DE10233302B4

DE10233302B4 - Pumpe

Info

Publication number: DE10233302B4
Application number: DE10233302A
Authority: DE
Inventors: Erich Becker; Erwin Hauser
Original assignee: KNF Neuberger GmbH
Current assignee: KNF Neuberger GmbH
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: EP1458978A1; EP1458978B1; JP2006504020A; DE10233302A1; DE50300252D1; US20060051219A1; KR20050025610A; WO2004010000A1; KR100881809B1

Abstract

Pumpe (1) mit zumindest einem, vom Fördermedium gesteuerten Schirmventil, das eine Ventilscheibe (4) aus flexiblem Material hat, die in ihren Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung die Ventilscheibe (4) zumindest eine Ventilöffnung (9) verschließt, wobei an der Ventilscheibe (4) Anformungen (11) vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Ventilscheibe (4) vorgesehenen Anformungen (11) stegförmig über den Scheiben-Umfangsrand der Ventilscheibe (4) vorstehen, daß diese Anformungen (11) zur Vermeidung eines schlagartigen flächigen Anlegens der Ventilscheibe (4) an einer auf ihrer der Ventilöffnung (9) abgewandten Seite angeordneten Ventil-Anlagefläche (10) und zur Entweichung der Luft zwischen der Ventilscheibe (4) und der Ventil-Anlagefläche (10) während der Ventil-Öffenbewegung bestimmt sind, und daß dazu entweder die Anformungen (11) den die Ventil-Anlagefläche umgrenzenden Bereich (12) des Schirmventils in der Offenstellung beaufschlagen oder zumindest eine der Anformungen (11) die Ventilscheibe (4) mit einem die Ventilscheibe (4) umgrenzenden Dichtring (13) verbindet, der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit zumindest einem, vom Fördermedium gesteuerten Schirmventil, das eine Ventilscheibe aus flexiblem Material hat, die in einem Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung die Ventilscheibe zumindest eine Ventilöffnung verschließt, wobei an der Ventilscheibe Anformungen vorstehen.

Aus der DE 42 00 838 A1 ist bereits eine Membranpumpe bekannt, deren Ein- und Auslaßventil jeweils als ein vom Fördermedium gesteuertes Schirmventil ausgestaltet ist. Jedes dieser Schirmventile weist eine Ventilscheibe aus flexiblem Material auf, die in einem Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist. Während die Ventilscheibe in ihrer Schließstellung zumindest eine Ventilöffnung verschließt, legt sie sich in ihrer Offenstellung zumindest bereichsweise an eine auf ihrer der Ventilöffnung abgewandten Seite angeordnete Ventil-Anlagefläche an.

Durch die Öffen- und Schließbewegungen der Ventilscheibe während des Pumpbetriebes kann diese Ventilscheibe auch flächig auf der Ventil-Anlagefläche anschlagen und die zwischen Ventilscheibe und Ventil-Anlagefläche vorhandene Luft schlagartig verdrängen, wodurch ein störendes Geräusch entsteht.

Aus der EP 1 126 173 A1 der Anmelderin ist bereits eine Pumpe mit wenigstens einem, in einem Pumpenkopf befindlichen Einlass- und zumindest einem Auslassventil bekannt, von denen mindestens ein Ventil eine vom Fördermedium gesteuerte Ventilscheibe aufweist, die in Schließstellung des Ventils an einer, zumindest eine Ventilöffnung umgrenzenden Ventil-Dichtfläche des Pumpenkopfes dichtend anliegt. Bei einer derartigen Pumpe, die zumindest ein Ventil mit einer vom Fördermedium gesteuerten Ventilscheibe hat, können bereits geringe Flüssigkeitsmengen von beispielsweise ein oder zwei Tropfen dazu führen, daß die Ventilscheibe am Ventilsitz „festklebt" und daß die bei niedrigen absoluten Drücken entsprechend geringen Differenzdrücke nicht ausreichen, um die Ventilscheibe zu bewegen. Um einem derartigen „Klebeeffekt" entgegenzuwirken, ist in der EP 1 126 173 A1 vorgesehen, daß die dichtenden Berührungsstellen zwischen der Dichtseite der Ventilscheibe und der die Ventilöffnung umgrenzenden Ventil-Dichtfläche des Pumpenkopfes mittels im Querschnitt kegelförmiger Ringvorsprünge im wesentlichen als linienförmige Berührungsstellen ausgebildet sind. Einer unerwünschten Geräuschbildung soll mit den in EP 1 126 173 A1 vorgesehenen Ringvorsprüngen demgegenüber nicht entgegengewirkt werden.

Aus der DE 199 17 009 A1 kennt man bereits eine Kolbenvakuumpumpe, die ein druckgesteuertes Gaseintrittsventil hat. Um die Pumpe in Bezug auf ihren Gaseintritt zu verbessern, ist das Gaseintrittsventil der vorbekannten Kolbenvakuumpumpe so angeordnet, daß es während des Saughubes, vorzugsweise in der ersten Phase des Saughubes, öffnet. Das druckgesteuerte Gaseintrittsventil der vorbekannten Kolbenvakuumpumpe ist als Zungenventil ausgestaltet, das vorzugsweise aus einem Federstahl besteht. Dieses Zungenventil der vorbekannten Kolbenvakuumpumpe ist mit dem Schirmventil des vorliegenden Erfindungsgegenstandes nicht vergleichbar.

Es besteht daher die Aufgabe, eine mit zumindest einem Schirmventil ausgestattete Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich insoweit durch eine vergleichsweise geringe Geräuschentwicklung auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Pumpe der eingangs erwähnten Art darin, daß die an der Ventilscheibe vorgesehenen Anformungen stegfömig über den Scheiben-Umfangsrand der Ventilscheibe vorstehen, daß diese Anformungen zur Vermeidung eines schlagartigen flächigen Anlegens der Ventilscheibe an einer auf ihrer der Ventilöffnung abgewandten Seite angeordneten Ventil-Anlagefläche und zur Entweichung der Luft zwischen Ventilscheibe und der Ventil-Anlagefläche während der Ventil-Öffenbewegung bestimmt sind, und daß dazu entweder die Anformungen den die Ventil-Anlagefläche umgrenzenden Bereich des Schirmventils in der Offenstellung beaufschlagen oder zumindest eine der Anformungen die Ventilscheibe mit einem die Ventilscheibe umgrenzenden Dichtring verbindet, der zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannt ist.

Die erfindungsgemäße Pumpe weist zumindest ein Schirmventil auf, bei dem an der Ventilscheibe Anformungen vorstehen. Da an der Ventilscheibe Anformungen vorgesehen sind, wird ein schlagartiges Anlegen der Ventilscheibe an der Ventil-Anlagefläche vermieden und die zwischen Ventilscheibe und Ventil-Anlagefläche vorhandene Luft kann entweichen, ohne daß störende, klatschende Geräusche im Bereich dieses Schirmventiles zu erwarten sind.

Die Erfindung sieht vor, dass die an der Venilscheibe vorgesehenen Anformungen stegförmig über den Scheiben-Umfangsrand der Ventilscheibe vorstehen. Dabei können die Anformungen den die Ventil-Anlagefläche umgrenzenden Bereich des Schirmventils derart beaufschlagen, daß durch die stegförmigen Anformungen am Scheibenumfang der Ventilscheibe sich die Ventilscheibe allenfalls in einer Wellenbewegung an die Ventil-Anlagefläche anlegen kann, so daß ein schlagartiges Aufprallen der Ventilscheibe auf der Ventil-Anlagefläche und somit eine störende Geräuschentwicklung vermieden wird. Eine andere Alternative gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Ventilscheibe über zumindest eine der stegförmigen Anformungen mit einem die Ventilscheibe umgrenzenden Dichtring verbunden ist, der zwischen zwei Gehäuseteilen dichtend eingespannt ist. Diese Alternative des Erfindungsgegenstands bietet den Vorteil, daß ein unbeabsichtigtes Rotieren der Ventilscheibe während der Öffen- und Schließbewegungen vermieden und ein entsprechender Verschleiß an der Ventilscheibe verhindert wird. Darüber hinaus kann auf einen weiteren separaten Dichtring verzichtet werden, der ansonsten die Ventilöffnung zwischen einem Zwischendeckel und einem Pumpenkopfdeckel abdichtet. Schließlich wird durch die den Dichtring und die Ventilscheibe miteinander verbindenden Anformungen eine gewisse Vorspannung auf diese stegförmigen Anformungen erzeugt, die das Öffnen der Ventilscheibe verlangsamt, den Öffnungsweg reduziert, ein schlagartiges Entweichen der zwischen Ventilscheibe und Ventil-Anlagefläche befindlichen Luft vermeidet und einer störenden Geräuschentwicklung zusätzlich entgegenwirkt.

Um ein lautes Aufprallen der Ventilscheibe über den gesamten Scheibenumfang zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Ventilscheibe mehrere, etwa gleichmäßig über den Scheiben-Umfangsrand vorstehende Anformungen hat.

Damit die Ventil-Anlagefläche die Ventilscheibe in ihrer der Offenstellung entsprechenden Scheibenform abfangen kann, ist es zweckmäßig, wenn die Ventil-Anlagefläche etwa kegelförmig ausgestaltet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Zentralbereich der Ventilscheibe mittels eines Zapfens zentriert ist, der eine zentrale Lochung der Ventilscheibe durchsetzt.

Dabei sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, die die Öffenbewegung der Ventilscheibe nicht übermäßig behindert, dass die zumindest eine, die Ventilscheibe und den Dichtring verbindende Anformung zumindest abschnittsweise quer zum Scheibenradius und insbesondere spiralförmig verläuft.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Dichtring und der Ventilscheibe zumindest ein als Durchlassöffnung dienender Spalt vorgesehen ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung.
Es zeigt in schematischer Darstellung:
1 eine Membranpumpe in einem Längsschnitt, deren Einlaß- und deren Auslaßventil als Schirmventile ausgestaltet sind,
2 das Einlaßventil der in 1 dargestellten Membranpumpe in seiner Schließstellung,
3 das Einlassventil aus 2 in seiner Offenstellung,
4 die Ventilscheibe des in den 2 und 3 gezeigten Schirmventils in einer Draufsicht,
5 ein Schirmventil, dessen Ventilscheibe eine gegenüber 2 und 3 geänderte Form hat, wobei das Schirmventil in seiner Schließstellung gezeigt ist,
6 das Schirmventil aus 5 in seiner Offenstellung, in welcher die Ventilscheibe an einer Ventil-Anlagefläche zumindest angenähert ist, und
7 die Ventilscheibe den in den 5 und 6 gezeigten Schirmventils in einer Draufsicht.
In 1 ist eine Membranpumpe 1 dargestellt, deren Einlaßventil 2 und deren Auslaßventil 3 jeweils als Schirmventile ausgestaltet sind. Die Schirmventile 2, 3 der in 1 dargestellten Membranpumpe 1 weisen eine vom Fördermedium gesteuerte Ventilscheibe 4 auf, die in einem Zentralbereich zwischen einem Pumpenkopfdeckel 5 und einem Zwischendeckel 6 eingespannt und mittels eines Zapfens 7 zentriert ist, der eine zentrale Lochung 8 der Ventilscheibe 4 durchsetzt.
Die Ventilscheibe 4 der Schirmventile 2, 3 ist zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung bewegbar. Während die Ventilscheibe 4 in ihrer Schließstellung zumindest eine Ventilöffnung 9 verschließt, bewegt sie sich während ihrer Öffenbewegung in Richtung zu einer Ventil-Anlagefläche 10.
Um die Ventil-Öffenbwegung der Ventilscheibe 4 der in den 1 bis 4 gezeigten Schirmventile zu begrenzen und um ein schlagartiges flächiges Anlegen der Ventilscheibe 4 an der Ven til-Anlagefläche 10 zu verhindern, was andernfalls mit einer störenden Geräuschverbindung verbunden wäre, sind an den Ventilscheiben 4 der in den 1 bis 4 einerseits und den 5 bis 7 andererseits näher dargestellten Schirmventile Anformungen 11 vorgesehen, die stegförmig über den Scheiben-Umfangsrand der Ventilscheibe 4 vorstehen.
Aus den 5 und 6 ist erkennbar, dass die an der Ventilscheibe 4 dieses Schirmventils vorgesehenen Anformungen 11 den die Ventil-Anlagefläche 10 umgrenzenden Bereich 12 des Schirmventils derart beaufschlagen, dass ein Erstkontakt zwischen den Anformungen 11 und der Ventil-Anlagefläche 10 während der Öffenbewegung des Schirmventils noch vor dem Anlegen der Ventilscheibe 4 an der Ventil-Anlagefläche 10 erfolgt. Somit kann die zwischen Ventilscheibe 4 und Ventil-Anlagefläche 10 befindliche Luft entweichen. Da die Ventilscheibe 4 dadurch eine wellenförmige Öffenbewegung macht, wird ein klatschendes und mit störenden Geräuschen verbundenes Anlegen der Ventilscheibe auf der Ventil-Anlagefläche 10 vermieden.
Aus den 5 und 6 ist erkennbar, dass die Ventil-Anlagefläche 10 kegelförmig ausgestaltet und somit an die Form der Ventilscheibe 4 in Offenstellung im wesentlichen angepasst ist.
Aus den 1 bis 4 ist zu entnehmen, dass die Ventilscheibe 4 der dort dargestellten Schirmventile stegförmige Anformungen 11 hat, welche die Ventilscheibe 4 einerseits und einen die Ventilscheibe 4 umgrenzenden Dichtring 13 andererseits miteinander verbinden. Dieser Dichtring 13 ist zwischen dem Pumpenkopfdeckel 5 und den Zwischendeckel 6 eingespannt und dichtet das Schirmventil in der dazwischenliegenden Trennebene ab.
Aus der Draufsicht in 4 wird deutlich, dass die die Ventilscheibe 4 und den Dichtring 13 miteinander verbindenden Anformungen 11 zumindest abschnittsweise quer zum Scheibenradius und insbesondere spiralförmig ausgestaltet sind. Diese Anformungen verhindern eine Drehbewegung der Ventilscheibe 4 um den Zapfen 7 und damit einen entsprechenden Verschleiß und begrenzen – wie in 3 gut zu erkennen ist – die Ventilöffenbewegung derart, dass ein geräuschvolles schlagartiges Anlegen der Ventilscheibe 4 an der Ventil-Anlagefläche 10 mit Sicherheit vermieden wird.
Aus 4 ist zu entnehmen, dass zwischen dem Dichtring und der Ventilscheibe 4 zumindest ein als Durchlaßöffnung dienender Spalt 14 vorgesehen ist.
Eine mit den in den 1 bis 7 dargestellten Schirmventilen ausgestattete Pumpe zeichnet sich durch einen besonders geräuscharmen Betrieb aus.

Claims

Pumpe (1) mit zumindest einem, vom Fördermedium gesteuerten Schirmventil, das eine Ventilscheibe (4) aus flexiblem Material hat, die in ihren Zentralbereich eingespannt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung die Ventilscheibe (4) zumindest eine Ventilöffnung (9) verschließt, wobei an der Ventilscheibe (4) Anformungen (11) vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Ventilscheibe (4) vorgesehenen Anformungen (11) stegförmig über den Scheiben-Umfangsrand der Ventilscheibe (4) vorstehen, daß diese Anformungen (11) zur Vermeidung eines schlagartigen flächigen Anlegens der Ventilscheibe (4) an einer auf ihrer der Ventilöffnung (9) abgewandten Seite angeordneten Ventil-Anlagefläche (10) und zur Entweichung der Luft zwischen der Ventilscheibe (4) und der Ventil-Anlagefläche (10) während der Ventil-Öffenbewegung bestimmt sind, und daß dazu entweder die Anformungen (11) den die Ventil-Anlagefläche umgrenzenden Bereich (12) des Schirmventils in der Offenstellung beaufschlagen oder zumindest eine der Anformungen (11) die Ventilscheibe (4) mit einem die Ventilscheibe (4) umgrenzenden Dichtring (13) verbindet, der (13) zwischen zwei Gehäuseteilen (5, 6) eingespannt ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (4) mehrere, etwa gleichmäßig über den Scheiben-Umfangsrand vorstehende Anformungen (11) hat.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil-Anlagefläche (10) etwa kegelförmig ausgestaltet ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich der Ventilscheibe (4) mittels eines Zapfens (7) zentriert ist, der eine zentrale Lochung (8) der Ventilscheibe (4) durchsetzt.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine, die Ventilscheibe (4) und den Dichtring (13) verbindende Anformung (11) zumindest abschnittsweise quer zum Scheibenradius und insbesondere spiralförmig verläuft.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtring (13) und der Ventilscheibe (4) zumindest ein als Durchlassöffnung dienender Spalt (14) vorgesehen ist.