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Einrichtung zum Umwälzen von Gasen oder Flüssigkeiten Der Gegenstand
der Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen, die dem Umwälzen von Gasen oder 1,
lüssigkeiten dienen. Die bekannten Einrichtungen dieser Art, meist Verdrängerpumpen
genannt, enthalten elastisch verformbare, einen Arbeitsraum abschließende Membranen,
auf die um eine Achse umlaufende Wälzkörper einwirken, die den Arbeitsraum an der
jeweiligen Eingriffsstelle eines Wälzkörpers unterteilen. Der OOuerschnitt des Arbeitsraumes
wird also während des Betriebes verändert, und zwar wird der Raum hinter dein oder
den abrollenden Wälzkörpern, also auf der Saugseite, durch die Rückbewegung der
elastischen Membranen in die ursprüngliche Form vergrößert, vor dem oder den abrollenden
Wälzkörpern dagegen verkleinert. Die ;imlaufende Welle erstreckt sich senkrecht
zur Membranfläche.
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Im Patent 948 907 wurde vorgeschlagen, die Wälzkörper, wie: bei Band-
oder Schlauchpumpen an sich bekannt, unmittelbar auf die ebene Oberfläche einer
Membran einwirken zu lassen, die eine im Gehäuse vorgesehene Rinne, nachstehend
Arbeitsraum genannt, abdeckt, wobei die Erzeugende der Rinne im wesentlichen aus
einem mittleren Kreisbogen besteht, an den sich zwei Kurvenstücke so anschließen,
daß die durch die Anschlußpunkte bestimmte gemeinsame Tangente als Wendetangente
erscheint und die Wälzkörper gegen die Membran durch ein plattenförmiges Teil gepreßt
werden, das von der umlaufenden Welle angetrieben wird.
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Die den Arbeitsraum abdeckende Membran wurde mindestens an. einer
Stelle gegenüber dein Gehäuse so festgelegt, daß der Arbeitsraum an dieser Stelle
unterbrochen war. Solange noch keine Wälzkörper auf die Membran einwirken, erstreckt
sich die an allen Stellen gleich dicke ,Membran also in einer senkrecht zur umlaufenden
Wedle liegenden Ebene, wenn man davon absieht, daß die Membran an der Stelle, an
der sie gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist, verformt ist. Durch diese Gestaltung
des Arbeitsraumes der Umwälzeinrichtung wurde erreicht, daß in jedem Querschnitt
der Membran die gleiche Dehiiung herrscht.
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Um die innere Arbeit in der Membran zu verringern., wurde im Patent
960 490 vorgeschlagen, den Arbeitsraum durch mindestens zwei übereinanderliegend
angeordnete Membranen abzuschließen. Von diesen Membranen wird die unmittelbar von
den Wälzkörpern beeinflußte Membran im Bereich des Arbeitsraumes. in dem die Wälzkörper
einwirken, dicker gestaltet als an anderen Stellen. Es wurde empfohlen, die Membran
sowohl an der den Wälzkörpern zugewandten Seite als auch an der diesen abgewandten
Seite, im Querschnitt gesehen, etwa kreisbogenförmig zu wölben. Darüber hinaus wird
mindestens eine der Membranen vorgespannt.
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Von dieser Einrichtung mit mindestens zwei Membranen wird ausgegangen
und erfindungsgemäß vorgeschlagen, die von den Wälzkörpern unmittelbar beeinflußte
Membran, im Radialschnitt gesehen, nur finit einer Wölbung zu versehen, die den
Wälzkörpern zugewandt ist. Zweckmäßig ist es, den Querschnitt dieser Wölbung so,
zu gestalten, daß er etwa einer Halbellipse entspricht, deren Hauptachse in der
Membranebene liegt.
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Der Erfindungsgedanke und weitere Merkmale der Erfindung werden in
der Beschreibung der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig.1 Schnitte durch ein aus
Blech gefertigtes Unterteil einer Pumpe mit der von den Wälzkörpern unmittelbar
beeinflußten Membran und den diese haltenden Ringen, wobei der innere Haltering
nach der Linie 1-I der Fig. 3 geschnitten ist, Fig.2 eine Draufsicht auf die den
Wälzkörpern zugewandte Membran, Fig. 3 eine Draufsicht auf den inneren Haltering,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den äußeren Haltering. Die Saugleistung derartiger Einrichtungen
zum Umwälzen von Gasen oder Flüssigkeiten läßt sich durch Arbeitsraumvergrößerung
wesentlich verbessern, wenn man an Stelle der bisher verwendeten, der Wälzkörpereinwirkung
ausgesetzten Membran eine Membran 1 verwendet, die in dem Bereich, in dem sie den
Arbeitsraum der Einrichtung abdeckt, lediglich eine: Wölbung 2 aufweist, während
sie an der der anderen Membran zugewandten Seite eben
ist. Der Ouerschnitt
der Wölbung 2 entspricht etwa einer Halbellipse, deren Hauptachse in der Membranebene
liegt. Die Breite a der Wölbung bzw. die Länge der Hauptachse der Querschnittsellipse
wird größer gewählt als der radiale Abstand b der beiden Wendepunkte der Erzeugenden
der Rinne, die in der gleichen Radialebene liegen. Die als Kreisringscheibe gebildete
Membran 1 weist im Bereich der Wöl-. -tus, bung radial verlaufende Aussparungen
3 auf. Der mittlere Durchmesser der Wölbung der Membran wird größer gewählt als
der mittlere Durchmesser der den Arbeitsraum bildenden Rinne. An Lappen 4 bzw. 5,
die mit dem gewölbten Ring eine Einheit bilden, sind mit einer Nut 6 bzw. 7 versehene
Randwülste 8, 9 angeordnet. Zwischen den Lappen 4 einerseits und den Lappen 5 andererseits
sind Aussparungen 10 bzw. 11 vorgesehen. Die Membran wird unter Vorspannung gesetzt
durch zwei Halteringe 12, 13, die je eine Ringnase 14 bzw. 15 aufweisen, welche
in die Nuten 7 bzw. 6 der Membran 1 einfassen. Die Durchmesser der auf die Randwülste
8, 9 der Membran 1 einwirkenden Flächen der Halteringe 12, 13 sind kleiner gewählt
als die Durchmesser der an den Flächen der Halteringe anliegenden Flächen der Randwülste.
Ist beispielsweise der kleinste Innendurchmesser der Nut 7 des Randwulstes 9 52
mm groß, so wird man in diesem Falle den. kleinsten Durchmesser der Ringnase 14
des Halteringes 12 mit 41 mm festlegen. Ist der größte Durchmesser der .Tut 6 des
Ansatzes 8 der Membran 1 160 mm, so wird man den größten Durchmesser des Ansatzes
15 des Halteringes 13 zu 151 mni wählen. Durch diese Gestaltung und Bemessung von
Membran und Halteringen wird die Membran so vorgespannt, daß der mittlere Durchmesser
der Wölbung 2 gleich dem mittleren Durchmesser der durch die Membran abgedeckten
Rinne ist.
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Die Halteringe werden zweckmäßigerweise so gestaltet, wie dies aus
den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Sie weisen also Lappen 16, 17 auf, die, nachdem
die Membran von den Halteringen erfaßt ist, senkrecht zur Zeichenebene umgebogen
werden (s. Fig. 1).
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achdem die im wesentlichen ebene, in Fig. 1 nicht dargestellte andere
Membran gegenüber dem Unterteil 18 festgelegt ist, ordnet man die aus der Meinbra.n
1 und den Halteringen 12, 13 zusammengesetzte Einbaueinheit im Oberteil der Einrichtung
an und verbindet Ober- und Unterteil miteinander. Das zu fördernde Gas bzw. die
Flüssigkeit wird beispielsweise über den Stutzen 19 angesaugt und über den Stutzen
20 abgeführt, wenn die Wälzkörper, die die Membran 1 unmittelbar beeinflussen, entgegen
dein Uhrzeigersinn umlaufen.
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Selbstverständlich kann man die. Membran auch in anderer Weise gestalten,
als dies in der Zeichnung dargestellt ist. So kann man selbstverständlich an Stelle
der etwa trapezförmigen Aussparungen 10, 11 auch kreisförmige oder elliptische Aussparungen
vorsehen.