DE10332642A1 - Oscillating vacuum-displacement pump has spring-supported con-rod link to displacement body - Google Patents

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Abstract

An oscillating displacement pump (10) has a moving con- rod (20) link to a displacement body (36) in a compression chamber (50). When the displacement body reaches the top (42) the compression force exerted by the con-rod is reduced.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe mit einem angetriebenen Pleuel, das einen Verdränger in einem Kompressionsraum bewegt.The The invention relates to an oscillating vacuum positive displacement pump with a driven connecting rod, which is a displacer in a compression chamber emotional.

Derartige Vakuum-Verdrängerpumpen sind als Kolbenpumpen, als Membranpumpen und als Pendelkolbenpumpen bekannt. Bei diesen Vakuum-Verdrängerpumpen sind der erreichbare Enddruck und das Saugvermögen stark vom Totraum abhängig. Zur Vermeidung von Verschleiß bzw. Zerstörung wird bei oszillierenden Vakuum-Verdrängerpumpen in der Kompressionsposition des Verdrängers ein möglichst geringer Abstand zwischen dem Verdränger und der gegenüberliegenden Bodenwand des Kompressionsraumes vorgesehen. Dieser Abstand macht jedoch ein gewisses Totvolumen aus, das den erreichbaren Enddruck und das Saugvermögen begrenzt.such Vacuum displacement pumps are as piston pumps, as diaphragm pumps and as reciprocating piston pumps known. With these vacuum displacement pumps the achievable final pressure and the pumping speed are heavily dependent on dead space. to Avoidance of wear or destruction becomes in the compression position with oscillating vacuum positive displacement pumps the repressor one possible small distance between the displacer and the opposite Bottom wall of the compression space provided. This distance makes However, a certain dead volume, the achievable final pressure and the pumping speed limited.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verschleißarme oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe mit verbessertem Saugvermögen zu schaffen.task The invention is a low-wear oscillating vacuum positive displacement pump with improved pumping speed to accomplish.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.These The object is achieved by the features of claim 1.

Bei der Vakuum-Verdrängerpumpe ist dem Pleuel ein in Schubrichtung wirkendes Federungselement und in Zugrichtung ein Anschlag zugeordnet. Das Pleuel ist in Schubrichtung nachgiebig gefedert und in Zugrichtung ungefedert. Wenn der Verdränger in seiner Kompressionsposition an die Bodenwand des Kompressionsraumes anschlägt, gibt das in Schubrichtung wirkende Federungselement des Pleuels entsprechend nach, so dass ein Verschleiß oder eine Zerstörung der Kompressionsraum-Bodenwand, des Verdrängers, des Pleuels, der das Pleuel antreibenden Kurbelwelle oder der die Kurbelwelle haltenden Lager erheblich reduziert bzw. ausgeschlossen wird. Durch die in Schubrichtung wirkende Pleuel-Federung kann der Totraum auf ein Minimum reduziert werden, ohne dass die Gefahr der Zerstörung bzw. der Verschleiß erhöht werden. Durch den in Zugrichtung wirkenden Anschlag ist sichergestellt, dass sich die Pleuelstange nicht über den Anschlagpunkt hinaus verlängern kann, so dass hierdurch das eingestellte Hubvolumen sichergestellt ist.at the vacuum positive displacement pump the connecting rod is an acting in the direction of thrust suspension element and assigned a stop in the pulling direction. The connecting rod is in thrust direction resilient sprung and unsprung in the pulling direction. When the displacer in its compression position to the bottom wall of the compression space strikes, gives the acting in the direction of thrust suspension element of the connecting rod according to, so that wear or destruction of the Compression space floor wall, the displacer, the connecting rod, the Connecting rod driving crankshaft or holding the crankshaft Warehouse significantly reduced or excluded. By the in Thrust direction acting conrod suspension the dead space can be reduced to a minimum, without the Danger of destruction or the wear can be increased. By acting in the pulling direction stop ensures that the connecting rod is not over Extend the anchor point can, so that thereby ensures the set displacement is.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Federungselement in Druckrichtung auf den Anschlag vorgespannt. Hierdurch wird eine Kraftschwelle eingestellt, die zum Einfedern des Federungselementes, d.h. zum Zusammenfedern des Pleuels aufgebracht werden muss. Die Vorspannung kann derart eingestellt sein, dass das Federungselement durch den Kompressionsdruck in dem Kompressionsraum nicht zusammengedrückt wird, sondern erst bei nennenswerter Überschreitung des bei maximalem Kompressionsdruck auf den Verdränger wirkenden Druckkraft-Wertes. Die Federkraft des Federungselementes kann relativ klein ausgelegt werden, da die von der Pleuelstange zu übertragenden Druckkräfte im Betrieb unter Vakuum gering sind, wohingegen die Zugkräfte relativ hoch sind.According to one preferred embodiment, the suspension element in the printing direction biased to the stop. This will cause a force threshold adjusted to the compression of the suspension element, i. to the Collapsing the connecting rod must be applied. The bias can be set so that the suspension element by the compression pressure is not compressed in the compression space, but only at significant excess of the acting at maximum compression pressure on the displacer Pressure force value. The spring force of the suspension element can be relatively be designed small, since the pressure to be transmitted from the connecting rod during operation under vacuum are low, whereas the tensile forces are relatively high.

Vorzugsweise ist der Anschlag derart angeordnet, dass der Verdränger in seiner Kompressionsposition an eine Kompressionsraum-Bodenwand anschlägt. Hierdurch wird der Totraum auf annähernd Null gebracht. Dadurch wird ein niedriger Enddruck und ein hohes Saugvermögen realisiert.Preferably the stop is arranged such that the displacer in strikes its compression position against a compression space bottom wall. hereby the dead space will be close to zero brought. As a result, a low final pressure and a high pumping speed is realized.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Pleuel eine teleskopierbare Stange. Die Stange ist nur in axialer Richtung teleskopierbar.According to one preferred embodiment, the connecting rod is a telescopic rod. The rod is telescopic only in the axial direction.

Zur Dämpfung des Federungselementes kann dem Pleuel ein Dämpfungselement parallel zu dem Federungselement zugeordnet sein. Auf diese Weise wird ein axiales Schwingen des Pleuels vermieden, wenn das Federungselement zusammengedrückt wird.to damping the suspension element, the connecting rod, a damping element parallel to the Be assigned to suspension element. In this way, an axial Swinging of the connecting rod avoided when the suspension element is compressed.

Die oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe kann als Kolbenpumpe, als Membranpumpe oder als Pendelkolbenpumpe ausgebildet sein.The oscillating vacuum positive displacement pump can designed as a piston pump, as a diaphragm pump or as a reciprocating piston pump be.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.in the Two embodiments will now be described with reference to the drawings closer to the invention explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine als Membranpumpe ausgebildete Vakuum-Verdrängerpumpe mit einem gefederten Pleuel, und 1 designed as a diaphragm pump vacuum positive displacement pump with a spring-loaded connecting rod, and

2 eine als Kolbenpumpe ausgebildete Vakuum-Verdrängerpumpe mit einem gefederten Pleuel. 2 designed as a piston pump vacuum positive displacement pump with a spring-loaded connecting rod.

In 1 ist als oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe 10 eine Membranpumpe dargestellt.In 1 is as an oscillating vacuum positive displacement pump 10 a diaphragm pump shown.

Die Membranpumpe weist eine Antriebswelle 12 auf, die von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Auf der Antriebswelle 12 sitzt ein Exzenter 14, der mit einer Lagerbuchse 16 eines Pleuelkopfes 18 ein Pleuellager bildet.The diaphragm pump has a drive shaft 12 on, which is driven by a motor, not shown. On the drive shaft 12 sits an eccentric 14 that with a bearing bush 16 a connecting rod 18 forms a connecting rod bearing.

Ein Pleuel 20 besteht im Wesentlichen aus dem Pleuelkopf 18 und der Pleuelstange 22, die in axialer Richtung beweglich an dem Pleuelkopf 18 gelagert ist.A connecting rod 20 consists essentially of the connecting rod 18 and the connecting rod 22 , which are movable in the axial direction on the connecting rod 18 is stored.

Der Pleuelkopf 18 weist eine Axialfederung 24 mit einem Federungselement 26 auf, durch das die Pleuelstange 22 in Schubrichtung vorgespannt ist. Das Federungselement 26 ist eine Druckfeder. Die Pleuelstange 22 weist an ihrem pleuelkopfseitigen Ende eine Anschlagplatte 30 auf, die in Zusammenwirkung mit einem entsprechenden Anschlagring 32 des Pleuelkopfes 18 einen Anschlag 34 bildet. Die Axialfederung 24 spannt die Pleuelstange 22 so stark vor, dass sich der Anschlag 34 während des Druckhubes im Anschlag befindet, d.h. dass die Anschlagplatte 30 gegen den Anschlagring 32 gedrückt ist. Während des Saughubes wird die Anschlagplatte 30 durch die in die Pleuelstange 22 eingeleiteten Zugkräfte ohnehin gegen den Anschlagring 32 gezogen.The connecting rod 18 has an axial suspension 24 with a suspension element 26 on, through which the connecting rod 22 is biased in the thrust direction. The suspension element 26 is a compression spring. The connecting rod 22 has at its connecting rod end end a stop plate 30 on, in cooperation with a corresponding stop ring 32 of the connecting rod 18 a stop 34 forms. The axial suspension 24 clamps the connecting rod 22 so strong that the attack 34 during the pressure stroke is in the stop, ie that the stop plate 30 against the stop ring 32 is pressed. During the suction stroke the stop plate becomes 30 through the into the connecting rod 22 initiated tensile forces anyway against the stop ring 32 drawn.

Der Verdränger 36 wird von einer flexiblen Membran gebildet. Der Verdränger 36 und die gegenüberliegende Bodenwand 42 begrenzen einen Kompressionsraum 50. Der Fuß der Pleuelstange 22 ist verbunden mit der Membran, die mit ihrem Rand eingeklemmt ist zwischen einem Pleuelgehäuse 38 und einem Ventildeckel 40. Der Ventildeckel 40 weist eine konkav gewölbte Bodenwand 42 auf, wobei die Bodenwandwölbung der konvexen Wölbung des Verdrängers 36 ungefähr entspricht.The displacer 36 is formed by a flexible membrane. The displacer 36 and the opposite bottom wall 42 limit a compression space 50 , The foot of the connecting rod 22 is connected to the membrane, which is clamped with its edge between a connecting rod housing 38 and a valve cover 40 , The valve cover 40 has a concave arched bottom wall 42 on, with the bottom wall curvature of the convex curvature of the displacer 36 corresponds approximately.

In dem Ventildeckel 40 sind ein Einlassventil 44 und ein Auslassventil 46 angeordnet.In the valve cover 40 are an inlet valve 44 and an exhaust valve 46 arranged.

Der Anschlag 34 und die Anschlagplatte 30 sind derart angeordnet, dass der Verdränger 36 in seiner Kompressionsposition zwischen dem Kompressionshub und dem Saughub geringfügig an die Bodenwand 42 des Kompressionsraumes 50 anschlägt. Auf diese Weise wird ein minimaler Totraum realisiert, wodurch wiederum das Saugvermögen, insbesondere bei niedrigen Drücken verbessert ist.The stop 34 and the stop plate 30 are arranged such that the displacer 36 in its compression position between the compression stroke and the suction stroke slightly to the bottom wall 42 the compression space 50 strikes. In this way, a minimal dead space is realized, which in turn improves the pumping speed, especially at low pressures.

Die Federkraft des Federungselementes 26 kann relativ klein ausgelegt werden, da die Druckkräfte in dem Pleuel 20 im Betrieb unter Vakuum relativ gering sind.The spring force of the suspension element 26 can be made relatively small, since the pressure forces in the connecting rod 20 are relatively low in operation under vacuum.

Die Axialfederung 24 kann grundsätzlich auch an anderer Stelle angeordnet sein, beispielsweise am Pleuelfuß oder in der Mitte einer teleskopierbaren Pleuelstange.The axial suspension 24 can in principle also be arranged elsewhere, for example at the big end or in the middle of a telescopic connecting rod.

In 2 ist eine zweite Ausführung einer als Kolbenpumpe ausgebildeten Vakuum-Verdrängerpumpe 60 dargestellt.In 2 is a second embodiment of a designed as a piston pump vacuum positive displacement pump 60 shown.

Als Verdränger 36' ist ein Kolben vorgesehen, der in einem Zylinder 62 oszilliert. Das Einlassventil 44' ist in der Zylinderseitenwand angeordnet und wird durch den Kolben-Verdränger 36' freigegeben, wenn dieser nicht in seiner Kompressionsposition steht. Das Auslassventil 46' wird von einer Ventilplatte 64 gebildet, die gleichzeitig die gesamte Bodenwand 42' des Kompressionsraumes 50' bildet.As a displacer 36 ' is a piston provided in a cylinder 62 oscillates. The inlet valve 44 ' is located in the cylinder side wall and is replaced by the piston displacer 36 ' released if it is not in its compression position. The outlet valve 46 ' is from a valve plate 64 formed, which simultaneously covers the entire bottom wall 42 ' the compression space 50 ' forms.

Die Funktionsweise des Pleuels 20 ist die gleiche wie bei der Verdrängerpumpe 10 des in 1 dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Kompressionsposition des Kolben-Verdrängers 36' schlägt dieser an die Bodenwand 42' geringfügig an, so dass die Pleuelstange 22 entsprechend und entgegen der Druckfederkraft des Federungselementes 26 axial in den Pleuelkopf 18 hineingeschoben wird. Während des anschließenden Saughubes schlägt die Anschlagplatte 30 der Pleuelstange 22 an den Anschlagring 32 des Pleuelkopfes 18 an, so dass der Kolben ungefedert von der Bodenwand 42 weggezogen wird.The functioning of the connecting rod 20 is the same as the positive displacement pump 10 of in 1 illustrated embodiment. In the compression position of the piston displacer 36 ' this hits the bottom wall 42 ' slightly, leaving the connecting rod 22 in accordance with and against the compression spring force of the suspension element 26 axially in the connecting rod 18 is pushed into it. During the subsequent suction stroke, the stop plate strikes 30 the connecting rod 22 to the stop ring 32 of the connecting rod 18 so that the piston is unsprung from the bottom wall 42 is pulled away.

Claims (7)

Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe mit einem angetriebenen Pleuel (20), das einen Verdränger (36) in einem Kompressionsraum (50) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pleuel (20) ein in Schubrichtung wirkendes Federungselement (26) und in Zugrichtung ein Anschlag (34) zugeordnet ist.Oscillating vacuum positive displacement pump with a driven connecting rod ( 20 ), which is a displacer ( 36 ) in a compression room ( 50 ), characterized in that the connecting rod ( 20 ) an acting in the direction of thrust suspension element ( 26 ) and in the pulling direction a stop ( 34 ) assigned. Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federungselement (26) in Druckrichtung vorgespannt ist.Oscillating vacuum positive displacement pump according to claim 1, characterized in that the suspension element ( 26 ) is biased in the printing direction. Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (34) derart angeordnet ist, dass der Verdränger (36) in seiner Kompressionsposition an eine Kompressionsraum-Bodenwand (42) anschlägt.Oscillating vacuum positive displacement pump according to claim 1 or 2, characterized in that the stop ( 34 ) is arranged such that the displacer ( 36 ) in its compression position to a compression space bottom wall ( 42 ) strikes. Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel (20) eine teleskopierbare Stange (22) aufweist.Oscillating vacuum positive displacement pump according to one of claims 1-3, characterized in that the connecting rod ( 20 ) a telescopic rod ( 22 ) having. Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federungselement (26) eine Druckfeder ist.Oscillating vacuum positive displacement pump according to one of claims 1-4, characterized in that the suspension element ( 26 ) is a compression spring. Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pleuel (20) ein Dämpfungselement parallel zu dem Federungselement (26) zugeordnet ist.Oscillating vacuum positive displacement pump according to one of claims 1-5, characterized in that the connecting rod ( 20 ) a damping element parallel to the suspension element ( 26 ) assigned. Oszillierende Vakuum-Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerpumpe als Membran- oder Pendelkolbenpumpe ausgebildet ist.Oscillating vacuum positive displacement pump according to one of claims 1-6, characterized in that the positive displacement pump as a membrane or Reciprocating pump is formed.
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