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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Pumpenvorrichtungen, die als Gebläse oder Druckpumpen verwendet werden.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Als Geräte, um den Druck von Gasen wie etwa Brenngas und Sauerstoff auf einen gewünschten Druck zu erhöhen, sind Pumpenvorrichtungen, die als Gebläse oder Druckpumpen bezeichnet werden, allgemein bekannt. Bei dieser Art von Pumpenvorrichtungen wurden Wälzkolbenpumpen, Membranpumpen und dergleichen verwendet. Beispielsweise ist in dem folgenden Patentdokument 1 eine Membranpumpe beschrieben, die als Gebläse für Brenngase in einem Brennstoffbatteriesystem verwendet wird.
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Als Materialien von Membranen werden typischerweise elastische Materialien wie etwa Kautschuke verwendet. Daher kann sich die Membran leicht elastisch verändern, und es gibt Fälle, die die Eigenschaften als Vorrichtung verändern würden. Um die Eigenschaften der Membran zu stabilisieren, ist daher in dem Patentdokument 2 eine Membran beschrieben, in der ein Basisgewebe eingebettet bereitgestellt ist.
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- Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2009-047084 A
- Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP H10-132077 A
- Patentdokument 3: Deutsche Gebrauchsmusterschrift Nr. DE 20 2005 002 471 U1
- Patentdokument 4: Amerikanische Patentoffenlegungsschrift Nr. US 2 734 009 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll
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In dem Patentdokument 2 wird das Basisgewebe in eingebetteter Form bereitgestellt, um das übermäßige Vorspringen des äußeren umfänglichen Abschnitts der Membran aufgrund eines Quetschens, das zu einer elastischen Veränderung führt, zur Zeit des Verstemmens durch eine Presse zu unterdrücken. In der Membranpumpe jedoch führt die Membran die folgende hin und her laufende Bewegung durch. Das heißt, während ein Umfangsrand der Membran durch einen Hauptkörper der Pumpe abgestützt wird, ist ein Teil davon mit einem Antriebselement verbunden. Durch eine Bewegung des Antriebselements, die durch einen Antriebsmechanismus herbeigeführt wird, führt die Membran eine konstante hin und her laufende Bewegung mit einer Ausdehnung durch und verändert das Volumen einer Pumpenkammer. Dies bedeutet, dass es dann, wenn die Membranpumpe für eine lange Zeit angetrieben wurde, in einem bestimmten Teil der Membran, der leicht zu dehnen ist, zu einem Versagen aufgrund einer Verschlechterung, einer Ermüdung und einer teilweisen Durchtrennung kommen kann.
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In dem Patentdokument 3 ist ferner eine Membranpumpe mit einer Arbeitsmembrane bekannt, die randseitig mit einem Einspannrand zwischen einem Kurbelgehäuse und einem Pumpenkopf eingespannt ist, wobei der Pumpenkopf (4) aus Kunststoff hergestellt ist und der zumindest einen, den Einspannrand der Arbeitsmembrane beaufschlagenden Dichtvorsprung trägt. Dabei ist der zumindest eine Dichtvorsprung an einen vom Pumpenkopf materialverschiedenen Dichtvorsprung-Tragring einstückig angeformt ist, der mit seinem Tragring-Grund in eine Aussparung des Pumpenkopfes eingelassen ist. Der Dichtvorsprung-Tragring ist zudem aus einem im Vergleich zum Pumpenkopf weniger fliessfähigen Material hergestellt.
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Angesichts der oben beschriebenen Umstände besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Pumpenvorrichtung bereitzustellen, die fähig ist, das Leistungsvermögen einer Membran zu stabilisieren.
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Mittel zur Lösung des Problems
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Zur Erfüllung der oben beschriebenen Aufgabe wird nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Pumpenvorrichtung bereitgestellt, die einen Hauptkörper, eine Membran und ein Antriebsteil umfasst.
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Der Hauptkörper bildet eine Pumpenkammer zum Einsaugen und Ausstoßen eines Fluids.
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Die Membran umfasst ein Basismaterial, ein Basisgewebe und einen Indexabschnitt. Das Basismaterial besteht aus einem elastischen Material mit einer ersten Fläche, die in einer ersten Achsenrichtung zu dem Hauptkörper gerichtet ist, einer zweite Fläche an einer Seite, die zu der ersten Fläche entgegengesetzt ist, und einem Umfangsrandbereich, der von dem Hauptkörper gestützt wird. Das Basisgewebe ist in das Basismaterial eingebettet bereitgestellt und weist wenigstens eine erste Faser auf, die sich in eine zweite Achsenrichtung senkrecht zu der ersten Achsenrichtung erstreckt. Der Indexabschnitt ist an dem Basismaterial bereitgestellt, um die zweite Achsenrichtung anzugeben.
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Das Antriebsteil umfasst einen Antriebsmechanismus und ein Antriebselement, wobei das Antriebselement ein erstes Ende, das mit der zweiten Fläche verbunden ist, und ein zweites Ende zur Verbindung mit dem Antriebsmechanismus aufweist, und wobei der Antriebsmechanismus dem Antriebselement gestattet, entlang der ersten Achsenrichtung hin und her zu laufen, während dem Antriebselement gestattet wird, in der zweiten Achsenrichtung zu schwingen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittansicht, die einen Aufbau einer Pumpenvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 sind Diagramme, die einen Aufbau eines Hauptteils der Membran zeigen, wobei (A) eine Querschnittansicht und (B) eine Draufsicht ist.
- 3 ist eine Querschnittansicht des Hauptteils zur Erklärung eines Betriebs der Membranpumpe nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 sind Querschnittansichten des Hauptteils zur Erklärung eines Zustands der Membran, die jeweils (A) und (B) von 3 entsprechen
- 5 ist eine erklärende Ansicht, die ein Beispiel für ein Gewebe mit Leinwandbindung zeigt.
- 6 ist eine Draufsicht auf eine Membran, die eine Form eines Indexabschnitts zeigt, der bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Weise(n) zur Ausführung der Erfindung
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Eine Pumpenvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Hauptkörper, eine Membran und ein Antriebsteil.
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Der Hauptkörper bildet eine Pumpenkammer zum Einsaugen und Ausstoßen eines Fluids.
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Die Membran umfasst ein Basismaterial, ein Basisgewebe und einen Indexabschnitt. Das Basismaterial besteht aus einem elastischen Material mit einer ersten Fläche, die in einer ersten Achsenrichtung zu dem Hauptkörper gerichtet ist, einer zweiten Fläche an einer Seite, die zu der ersten Fläche entgegengesetzt ist, und einem Umfangsrandbereich, der von dem Hauptkörper gestützt wird. Das Basisgewebe ist in das Basismaterial eingebettet bereitgestellt und weist wenigstens eine erste Faser auf, die sich in eine zweite Achsenrichtung senkrecht zu der ersten Achsenrichtung erstreckt. Der Indexabschnitt ist an dem Basismaterial bereitgestellt, um die zweite Achsenrichtung anzugeben.
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Der Antriebsteil umfasst einen Antriebsmechanismus und ein Antriebselement, wobei das Antriebselement ein erstes Ende, das mit der zweiten Fläche verbunden ist, und ein zweites Ende zur Verbindung mit dem Antriebsmechanismus aufweist, und wobei der Antriebsmechanismus dem Antriebselement gestattet, entlang der ersten Achsenrichtung hin und her zu laufen, während dem Antriebselement gestattet wird, in der zweiten Achsenrichtung zu schwingen.
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Bei der Pumpenvorrichtung besteht das Basismaterial der Membran aus dem elastischen Material und das Basisgewebe (Verstärkungsgewebe) ist in das Basismaterial eingebettet bereitgestellt. Der Membran wird durch das damit verbundene Antriebselement gestattet, in einem Zustand, in dem die Umfangsrandfläche der Membran durch den Hauptkörper gehalten wird, eine hin und her laufende Bewegung durchzuführen. Mit dieser hin und her laufenden Bewegung verändert die Membran das Volumen der Pumpenkammer zyklisch, um das Fluid auf eine abwechselnde Weise in die Pumpenkammer einzusaugen und das Fluid aus der Pumpenkammer auszustoßen.
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Ein Ende des Antriebselements ist mit der Membran verbunden, und ein anderes Ende des Antriebselements ist mit dem Antriebsmechanismus zu verbinden. Bei dem Antriebsmechanismus handelt es sich zum Beispiel um einen Motor, der eine Antriebsquelle darstellt, und eine Welle, die bezüglich einer Antriebswelle des Motors exzentrisch ist. Das Ende des Antriebselements auf Seiten des Antriebsmechanismus wiederholt durch den Antriebsmechanismus die hin und her laufende Bewegung entlang der ersten Achsenrichtung und die Schwingung in der zweiten Achsenrichtung. In Verbindung damit führt das Ende auf Seiten der Membran die hin und her laufende Bewegung in der ersten Achsenrichtung durch. Dadurch kann sich ein Problem einstellen, nämlich, dass sich die Membran in einer Richtung, in der die Membran leicht gedehnt werden kann, zum Beispiel in der zweiten Achsenrichtung, in der die Schwingung durchgeführt wird, leicht verschlechtert, so dass sie durchtrennt wird.
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Bei der Pumpenvorrichtung ist es durch Einbetten des Basisgewebes mit der Faser, die sich in die zweite Achsenrichtung erstreckt, in die Membran möglich, deren Stärke in der zweiten Achsenrichtung zu erhöhen, und die Haltbarkeit kann verbessert werden. Ferner wird durch das Einbetten des Basisgewebes, das die Dehnung in der zweiten Achsenrichtung steuern kann, in die Membran das Leistungsvermögen der Membran stabilisiert und auch die Veränderungen des Volumens der Pumpenkammer werden stabilisiert, wodurch das Leistungsvermögen als eine Pumpe stabilisiert werden kann.
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Ferner wird durch das Bereitstellen des Indexabschnitts zur Angabe der zweiten Achsenrichtung die Ausdehnungsrichtung der Faser des Basisgewebes, das in die Membran eingebettet ist, erkennbar. Daher wird es zur Zeit des Zusammenbaus der Pumpenvorrichtung leicht, die Membran in einer gewünschten Richtung an dem Hauptkörper der Pumpe anzuordnen.
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Das Antriebselement weist ferner eine Halterung auf, die eine zu der ersten Fläche gerichtete Stützfläche aufweist, und einen an der Stützfläche gebildeten Vorsprung, wobei der Vorsprung in das Basismaterial eindringt und mit dem ersten Ende gekoppelt werden soll. Zusätzlich ist der Indexabschnitt an einer Öffnung gebildet , in die der Vorsprung eindringt. Erfindungsgemäß hat der Vorsprung eine flache Form die der Form der Öffnung entspricht.
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Der Indexabschnitt kann ein geradliniger Abschnitt sein, der senkrecht oder parallel zu der zweiten Achsenrichtung verläuft und einen Teil der Öffnung bildet.
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Der Indexabschnitt kann eine Kerbe sein, die in einer Richtung, welche senkrecht oder parallel zu der zweiten Achsenrichtung verläuft, an die Öffnung angeschlossen ist.
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Da der Indexabschnitt der Membran an der Öffnung gebildet ist, wird es möglich, unter Überprüfung der gewünschten Richtung zu arbeiten, wenn die Membran an dem Hauptkörper der Pumpe angeordnet wird. Überdies kann der Indexabschnitt leicht gebildet werden.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist eine Querschnittansicht, die einen Aufbau einer Pumpenvorrichtung 3 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Pumpenvorrichtung 3 mit einer Membranpumpe ausgeführt. In 1 gibt die Z-Achse (erste Achse) eine senkrechte Richtung (Schwerkraftrichtung) an, und die X-Achse (zweite Achse) und die Y-Achse geben planare Richtungen an.
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Ein Hauptkörper 10 weist ein Gehäuse 11, einen Pumpenkopf 12 und eine Pumpenkopfabdeckung 13 auf.
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Der Pumpenkopf 12 weist eine Einlassöffnung 101 und eine Auslassöffnung 102 auf und ist auf einer oberen Fläche einer ringförmigen Basis 110 angeordnet. Die Basis 110 ist an einem offenen Ende an einem oberen Teil des Gehäuses 11 angebracht und stützt den Umfangsrandbereich einer Membran 20, indem es ihn zusammen mit dem Pumpenkopf 12 einklemmt. Der Pumpenkopf 12 bildet zwischen sich und der Membran 20 eine Pumpenkammer 100.
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Ein Pumpenkopf 12 weist einen Einlassdurchgang T1 für den Kontakt zwischen der Einlassöffnung 101 und der Pumpenkammer 100 und einen Auslassdurchgang T2 für den Kontakt zwischen der Pumpenkammer 100 und der Auslassöffnung 102 auf. Die Pumpenkammer 100 steht durch den Einlassdurchgang T1 und den Auslassdurchgang T2 mit der Einlassöffnung 101 bzw. der Auslassöffnung 102 in Verbindung. In dem Einlassdurchgang T1 und dem Auslassdurchgang T2 sind ein Einlassventil 103 bzw. ein Auslassventil 104 angebracht.
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Die Pumpenkopfabdeckung 13 ist an einem oberen Teil des Pumpenkopfs 12 angebracht. Jeder Einlassdurchgang T1 und Auslassdurchgang T2 ist durch Kombinieren des Pumpenkopfs 12 und der Pumpenkopfabdeckung 13 gebildet. Das Gehäuse 11, der Pumpenkopf 12 und die Pumpenkopfabdeckung 13 sind unter Verwendung mehrerer Schraubenelemente B einstückig fixiert.
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Das Gehäuse 11 bildet einen Arbeitsraum 105 im Inneren des Hauptkörpers 10 zur Unterbringung einer Verbindungsstange 32, eines Lagers 33 und einer exzentrischen Nocke 34.
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2(A) ist eine Querschnittansicht, die einen Aufbau eines Hauptteils der Membran 20 zeigt. Die Z-Achse zur Angabe der senkrechten Richtung und die X-Achse und die Y-Achse zur Angabe der planaren Richtungen sind ebenfalls in 2 gezeigt. Die Membran 20 weist ein Basismaterial 200, das aus einem elastischen Material besteht, welches eine obere Fläche 201 und eine untere Fläche 203 aufweist, und ein Verstärkungsgewebe 202 auf, das in das Basismaterial 200 eingebettet bereitgestellt ist. Die Umfangsrandbereiche der oberen Fläche 201 und der unteren Fläche 203 sind zwischen die Basis 110 und den Pumpenkopf 12 eingeklemmt. In 2(A) jedoch sind die Basis 110 und der Pumpenkopf 12 weggelassen.
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Jede der oberen Fläche 201 und der unteren Fläche 203 besteht aus einem synthetischen Kautschuk. Beispiele für Kautschukmaterialien, die verwendbar sind, können Nitrilkautschuk (NBR), hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluorcarbonkautschuk (FKM) und andere Kautschukmaterialien, die in Bezug auf Kohlenwasserstoffgas wie Methan und Propan beständig sind, umfassen. Das Verstärkungsgewebe 202 besteht zum Beispiel aus einer Kunstfaser wie etwa Nylon (Polyamid). Zusätzlich sind das Verstärkungsgewebe 202 und die obere Fläche 201 und die untere Fläche 203 durch Vulkanisationsverkleben oder dergleichen integriert.
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2(B) ist eine Draufsicht, die einen Aufbau eines Hauptteils der Membran 20 zeigt. Zum Zwecke der Erläuterung ist in 2(B) ein Teil des Basismaterials 200 entfernt, wodurch das Verstärkungsgewebe 202 freigelegt ist. Das Verstärkungsgewebe 202 umfasst eine Gruppe von Fasern F1, die zu der X-Achse parallel sind. Zusätzlich kann das Verstärkungsgewebe 202 ferner wie gezeigt eine Gruppe von Fasern F2 umfassen, die die Gruppe der Fasern F1 kreuzen.
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Obwohl das Verstärkungsgewebe 202 in einer gesamten Ebene der Membran 20 gebildet ist, sollte bemerkt werden, dass es nicht darauf beschränkt ist. Die Form des Verstärkungsgewebes 202 ist nicht auf eine runde Form beschränkt und kann zum Beispiel eine symmetrische Form in Bezug auf die durch die Mitte der Membran 202 verlaufende X-Achse sein. Für die Länge der Gruppe von Fasern F1 besteht ebenfalls keine besonderen Beschränkungen, und sie kann jede beliebige Länge sein, solange die Stärke in der Richtung der X-Achse ausreichend erhöht werden kann.
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Die Membran 20 weist einen Index M auf, um die Richtung der X-Achse anzugeben. Typischerweise zeigt der Index M eine der Formen, die durch die fünf Sinne des Menschen unterschieden werden können, wie etwa visuell und tastbar, doch kann der Index M jede beliebige Form aufweisen, die die Richtung der X-Achse unter Verwendung von Techniken wie etwa elektrischen und optischen unterscheiden kann. Ferner ist ein Bereich, in dem der Index M angeordnet ist, nicht beschränkt, solange ein Betreiber den Index M unterscheiden kann, wenn er die Membran 20 an dem Hauptkörper 10 anordnet. In 2(B) dieser Ausführungsform ist der Index M eine Öffnung 204, die eine „D“-Form einschließlich eines senkrecht zu der Richtung der X-Achse verlaufenden geradlinigen Abschnitt L aufweist. Das heißt, bei dieser Ausführungsform würde die senkrecht zu dem geradlinigen Abschnitt L verlaufende Richtung durch den Betreiber als die Richtung der X-Achse der Membran 20 erkannt werden. Es sollte bemerkt werden, dass dieses Beispiel nicht beschränkend ist, sondern der geradlinige Abschnitt L parallel zu der Richtung der X-Achse gebildet sein kann.
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Ein Antriebsteil 30 weist eine Halterung 31, die Verbindungsstange 32, das Lager 33, die exzentrische Nocke 34 und eine Antriebsquelle 35 auf.
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Die Verbindungsstange 32 umfasst eine erste Auflagefläche in Kontakt mit der unteren Fläche 203 der Membran 20 und ist an der Mitte der unteren Fläche 203 fixiert. Andererseits weist die Halterung 31 eine zweite Auflagefläche in Kontakt mit der oberen Fläche 201 und einen Vorsprung 310, der in die Öffnung 204 der Membran 20 einzusetzen ist, auf. Der Vorsprung 310 weist erfindungsgemäß eine flache Form auf, die der Form der Öffnung 204 entspricht. Die Halterung 31 und die Verbindungsstange 32 werden auf eine Weise zusammengesetzt, bei der die Membran 20 senkrecht eingeklemmt wird, und werden zum Beispiel über eine Schraube 320 damit vereinigt. Somit bilden die Halterung 31 und die Verbindungsstange 32 ein Antriebselement 300, das die Membran 20 auf und ab antreibt. Es sollte bemerkt werden, dass die Halterung 31 keinen Vorsprung 310 aufzuweisen braucht und die Schraube 320 in die Öffnung 204 eingesetzt werden kann.
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Die Antriebsquelle 35 umfasst einen Motor mit einer Drehwelle 350, die sich entlang der Richtung der Y-Achse erstreckt, und dergleichen. Ein distales Ende der Drehwelle 350 ist an dem Drehzentrum der exzentrischen Nocke 34 angebracht. Ein Ende der Verbindungsstange 32, das zu der ersten Auflagefläche entgegengesetzt ist, ist über das Lager 33 mit der Umfangsfläche der exzentrischen Nocke 34 verbunden. Die exzentrische Nocke 34 ist in Bezug auf den inneren Laufring des Lagers 33 auf eine exzentrische Weise gebildet, und die Exzentrizität ergibt das Ausmaß des Hin- und Her-Laufens (das Ausmaß des Hubs) der Membran 20.
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3 ist eine Querschnittansicht des Hauptteils der Membranpumpe 3 von der Richtung der Y-Achse her gesehen und zeigt einen typischen Betrieb des Antriebsteils 30. Obwohl sich die Einzelheiten des Pumpenkopfs 12 in diesem Fall von einem tatsächlichen unterscheiden, ist die Gestaltung des Pumpenkopfs 12 zur Erleichterung des Verständnisses auf die gleiche Weise wie in 1 dargestellt.
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Wenn die Drehwelle 350 durch die Antriebsquelle 35 gedreht wird, führt das Ende des Antriebselements 300, das mit der exzentrischen Nocke 34 verbunden ist, eine hin und her laufende Bewegung in der Richtung der Z-Achse begleitet von einer Schwingung in der Richtung der X-Achse durch. Gleichzeitig führt die Membran 20 auch eine hin und her laufende Bewegung in der Richtung der Z-Achse durch, da das Ende des Antriebselements 300, das mit der Membran 20 verbunden ist, eine hin und her laufende Bewegung in der Richtung der Z-Achse durchführt.
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3(A) zeigt ein Beispiel, bei dem die Drehwelle 350 und die Mitte der exzentrischen Nocke 34 in der Richtung der Z-Achse in einer Reihe aufgereiht sind und das Volumen der Pumpenkammer 100 minimal geworden ist (Ausstoßprozess). 3(B) zeigt ein Beispiel, bei dem die Drehwelle 350 und die Mitte der exzentrischen Nocke 34 in der Richtung der X-Achse in einer Reihe aufgereiht sind und sich das Antriebselement 300 in der Richtung der Z-Achse abgesenkt hat, während es sich geneigt hat (Einsaugprozess). In Verbindung damit senkt sich auch die Membran 20 in der Richtung der Z-Achse und das Volumen der Pumpenkammer 100 wird größer als in 3(A). Somit verändert sich das Volumen der Pumpenkammer 100 mit der Bewegung der Membran 20 in der Richtung der Z-Achse. Zusätzlich wird wie in 3(B) gezeigt dann, wenn das Volumen der Pumpenkammer 100 vergrößert wird, ein Ansaugen von Gas vorgenommen, indem das Auslassventil 104 geschlossen wird, während das Einlassventil 103 geöffnet wird. Umgekehrt wird wie in 3(A) gezeigt dann, wenn das Volumen der Pumpenkammer 100 verkleinert wird, eine Verdichtung und Beförderung von Gas vorgenommen, indem das Auslassventil 104 geöffnet wird, während das Einlassventil 103 geschlossen wird.
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Bei der Membran 20 kann es in einem Teil, der aufgrund der hin und her laufenden Bewegung des obigen Aufbaus leicht gedehnt wird, zu einer Ermüdung oder Verschlechterung kommen. In 4 zeigen (A) und (B) die Formen der Membran 20, die jeweils (A) und (B) von 3 entsprechen, schematisch. In 4 wird die Membran 20 in fünf Bereichen X1 bis X5 gesondert beschrieben. Jedes X1 und X5 ist der Bereich, der von dem Hauptkörper 10 gestützt wird; X2 und X4 sind die Bereiche mit einer elastischen Verformung; und X3 ist der Bereich, der von einem Ende des Antriebselements 300 gestützt wird. Die Bereiche X1 und X5 gehören zu einem gemeinsamen ringförmigen Bereich der Membran 20. Die Bereiche X2 und X4 gehören ebenfalls zu einem gemeinsamen ringförmigen Bereich der Membran 20.
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In 4(A) wird X3 in Bezug auf X1 und X5 in der Richtung der Z-Achse angehoben und zwischen X2 und X4 besteht eine Dehnung. In 4(B) wird X3 in Bezug auf X1 und X5 mit einer Dehnung zwischen X2 und X4 in der Richtung der Z-Achse abgesenkt und ferner besteht eine zwischen X2 und X3 erzeugte Verzerrung. Dies liegt daran, dass darauf eine Beanspruchung durch die wie in 3(B) gezeigte Neigung des Antriebselements 300 ausgeübt wird. Wie oben beschrieben wird die Membran 20 durch die in 3 gezeigte Bewegung leicht in der Richtung der X-Achse gedehnt. Angesichts dessen ist es durch Einbetten des Verstärkungsgewebes 202 mit der Gruppe von Fasern F1, die sich in die Richtung der X-Achse erstreckt, in die Membran 20 möglich, die Stärke der Membran 20 zu erhöhen und die Haltbarkeit zu verbessern. Ferner wird durch Steuern der Dehnung der Membran 20 das Leistungsvermögen als Membran stabilisiert und auch die Änderungen des Volumens der Pumpenkammer 100 werden stabilisiert, wodurch das Leistungsvermögen als Pumpe stabilisiert werden kann.
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Beispiele für Webungen des Gewebes, bei denen sich die Gruppe von Fasern F1 auf eine parallel zu der X-Achse verlaufende Weise erstreckt, umfassen eine in 5 gezeigte Leinwandbindung. Die Leinwandbindung ist eine Webung, bei der Fasern f2 abwechselnd in einer Richtung kombiniert werden, die zu einer Gruppe von parallel angeordneten Fasern f1 senkrecht verläuft. Durch Verwendung eines derartigen Leinwandbindungs-Verstärkungsgewebes 202 kann die Stärke in der Richtung der X-Achse erhöht werden und die Haltbarkeit verbessert werden. Der Abstand zwischen jeder Faser, der die Musterdichte der Webung darstellt, ist nicht besonders beschränkt, sondern kann beliebig sein, solange die Stärke ausreichend ist.
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Nun, da die Membran typischerweise eine Scheibenform aufweist, könnte die Verlaufsrichtung der Faser in dem eingebetteten Verstärkungsgewebe 202 ununterscheidbar sein, wenn die Membran 20 an dem Hauptkörper 10 angeordnet ist. Angesichts dessen wird die Verlaufsrichtung der Faser des Verstärkungsgewebes 202, das in die Membran 20 eingebettet ist, durch Verwenden des Index M, der die Richtung der X-Achse angibt, unterscheidbar. Daher wird es leicht, die Membran 20 in einer gewünschten Richtung an dem Hauptkörper 10 anzuordnen. Zum Beispiel kann dann, wenn die Membran 20 mit dem Index M einschließlich des geradlinigen Abschnitts L, der in dieser Ausführungsform beschrieben wurde, an dem Hauptkörper 10 angeordnet wird, die Membran 20 auf eine solche Weise angeordnet werden, dass der geradlinige Abschnitt L parallel zu der Ausdehnungsrichtung der Drehwelle 350 (der Richtung der Y-Achse in 1) verläuft. Falls das Verstärkungsgewebe 202 ferner die Gruppe von Fasern F2 umfasst, die die Gruppe von Fasern F1 kreuzt, kann der geradlinige Abschnitt L entweder parallel oder senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung der Drehwelle 350 angeordnet werden.
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Zum Beispiel war der Index M bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Öffnung 204 mit der „D“-Form einschließlich des geradlinigen Abschnitts L senkrecht zu der Richtung der X-Achse. Doch wie zum Beispiel in 6 gezeigt kann der Index M die Öffnung 204 sein, mit der eine Kerbe R in einer parallel zu der Richtung der X-Achse verlaufenden Richtung verbunden ist. Für die Form der Kerbe R bestehen keine besonderen Beschränkungen, solange sie die Richtung der X-Achse angeben kann, und sie kann zum Beispiel in einer Richtung, die senkrecht zu der Richtung der X-Achse verläuft, angeschlossen sein. Ferner ist der Teil zur Bildung der Kerbe R nicht bestimmt, solange er sich innerhalb der Öffnung 204 befindet.
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Zusätzlich ist ein Fluid, das bei der Pumpenvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nicht auf ein Gas beschränkt und kann flüssig sein.
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Bezugszeichenliste
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- 3
- Pumpenvorrichtung
- 10
- Hauptkörper
- 20
- Membran
- 30
- Antriebsteil
- 100
- Pumpenkammer
- 101
- Einlassöffnung
- 102
- Auslassöffnung
