DE1528361C

DE1528361C - Piston seal for short-stroke diaphragm piston pumps

Info

Publication number: DE1528361C
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7033 Herrenberg Schmierer
Original assignee: Altec Gesellschaft für Allgemeine Landtechnik mbH, 7401 Hailfingen
Publication date: 1971-12-23

Description

-Die Erfindung betrifft die Ausbildung der Kolbenabdichtung einer kurzhubigen Kolbenpumpe, bestehend aus einer elastischen Membrane, die sich zwischen Pumpenzylinder und Pumpenkolben erstreckt und zwischen Zylinder und Zylinderdeckel dicht eingespannt ist, wobei Zylinder und Zylinderdeckel entlang der Einspannflächen der Membrane und der Kolben entlang der Berührungskante zur Membrane mit Abrundungen versehen sind.-The invention relates to the formation of the piston seal of a short-stroke piston pump, consisting made of an elastic membrane that extends between the pump cylinder and the pump piston and is tightly clamped between the cylinder and the cylinder cover, the cylinder and the cylinder cover along the clamping surfaces of the diaphragm and the piston along the contact edge to the diaphragm are rounded.

Bei Membrankolbenpumpen bewegt sich der KoI-ben in dem Zylinder mit dem für solche Pumpen üblichen geringen Spiel, so daß Zylinder- und Kolbenwand mit einem flüssigen Schmiermittel benetzt werden müssen. Die zwischen dem Zylinder und dem Zylinderdeckel eingespannte, auf dem Kolben aufliegende Membrane hat den Zweck, daß das Schmiermittel nicht mit dem zu fördernden Mittel in Berührung kommt.With diaphragm piston pumps, the piston moves in the cylinder with that for such pumps usual small play, so that the cylinder and piston walls are wetted with a liquid lubricant have to. The clamped between the cylinder and the cylinder cover, resting on the piston The purpose of the membrane is to ensure that the lubricant does not come into contact with the medium to be conveyed comes.

Infolge der starken Beanspruchung der aus elastischem Werkstoff bestehenden Membrane, die bei ao Kolbenpumpen ständig wechselnden Biege- und Zugkräften ausgesetzt ist, kann der Kolbenhub nur verhältnismäßig klein gehalten werden, so daß die Fördermenge solcher Pumpen sehr gering ist. Um die Membrane in der Nähe der Einspannstellen vor einer übermäßigen Beanspruchung zu schützen, werden der Zylinder und der, Deckel entlang der Einspannfläche der Membrane wie auch der Kolben am Übergang von der Stirnfläche zur Mantelfläche durch Radien abgerundet.As a result of the heavy use of the elastic Material of the existing membrane that ao Piston pumps are exposed to constantly changing bending and tensile forces, the piston stroke can only be proportionate are kept small, so that the delivery rate of such pumps is very low. Around to protect the membrane in the vicinity of the clamping points from excessive stress the cylinder and the cover along the clamping surface of the diaphragm as well as the piston on the The transition from the end face to the outer surface is rounded off by radii.

Infolge dieser Abrundungen entsteht jedoch zwischen Zylinderkolben und Membrane ein ringförmiger, ganz oder teilweise durch ein flüssiges Schmiermittel ausgefüllter Hohlraum, in welchen die Membrane während des Förderhubes als Folge des Druckes im Arbeitsraum hineinfedert, da das flüssige Schmiermittel entlang der Zylinderwand aus diesem Raum herausgedrückt wird. Dadurch geht ein Teil des Hubvolumens für die Förderleistung verloren und der volumetrische Wirkungsgrad einer solchen Pumpe ist um so schlechter, je größer die Radien an Zylinder und Kolben sind. Einer Vergrößerung des Pumpenhubes durch Vergrößerung der Radien am Zylinder und Kolben sind also mit Rücksicht auf die Belastbarkeit der Membrane verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt.As a result of these roundings, however, an annular, completely or partially filled by a liquid lubricant cavity in which the membrane springs in during the delivery stroke as a result of the pressure in the working space, since the liquid Lubricant is pressed out of this space along the cylinder wall. This is a part of it of the stroke volume lost for the delivery capacity and the volumetric efficiency of such The larger the radii on the cylinder and piston, the worse the pump is. An enlargement of the Pump stroke by increasing the radii on the cylinder and piston are therefore with consideration for the Resilience of the membrane set relatively narrow limits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Förderleistung der Pumpe trotz begrenzter Belastbarkeit der Membrane gegenüber den seither bekannten Pumpenausführungen wesentlich zu steigern. Dies wird dadurch erreicht, daß der durch die Abrundungen gebildete ringförmige Hohlraum zwischen Zylinder, Kolben und Membrane durch einen aus elastischem Werkstoff bestehenden Ring ganz oder teilweise ausgefüllt ist. .The invention is based on the object of increasing the delivery rate of the pump despite the limited load capacity to increase the membrane significantly compared to the pump designs known since then. This is achieved in that the annular cavity formed by the roundings between Cylinder, piston and diaphragm entirely or through a ring made of elastic material is partially filled out. .

Der in den Hohlraum eingelegte Ring kann von rundem Querschnitt sein.The ring inserted into the cavity can have a round cross-section.

Eine besonders gute Wirkung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der-Querschnitt des aus einem elastischen Werkstoff bestehenden, zwischen Zylinder, Kolben und Membrane eingelegten Ringes dreieckig ist.A particularly good effect is achieved according to the invention in that the cross-section of the an elastic material between the cylinder, piston and diaphragm inserted ring is triangular.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung soll der den Hohlraum zwischen Zylinder, Kolben und Membrane auffüllende Ring aus vernetztem Polyurethan-EIastomer bestehen.According to a further idea of the invention, the cavity between the cylinder, piston and Membrane filling ring made of cross-linked polyurethane elastomer exist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
. F i g. 1 eine Membranpumpe im Schnitt undAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows
. F i g. 1 a diaphragm pump in section and

F i g. 2 und 3 je einen Ausschnitt aus der in F i g. 1 dargestellten Pumpe im Saug- und Druckhub.F i g. 2 and 3 each have an excerpt from the FIG. 1 shown pump in the suction and pressure stroke.

F i g. 1 zeigt das Prinzip einer Pumpe, auf die sich die Erfindung bezieht. Hierbei wird in einem Zylinder 1 ein Kolben 2 hin- und herbewegt. Ein den Arbeitsraum 5 und die Ventile 6 und 7 aufnehmender Deckel 4 ist fest mit dem Zylinder 1 verbunden. Eine aus einem elastischen Werkstoff bestehende Membrane 3 trennt den Arbeitsraum 5 vom Zylinder 1 und Kolben 2, so daß das zu fördernde "Mittel nicht mit der Kolben- und Zylinderwand in Berührung kommt. Zur Vermeidung örtlicher Überlastung der Membrane 3 ist dabei entlang ihrer Einspannfläche am Zylinder 1 und Deckel 4 sowie am Kolben zwischen seiner Stirn- und Mantelfläche ein Radius angebracht.F i g. Figure 1 shows the principle of a pump to which the invention relates. This is done in a cylinder 1 a piston 2 is moved back and forth. One of the working space 5 and the valves 6 and 7 accommodating Cover 4 is firmly connected to cylinder 1. One made of an elastic material Membrane 3 separates the working space 5 from the cylinder 1 and piston 2, so that the "agent to be conveyed" does not come into contact with the piston and cylinder walls. To avoid local overload the membrane 3 is along its clamping surface on the cylinder 1 and cover 4 and on Piston attached a radius between its end face and lateral surface.

F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt der in F i g. 1 dargestellten Pumpe, wobei sich der Kolben 2 in seinem oberen Totpunkt befindet. Der durch den Radius am Zylinder 1 neben der Einspannstelle der Membrane 3, den Kolbenmantel sowie die Membrane 3 abgegrenzte ringförmige Hohlraum wird hierbei teilweise durch einen aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Ring 8 ausgefüllt, der einen runden Querschnitt aufweist.- F i g. 2 shows a section of the FIG. 1 shown pump, the piston 2 in his top dead center is located. Due to the radius on the cylinder 1 next to the clamping point of the diaphragm 3, the piston skirt as well as the diaphragm 3 delimited annular cavity is here partially through a ring 8 made of an elastic material is filled, which has a round cross-section.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Pumpe, wobei sich der Kolben 2 in seinem unteren Totpunkt befindet. Der durch den Radius am Kolben 2, die Zylinderwand sowie die Membrane 3 abgegrenzte ringförmige Hohlraum wird hierbei beinahe vollständig durch einen mit einem dreieckigen Querschnitt versehenen, aus elastischem Werkstoff bestehenden Ring 8 ausgefüllt.FIG. 3 shows a section of the one shown in FIG. 1 Pump with piston 2 at its bottom dead center. The one by the radius on the piston 2, the cylinder wall and the membrane 3 delimited annular cavity is here almost entirely by a triangular cross-section made of elastic Material existing ring 8 filled.

Claims

Patent claims:

1. Formation of the piston seal of a short-stroke piston pump, consisting of a elastic diaphragm that extends between the pump cylinder and pump piston and between Cylinder and cylinder cover is tightly clamped, with cylinder and cylinder cover along the clamping surfaces of the diaphragm and the piston along the contact edge for Membrane are rounded, characterized in that the by these roundings formed annular cavity between cylinder (1), piston (2) and Membrane (3) by a ring (8) made of elastic material in whole or in part is filled out.

2. Formation of the piston seal according to claim 1, characterized in that the cross section of the ring (8) is round.

3. Formation of the piston seal according to claim 1, characterized in that the cross section of the ring (8) is triangular.

4. Formation of the piston seal according to claims 1 to 3, characterized in that the ring (8) consists of crosslinked polyurethane elastomer.