfungswirkung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Dämpfungselement als Membran ausgebildet ist, welche von der/den Kammerwänd(en) der Pumpenkammer beabstandet angeordnet ist. Als Werkstoffe für die Membran eignen sich mit hohem Druck beaufschlagbare elastische Stoffe, wie beispielsweise Gummi, Kunststoffe oder Schaumstoffe.
  • Aus fertigungstechnischer Sicht wird eine Schwingankerpumpe bevorzugt, bei der eine der Kammerwände eine gegenüber den anderen Kammerwänden zumindest partiell verringerte Dicke aufweist, die wegen der Elastizität der verringerten Wandstärke als Dämpfungselement wirkt.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Lösungen besteht darin, die Pumpeinheit mit einem Anschlag auszubilden, der die Auslenkung des Dämpfungselementes begrenzt, um z. B. die Überbelastung des Dämpfungselements zu verhindern. Der Anschlag ist dabei gegenüber der Membran derart angeordnet, dass er im Bereich ihrer größten Auslenkung, also in einem mittleren Bereich, seine maximale Wirkung entfaltet.
  • Der Weg des Erfindungsgedankens wird auch nicht verlassen, wenn das z. B. als Membran ausgebildete Dämpfungselement unter Verwendung einer Spanneinrichtung vorgespannt ist, wobei die weitere Auslenkung des Dämpfungselements nur bei Erreichen eines definierten Grenzkammerdrucks erfolgt. Mit diesem konstruktiven Lösungsvorschlag werden die Wirkungen des Dämpfungselements auf einen Bereich oberhalb eines definierten Grenzkammerdrucks begrenzt. Die vorgeschlagene Spanneinrichtung kann neben der unverstellbaren bzw. festen Variante auch einstellbar ausgeführt sein.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Dämpfungselement als komprimierbares Element in Gestalt einer Kugel, Scheibe, eines Zylinders oder Rings ausgebildet, der/die jeweils innerhalb der Pumpenkammer angeordnet sind. Als Material für das komprimierbare Element hat sich geschlossenporiger bzw geschlossenzelliger Schaumstoff als besonders vorteilhaft erwiesen; jedoch sind auch andere geeignete Materialien einsetzbar. Das beispielsweise als Ring ausgebildete komprimierbare Element ist dabei vorzugsweise in einem Bereich der Pumpenkammer fest angeordnet, welches vollständig vom zu komprimierenden Fluid umströmt werden kann.
  • Eine weitere Möglichkeit der Dämpfung der auftretenden Druckspitzen besteht darin, das Dämpfungselement im Bereich der in die Pumpenkammer eintauchenden Stirnseite des Ankers zu platzieren. Das Dämpfungselement kann sich in diesem Fall über die gesamte Stirnseite des Ankers oder nur partiell über die Stirnseite erstrecken.
  • Letztlich kann das erfindungsgemäße Dämpfungselement auch an dem Ventil-Verschlusskörper des Einlasses und/oder an dem Ventil-Verschlusskörper des Auslass angeordnet sein bzw. ist eine technische Lösung denkbar, bei welcher der oder die Verschlusskörper selbst als Dämpfungselement ausgebildet ist/sind.
  • Die Erfindung lehrt auch jedwede Kombination aller erläuterten Ausgestaltungen, durch welche eine optimale Einstellung des Dämpfungsverhaltens erzielt werden kann.
  • Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
    • • durch Verwendung eines innerhalb der Pumpenkammer platzierten Dämpfungselements können die bei der Kompression bzw. beim Pumpen entstehenden geräuschrelevanten Druckspitzen unmittelbar an der Geräuschquelle minimiert werden mit der Folge, dass die Schwingungsanregung der Schwingankerpumpe signifikant verringert wird,
    • • die Wirkung des Dämpfungselements kann – in Abhängigkeit dessen Ausbildung und Platzierung – entweder im gesamten Druckbereich genutzt oder auf einen Bereich begrenzt werden,
    • • variable Anpassung an unterschiedlich ausgebildete Pumpenkammern durch die Ausbildung des innenliegenden Dämpfungselements als Membran, Ring, Scheibe, Kugel, Zylinder, Teil des Ankers oder der Kammerwände sowie Teil der Ventilverschlusskörper mit oder ohne Anschlag und
    • • durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Dämpfungselements zur Ausbildung einer (teil)elastischen Pumpenkammer kann auf raumgreifende, der Schwingankerpumpe nachgeordnete, Schwingungsdämpfer verzichtet werden.
  • Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
  • 1: eine Schnittdarstellung einer Schwingankerpumpe mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement,
  • 2: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit einer dickenreduzierten Kammerwand,
  • 3: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement im Zusammenwirken mit einem Anschlag,
  • 4.1: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement unter Verwendung einer (verstellbaren) Vorspanneinrichtung,
  • 4.2: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement unter Verwendung einer (verstellbaren) Vorspanneinrichtung sowie einem Anschlag,
  • 5: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit als Ring oder Scheibe ausgebildeten Dämpfungselementen,
  • 6: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit einem an der Stirnseite des Ankers platzierten Dämpfungselement,
  • 7: eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit einer Schwingankerpumpe mit einem am Ventil-Verschlusskörper des Einlasses angeordneten Dämpfungselement,
  • 8: die vergleichende Darstellung der Betriebsgeräusche einer Schwingankerpumpe mit und ohne Dämpfungselement in Diagrammform,
  • 9.1: eine Darstellung der Steifigkeit des Dämpfungselements in Abhängigkeit des Drucks in Diagrammform,
  • 9.2: eine erste Darstellung der Auslenkung eines als Membran ausgebildeten Dämpfungselements in Abhängigkeit des Drucks in Diagrammform,
  • 9.2: eine zweite Darstellung der Auslenkung eines als Membran ausgebildeten Dämpfungselements in Abhängigkeit des Drucks in Diagrammform und
  • 10: eine Darstellung der unter Verwendung des Dämpfungselements erzielbaren Dämpfung in Diagrammform.
  • Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Schwingankerpumpe 1 mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement 6. Die Schwingankerpumpe 1 besteht im Wesentlichen aus einer nicht näher beschriebenen Antriebseinheit 1.1, die in Wirkverbindung mit einer Pumpeinheit 1.2 steht. Die Pumpeinheit 1.2 weist eine Pumpenkammer 2 für das zu pumpende Fluid, einen Einlass 3 mit einem Ventil-Verschlusskörper 3.1 und einen Auslass 4 mit einem zugehörigen Ventil-Verschlusskörper 4.1 auf. Die Wirkverbindung zwischen Antriebseinheit 1.1 und der Pumpeinheit 1.2 wird durch einen von der Antriebseinheit 1.1 angetriebenen axial beweglichen Anker 5 innerhalb der Pumpenkammer 2 realisiert. Zum Zwecke der Reduzierung der in der Pumpenkammer 2 auftretenden Druckspitzen und Druckanstiege sowie Geräusche ist ein reversibel verformbares Dämpfungselement 6 vorgesehen, welches innerhalb der Pumpenkammer 2 der Pumpeinheit 1.2 im Bereich der dem Auslass 4 gegenüberliegenden Kammerwandung platziert ist. Der mit dem Bezugszeichen 7.1 markierte Verschlussstopfen hält das als Membran ausgebildete Dämpfungselement 6 in seiner Position und gewährleistet die äußere Dichtheit der Schwingankerpumpe 1. Bei der Bewegung des Ankers 5 nach links entsteht in der Druckkammer 2, welche durch eine Dichtung 11 von der Antriebseinheit abgegrenzt ist, ein Unterdruck, wodurch das Einlassventil 3.1 öffnet und das Fluid in die Pumpenkammer 2 einströmen kann. Auf dem Rückweg des oszillierenden Ankers 5 wird dieses Fluid nun komprimiert und der entstehende Überdruck schließt das Einlassventil 3.1 und öffnet das Auslassventil 4.1. gegen den evtl. am Auslass 4 anliegenden Gegendruck. Dieses oszillierende Verhalten des Ankers 5 und damit des Pumpvorganges wird auch in 10 dargestellt, wobei der Referenzdruck bei 1 bar angenommen wird. Insbesondere beim Anliegen eines Gegendruckes am Auslass 4 entstehen beim Übergang vom Saugen, d. h. füllen der Druckkammer 2 mit Fluid, zum Ausdrücken des Fluids große Druckgradienten und Spitzendrücke, wie in 10 zu erkennen ist. Das als Membran ausgebildet Dämpfungselement 6 minimiert diese durch eine partielle Vergrößerung des Pumpenkammervolumens und somit Beeinflussung des Druckes und Druckgradienten.
  • Die 2 illustriert eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit 1.2 einer Schwingankerpumpe 1 mit einer dickenreduzierten Kammerwand 7, welche als elastisches Element dämpfend wirkt. Die Anordnung des Einlass- 3 und Auslassventils 4 ist hier als eine mögliche Ausführung gegenüber der Darstellung gemäß 1 umgekehrt dargestellt. Die Verringerung der Wandstärke der Kammerwand 7 bewirkt in dieser Ausführungsform, dass die Kammerwandung 7 als elastisches Element wirkt.
  • Der 3 ist eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit 1.2 einer Schwingankerpumpe 1 mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement 6 im Zusammenwirken mit einem Anschlag 9 zu entnehmen. Bei dieser Darstellung ist der Anschlag 9 in einem Verschlussstopfen 7.1 ausgebildet, welcher sich gegenüber dem Ventil-Verschlusskörper 4.1 des zugehörigen Auslasses 4 befindet. Das als Membran ausgebildete Dämpfungselement 6 erstreckt sich dabei längsseits über den Bereich des Verschlussstopfens 7.1. Die Rand- bzw. Endbereiche der Membran sind jeweils unter Ausbildung eines eingeschlossenen Volumens mittels des Verschlussstopfens 7.1 an der Pumpenkammer 2 befestigt. Die Membran ist flexibel ausgebildet und dabei in der Lage, sich bei auftretenden Druckspitzen reversibel zu verformen. Der Verschlussstopfen 7.1 umfasst einen Anschlag 9, der etwa mittig auf dieser platziert ist. Der Anschlag 9 hat die Aufgabe, die Auslenkung des unmittelbar vor diesem platzierten Dämpfungselements 6 bei Druckbeaufschlagung zu beschränken und somit die dämpfende Wirkung nur auf einen bestimmten Druckbereich zu reduzieren bzw. einer Beschädigung der Membran 6 durch Überdruck entgegenzuwirken. Dieser Zusammenhang wird noch deutlicher mit Blick auf die 9.1 bis 9.3. Mit dem Erreichen eines bestimmten Druckes und damit der Auslenkung der Membran wird die Auslenkung durch den Anschlag 9 beschränkt und die Steifigkeit des Dämpfelements 6 nimmt deutlich zu. In 9.2. ist die schematische Auslenkung der Membran beim Erreichen des Anschlages 9 dargestellt. Die Auslenkung ändert sich nur noch geringfügig. In diesem Zusammenhang zeigt 9.1, dass mit Erreichen des Anschlages 9 die Steifigkeit deutlich steigt. Dieses Verhalten muss nicht – wie in den Figuren beispielhaft dargestellt – linear sein, sondern kann abhängig von der Geometrie jede andere beliebige Kurvenform aufweisen, was eine individuelle Anpassung an das Pumpendesign erlaubt.
  • Die 4.1 und 4.2 zeigen jeweils eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit 1.2 einer Schwingankerpumpe 1 mit einem als Membran ausgebildeten Dämpfungselement 6 unter Verwendung einer (verstellbaren) Vorspanneinrichtung 104.1 – sowie ergänzend dazu mit einem Anschlag 94.2. Der Grundaufbau der Pumpeinheit 1.2 entspricht dem der 3. Zusätzlich zum Anschlag 9 ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche über den äußeren Bereich des Verschlussstopfens 7.1 verstellbar ist. Die Vorspanneinrichtung 10 hat die Aufgabe, die Wirkung der Membran als Dämpfungselement 6 erst ab einem über die Vorspannung definierten Grenzdruck zu erlauben. Dies kann noch dahingehend beeinflusst werden, indem ein zusätzlicher Anschlag 9 vorgesehen wird, wie in 4.2 dargestellt.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Dämpfungselement 6 als porige Scheibe 6.2 oder als poriger Ring 6.1 ausgebildet, was in der Schnittdarstellung der Pumpeinheit 1.2 einer Schwingankerpumpe 1 gemäß 5 gezeigt ist. Diese elastischen Elemente 6.1 oder 6.2 sind in der Lage, sich bei auftretenden Druckspitzen reversibel zu verformen.
  • Die 6 zeigt eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit 1.2 einer Schwingankerpumpe 1 mit einem an der Stirnseite des Ankers 5 platzierten Dämpfungselement 6. Das Dämpfungselement 6 ist dabei im Bereich der in die Pumpenkammer 2 eintauchenden Stirnseite des Ankers 5 platziert. Der Grundaufbau der Pumpeinheit entspricht dabei dem der 2.
  • Der 7 ist eine Schnittdarstellung der Pumpeinheit 1.2 einer Schwingankerpumpe 1 mit einem am Ventil-Verschlusskörper 3.1, 4.1 des Einlasses 3 bzw. Auslasses 4 angeordneten Dämpfungselement 6 zu entnehmen. Die Bezugszeichen sind wiederum denen der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen identisch. Das Dämpfungselement ist hierbei im Ventil-Verschlusskörper 3.1 bzw. 4.1 angeordnet, so dass dem Kompressions- oder Pumpvorgängen das gesamte Volumen der Pumpenkammer 2. zur Verfügung gestellt werden kann; wobei allerdings die dämpfende Wirkung durch Volumenveränderung direkt im Ventil-Verschlusskörper 3.1 bzw. 4.1 realisiert wird. Die Pumpenkammer 2 wird bis auf den Einlass 3, den Auslass und den Durchdringungsbereich des Ankers von Kammerwänden 7 umschlossen, die im wesentlich eine konstante Dicke aufweisen.
  • Mit Blick auf die 8 wird deutlich, dass die Geräuschpegel einer Schwingankerpumpe 1 mit einem erfindungsgemäßen Dämpfungselement 6 wesentlich geringer sind als bei einer Schwingankerpumpe 1 ohne Dämpfungselement 6. Bei einem Überdruck von etwa 3 bar divergieren die beiden Graphen. Das heißt, der die Schwingankerpumpe 1 ohne Dämpfungselement 6 repräsentierende Graph steigt an und der die Schwingankerpumpe 1 mit Dämpfungselement 6 repräsentierende Graph fällt mit steigendem Druck. Bei dieser Darstellung wird die Wirkung des Dämpfungselements 6 besonders transparent, denn im oberen Druckbereich werden geringere Geräuschpegel als im unteren Druckbereich erzielt.
  • Die 9.1 zeigt eine Darstellung der Steifigkeit des Dämpfungselements 6 in Abhängigkeit des Drucks und die 9.2 eine korrespondierende Darstellung der Auslenkung eines als Membran ausgebildeten Dämpfungselements 6 in Abhängigkeit des Drucks jeweils in Diagrammform. Bis zu einem bestimmten Druck verläuft die Steifigkeit des Dämpfungselements linear mit einem geringen Anstieg. Ab einem definierten Druck verläuft die Steifigkeit des Dämpfungselements weiterhin linear, jedoch mit einem größeren Anstieg. Die Auslenkung des als Membran ausgebildeten Dämpfungselements 6 verläuft zunächst linear; ab einem bestimmten Druck verändert sich die Auslenkung kaum noch. Die beiden relevanten Knickpunkte der beiden Graphen fallen im dargestellten Beispiel nicht bei einem gemeinsamen Druck zusammen. Je nach Ausgestaltung der Membran und der oben erläuterten Kombinationen ist grundsätzlich jede beliebige Kurvenform an Anpassung durchführbar. So nimmt die Auslenkung der Membran in der Ausgestaltung gemäß 4.2 erst ab einem bestimmten Druck zu, wie in 9.3. in Diagramform dargestellt. Somit kann abhängig von den erforderlichen Schwingungs- und Geräuschforderung das Pumpverhalten angepasst werden. Die beschriebenen Mechanismen sind auch einstellbar möglich.
  • Der 10 ist eine Darstellung der erzielbaren Dämpfung unter Verwendung des Dämpfungselements 6 in Diagrammform zu entnehmen. Wie ersichtlich, konnten durch Einsatz des erfindungsgemäßen Dämpfungselements 6 die Druckspitzen geglättet werden; der Graph des Druckverlaufs verläuft sodann wesentlich weicher.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schwingankerpumpe
    1.1
    Antriebseinheit
    1.2
    Pumpeinheit
    2
    Pumpenkammer
    3
    Einlass
    3.1
    Ventil-Verschlusskörper
    4
    Auslass
    4.1
    Ventil-Verschlusskörper
    5
    Anker
    6
    Dämpfungselement
    6.1
    Ring
    6.2
    Scheibe
    7
    Kammerwand
    7.1
    Verschlussstopfen
    8
    Luftspalt
    9
    Anschlag
    10
    Spanneinrichtung
    11
    Dichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 2465903 [0002]
    • US 2005025638 A1 [0002]
    • DE 102007007297 [0002]
    • EP 0511124 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Schwingankerpumpe (1), zumindest umfassend eine Antriebseinheit mit einem von dieser angetriebenen axial beweglichen Anker (5) zum Pumpen des Fluids (1.1) sowie eine in Wirkverbindung mit der Antriebseinheit stehende Pumpeinheit (1.2), wobei die Pumpeinheit eine Pumpenkammer (2) für das zu pumpende Fluid, einen Einlass (3) sowie einen Auslass (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke zur Reduzierung der in der Pumpenkammer (2) auftretenden Druckspitzen und Druckanstiege sowie Geräusche ein reversibel verformbares Dämpfungselement (6) vorgesehen ist, welches innerhalb der Pumpenkammer (2) der Pumpeinheit (1.2) platziert ist.
  2. Schwingankerpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (7) der Pumpenkammer (2) entweder zumindest teilweise als Dämpfungselement (6) ausgebildet sind oder ein Dämpfungselement (6) aufweisen.
  3. Schwingankerpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) als Membran ausgebildet ist, welche von der/den Kammerwänd(en) (7) der Pumpenkammer (2) beabstandet angeordnet ist.
  4. Schwingankerpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kammerwände (7.1) eine gegenüber den anderen Kammerwänden (7) zumindest partiell verringerte Dicke aufweist, die wegen der Elastizität der verringerten Wandstärke als Dämpfungselement wirkt.
  5. Schwingankerpumpe (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinheit (1.2) mit einem Anschlag ausgebildet ist, der die Auslenkung des Dämpfungselementes (6) begrenzt.
  6. Schwingankerpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) unter Verwendung einer verstellbaren oder festen Spanneinrichtung (10) vorgespannt ist, wobei die weitere Auslenkung des Dämpfungselements (6) nur bei Erreichen eines definierten Grenzkammerdrucks erfolgt.
  7. Schwingankerpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) als komprimierbares Element ausgebildet ist, das innerhalb der Pumpenkammer (2) angeordnet ist.
  8. Schwingankerpumpe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das komprimierbare Element als Kugel, Ring, Zylinder oder Scheibe aus geschlossenporigem Schaumstoff ausgebildet ist.
  9. Schwingankerpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) im Bereich der in die Pumpenkammer (2) eintauchenden Stirnseite des Ankers (5) platziert ist.
  10. Schwingankerpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (6) an dem Ventil-Verschlusskörper (3.1) des Einlasses (3) und/oder an dem Ventil-Verschlusskörper (4.1) des Auslass (4) angeordnet ist oder der/die Verschlusskörper (3.1, 4.1) selbst als Dämpfungselement (6) ausgebildet sind.
DE201010009152 2010-02-24 2010-02-24 Schwingankerpumpe Withdrawn DE102010009152A1 (de)

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