DE1528971A1 - Ventillose Verdraengungspumpe - Google Patents

Description

12. Juli 1968 G/i¹ B 320 P

lirma Walter Beck KG-. Kontroll- und Fernmessgeräte 7 Stuttgart - Möhringen, Filderbahnstr. 37

Ventillose Yerdrängungspumpe

Die Erfindung betrifft eine ventillose Verdrängungspumpe mit einem rotationssymmetrischen Verdrängungsraum, an dem ein Saugstutzen und ein von diesem getrennter Druckstutzen angeschlossen sind.

Im'Zusammenhang mit derartigen, im allgemeinen nur kleine Leistungen aufweisenden Verdrängungspumpen ist vor allem eine sogenannte Schlauchpumpe bekanntgeworden, bei der in einem zylindrischen Gehäuse ein'sich an dessen Innenwand abstützender,Schlauch eingelegt ist, dessen beide einander benachbarten Enden nach außen durch die Gehäusewand hindurchgeführt und als Saugstutzen bzw. Druckstutzen dienen. In dem

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•18 Unterlagan (Art. 7 § 1 Abs. Ζ Nr. I Satz 3 dos Anderungsges. v. 4.9..19¹: ·

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zylindrischen Gehäuse ist eine Antriebswelle zentralgelagert, deren freies Ende als Kurbelarm abgekröpft ist und eine Rolle trägt. Beim Umlauf dieser Welle übt die Rolle einen Druck auf den Schlauch aus und drückt diesen derart fortschreitend zusammen, daß der von dem Schlauch umgebene Verdrängungsraum in einen baugraum und einen Druckraum unterteilt ist, deren Volumen mit dem Umlauf der Anpressrolle fortlaufend zunimmt bzw. abnimmt, was wieder eine Förderung des durch den Saugstutzen eintretenden Mediums zum Druckstutzen hin zur Folge hat« Obwohl sich eine solche Schlauchpumpe bisher durchaus bewährt hat» so haftet ihr doch immer noch der Nachteil an, daß der den besagten Verdrängungsraum umgebende Schlauch einer besonderen Beanspruchung ausgesetzt ist und somit des öfteren ausgetauscht werden muß» was zudem noch recht umständlich ist und besondere Zeitverluste mit sich bringtο

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, diese bisher bestehenden Nachteile einer solchen Schlauchpumpe zu beseitigen und eine Pumpe der oben angegebenen Bauart

so auszubilden, daß das elastische Glied nur noch einer geringen Beanspruchung ausgesetzt ist und sich, falls dieses notwendig sein sollte, einfach und ohne jeden besonderen Zeitverlust austauschen läßt«

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Verdrängungsraum als einseitig offene Rinne, Schale od. dgl« auszubilden und durch eine aus

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einem elastischen Material bestehende Membran abzudecken, auf"-deren. Außenseite dann .eine umlaufendes die Membran in radialer Richtung gegen den Boden der Rixax© oder Schale fortschreitend pressende UM ■ "den-Verdrängungsraum damit in-einen Druckraum und einen Saugraum unterteilende Einrichtung einwirkt { wobei zwischen--dem Saugstutzen und dem Druckstutzen eine sich in radialer Richtung erstreckende, den Saugraum von dem Druckraum"exakt trennende Rippe Od₀ dgl» angeordnet istο Durch die Verwendung einer solchen den Verdrängungsraum einseitig abdeckenden Membran ist es möglich, die Pumpe derart quergeteilt auszubilden, daß sich der die Antriebseinrichtung umgebende Gehäuseteil leicht von dem eigentlichen, mit dem Saugstutzen und dem Druckstutzen ausgestatteten Pumpenteil läsen läßt» Damit aber ist die Membran leicht zugänglich und kann, falls dieses notwendig erscheint, ohne jeden Zeitverlust; rasch ausgetauscht werden. Sollen dagegen beispielsweise andere Medien gefördert werden, so läßt sich der gesamte Pumpenteil leicht von dem die Antriebseinrichtung umgebenden Gehäuseteil lösen und gegen einen andere Durchtrittsquerschnitte aufweisenden Pumpenteil austauschen, was ebenfalls keinerlei besondere Mühe verursacht.

Bei einer zweckmäßigen Ausführunggform ist die oben erwähnte Trennrippe an der Unterseite der Membran angeordnet und greift in eine in dem Boden der Rinne oder Schale befind·= liehe radiale Nut ein, in der sie zweckdienlich festgeklemmt

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Eine besonders vorteilhafte* Ausführungeforss zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Boden des Verdrängungsraumes in der Form einer rotationssymmetrischenSchale ausgebildet und dieser Schale eine angepaßte Taumelrolle zugeordnet ist;? die an dem freien Ende eines in !Drehung versetztbaren, in der Pumpenlängsachse längsverschiebbar gelagerten und unter. Federwirkung oder auch pneumatischem oder hydraulischem Druck stehenden Zapfens angeordnet ist ο Hierbei kann an dem freien Ende dieses Zapfens ein gegenüber dessen Längsachse geneigter Kurbelzapfen exzentrisch angeordnet sein, der wieder in eine zentrale Bohrung der Taumel»= ' rolle eingreiftο Außerdem ist es zweckdienlich, wenn der Zapfen selbst in einer hülsenartigen Aussparung der Pumpenantriebswelle gelagert und mit dieser auf Drehung ve rbun<~ den ist.. ■

Zur Erzielung des auf den Zapfen der Taumelrolle einwirkenden

Druckes ist zweckdienlich eine vorzugsweise einstellbare Schraubenfeder od. dgl. vorgesehen» die beiderseits in in den einander gegenüberliegenden Stirnseiten dies Zapfens und der hülsenartigen Aussparung eingearbeitete Sacklöcher eingreift und sich an deren Böden abstützt»

Um ferner jede etwaige Gleitreibung zwischen der Membranaußenseite und der Taumelrolle zu vermeiden» ist es von Vorteil, an dem Hand der Taumelrolle einen Reibring, einen Zahnkranz od. dgl. anzuordnen, der sich an der gegenüber-

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liegendan, gegebenenfalls einen gleichartigen Zahnkranz aufweisenden Innenfläche dee Gehäuses abwälzte Ist es schließlich erforderlich, die Membran auch gegenüber einem eventuell aggressiven, durch die Pumpe zu fördernden Medium zu schützen» so kann die Membran auch als beispielsweise zweischichtige Mahratoff membrane ausgebildet sein, wobei dann die dein aggressiven Medium zugekehrte, zweckdienlich sehr dünnwandige Membranschicht aus einem ausreichend widerstandsfähigen Werkstoff besteht.

Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdrängungspumpe dargestellt. Bs zeigen:

Figo 1 einen Längsschnitt der Pumpe, Fig. 2einen Schnitt gemäß der Linie 2 2, Fig. 3 einen Teilschnitt gemäß der Linie 3-3 Fig. 4 eine Ansicht der Membran von unten, Pig. 5 einen Schnitt der Membran, gemäß der Linie 5-5 und Fig. 6 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilsohnitt.

Die in der Fig. 1 Im Schnitt dargestellte Verdrängungapumpe besteht aus dem mit 1 bezeichneten Pumpenteil und dem mit 2 bezeichneten Antsiehstell, die mittels leicht lösbarer Schrauben 3 miteinander verbunden sind. Der Pumpenteil 1 weist dabei eine scheibenartige Platte 4 auf» an der nebeneinander ein Saugstutzen 5 sowie ein Druckstutzen 6 angeformt sindο In der den beiden Stutzen 5 und 6 abgekehrten

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Seite der Platte 4 ist ©ine rotationssymmetrisch auegebildete schalenförmige Ausnehmung 7 eingearbeitet, in die die beiden Stutzen 5 und 6 einmünden. Auf' dem mit 8 bezeichneten Rand dieser Ausnehmung 7 liegt eine kappenartig ausgebildete« aus einem gummielastischen Werkstoff gefertigte Membran 9 auf, die den mit den beiden Stutzen 5 und 6 in Verbindung stehenden Verdrängungsraum 10 abdeckt. Wie insbesondere aus den beiden, diese Membran 9 zeigenden Fig- 4 uad 5 ersichtlich ist, so ist an der Unterseite der Membran 9 eine mit 11 bezeichnete Rippe angeformt, die sieh von dem Membranrand 12 durchgehend bis zum Zentrum der Membran 9 bzv/„ der rotationssymmetrisGhen Ausnehmung 7 erstreckt« Diese Rippe greift dabei in der in den Fig» 1 und 6 ersichtlichen Weise in eine in der Innenseite der Platte 4 eingearbeitete radiale Nut 13 ein und wird beispielsweise in dieser durch nicht besonders dargestellt© Kiemmittel festgehalten=

Der Antriebsteil dagegen weist ei» glockenartig ausgebildetes Gehäuse 14 auf-, dessen Rand 15 den Hand 12 der Membran 9 umgreift„■ Durch ein Anziehen der beiden Befestigungsschrauben 3 wird der Rand 12 der Membran.9 dabei fest zwischen dem Schalenrand 8 und dem Gehllueebund 16 eingeklemmt, wodurch eine einwandfreie Abdichtung sowohl des Verdrängungsraumes 10 als auch des von dem Gehäuse 14 umgebenen Arbeitsraumes 17 gewährleistet ist»

In dem dem Pumpenteil 1 abgekehrten schaftartigen Seil 18 des Gehäuses 1.4 ist' weiter unter Zwischenschaltung einer

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Lagerbüchse 19 eine mit 20 bezeichnete Antriebswelle gelagert, die sich mit ihrem Bund 21 an der Stirnfläche der Lagerbuchse 19 abstütztο Weiterhin ist in dieser Antriebewelle 20 eine mit 22 bezeichnete Bohrung eingearöeitet, die wieder als Lager für einen Längsverachtbaren Zapfen 23 dient, der über einen Nocken 24 mit der Antriebs« welle 20 auf Drehung verbunden ist« An dem freien Ende dieses Zapfens 23 sindjexzentrisch eine als Widerlager dienende Scheibe 25 sowie ein gegenüber der Längsachse des Zapfens 23 um den Winkel oC geneigter Kurbelzapfen 26 angeordnet. Dieser Kurbelzapfen 26 greift dabei in die Lagerbuchse 2*? einer mit 28 bezeichneten Taumelrolle ein, die sich an der Scheibe 25 abstützt und deren Profil derart gestaltet ist, daß ihr membranseitige8 Zentrum im Punkt 29 mit dem Zentrum der Membran 9 zusammenfällt und die Taumelrolle 28 mit ihrer Mantellinie längs der mit 30 bezeichneten radialen Linie in der in der Figo 1 dargestellten Weise an der Außenfläche der Membran 9 anliegt und diese fest abdichtend gegen den Boden der sehalenförmigen Ausnehmung 7 drückt« Der erforderliche Druck wird dabei durch eine mit 31 bezeichnete Feder bewirkt, die sich einerseits in dem in der Antriebswelle 20 eingearbeiteten Sackloch 32 und andererseits in dem gegenüberliegenden, in dem Zapfen 23 eingearbeiteten Sackloch 33 abstützt. Durch nicht besonders dargestellte, an sich bekannte Mittel kann der von dieser Feder 31 auf die Taumelrolle 28 sowie die Membrane 9 ausgeübte Druck beliebig variiert und den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt v/erden»

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Statt dieser zuvor behandelten Schraubenfeder 31 kann bei einer entsprechenden Abdichtung des Gehäueeschaftes 18 * auch eine Druckflüssigkeit verwendet werden» die dann beispielsweise über eine in der Arbeitswelle 20 befindliche Zentralbohrung oder aber dem Arbeitsraum 17 direkt zugeführt wird.

Die Wirkungsweise dieser ventillosen erfindungsgemäßen Verdrängungspumpe ist dabei die folgendes Wird über die Antriebswelle 20 der Zapfen 23 und mit diesem der Kurbelzapfen 26 in Drehung versetzt, so bewirkt dieser ein Abwälzen der Eaumelrolle 28 längs einer Kreisbahn auf der Oberfläche der Membran SU wobei die jeweils radial gerichtete Anlagelinie 30 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 20 umläuft und die in spannungslosem Zustand ebene Membran 9 fortschreitend gegen den Boden der Ausnehmung 7 drückt» Hierdurch wird der Verdrängungsraum 10 in einen mit dem Saugstutzen5 verbundenen Saugraum und einen mit dem Druckstutzen verbundenen Druckraum unterteilt, deren Volumina sich ständig vergrößern bzw. verkleinern. Bei jedem Umlauf der Taumelrolle 28 wird somit durch diese das durch den Saugstutzen 5 in den Verdrängungsraum 10 eintretende Medium gegen den Druckstutzen 6 gefördert, aus dem es dann unter Überdruck austritt. Die an der Membran 9 angeordnete Trennrippe 11 gewährleistet dabei im Bereich der beiden Stutzen 5 und 6 jederzeit eine exakte Trennung zwischen dem Saugraum und dem Druckraum« Passiert die Taumel-

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rolle 28 die beiden Stutzen 5 und 6, so let In diesem Zeitpunkt die Unterteilung des Verdrängungsraumes 10 zwar kurzzeitig aufgehoben» durch die Bewegungsenergie des geforderten .JHediums wird aber die Strömung desselben dennoch aufrechterhaltene Die Fördermenge ist dabei einerseits durch den Querschnitt des Verdrängungsraumes 10 und andererseits die Drehzahl der Antriebswelle 20 bestimmt. Schließlich ergibt sich aus der Bauart und Wirkungsweise dieser Pumpe, daß diese in beiden Drehrichtuneen zu arbeiten vermag.

Bei der in der Figo 6 dargestellten Ausftihrungsfona ist im die Taumelrolle 28 noch ein mit 34 bezeichneter Reibring angeordnet, über den sich die Taumelrolle 28 bei ihrem Umlauf an der zylindrischen Innenwand 35 des Gehäuses 14 abstützt und an dieser abwälzt» Statt eines solchen Reibringes 34 kann an dem AuQenmantel der Taumelrolle 28 auch ein Zahnkranz angeordnet sein, der dann mit einem entsprechenden, an der Innenwand 35 des Gehäuses 14 angeordneten Gegenzahnradkrana kämmt. Hierdurch wird.der Taumelrolle zwangsweise eine Abwälzbewegung aufgezwungen, so daß sich auch die Taumelrolle 28 mit ihrer Eadialkante 30 auf der Oberfläche der Membran 9 abwälzen muß und keinerlei Gleit- und Reibbewegung erfolgt_o

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Claims (4)

1. Pat ent a η s ρ r ü c he

   entillose Verdrängungspumpe mit einem ratationssymmetrischen Verdrängungsraum, an dem ein Saugstutzen und ein von diesem getrennter Druckstutzen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungsraum (10) als einseitig offene Rinne, Schale (7) od» dgl. ausgebildet und durch eine aus einem elastischen Material bestehende Membran (9) abgedeckt ist, auf deren Außenseite eine umlaufende,die Membran (9) in radialer Richtung (JO) gegen den Boden der Rinn? .Schale (7) fortschreitend pressende„ und den Verdräiigungsraum (10) damit in einen Druckraum und einen Saugraum untertei¹«nde Einrichtung (28) einwirkt^ wobei zwischen dem Saugstutzen (5) und dem Druckstutzen (6) eine sich in radialer Richtung erstreckendes den Saugrassm von dem Druckraum trennende Rippe (11) od. dglo angeordnet 1st.

   2ο Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennrinne (11 ) an der Unterseite der Membran (9) ange-

   -·■-■■■■ " " . .·_Λ* . ■ ordnet ist und in eine in dem Boden der Rinne oder

   Schale (7) befindliche radiale But .(13) eingreift«

   Pumpe nach Anspruch 1 und /oder 2, oiadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Verdrängungsraumes (19) in der Form einer rotatipnssymmetrischen Schale (7) ausgebildet und als Einrichtung eine dieser Schalenform angepaßte

   Taumelrolle (28) vorgesehen ist, die an dem freien Ende 900829/0233

   Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs.
2. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderungsges. v. 4.9.1^or~
3. eines im Drehung versetzbaren, in der Pumpenlängsachse längsversehiebbar gelagerten und unter Federwirkung (31) oder pneumatischem oder hydraulischem Druck stehenden Zapfen (23) angeordnet ist»
4. 4. Pumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des Zapfens (23) ein gegenüber dessen Jüängsachse geneigter (<£,) Kurbelzapfen (26) exzentrisch angeordnet ist, der in eine zentrale Bohrung (27) der Taumelrolle (28) eingreift,

   5« Pumpe naoh Anspruch 3 und 4₉ dadurch gekennzeichnet, daß ..." der Zapfen (23) in einer hülsenartigen Aussparung (22) derPumpenantriebswelle (20) gelagert und mit dieser ai?-£ Drehung (24) verbunden isto

   6_e Pumpe nach Anspruch 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Feder eine vorzugsweise einstellbare Schraubenfeder (31) od. ägl. vorgesehen ist, die beiderseits in in den einander gegenüberltgenden Stirnseiten des Zapfens (23) und 4er Aussparung (22) eingearbeitete Sacklöoher (32,33) eingreift und sich an deren Böden abstützt»

   β' Pumpe nach Anspruch 3 bi s 6 * dadurch gekenneeichnet _s daß an dem land der Saumelrolle (28) ein Reibring (34) ein Zahnkranz odv dgl» angeordnet ist, der sich an der gegenüberliegenden» gegebenenfalls einen gleicharti-

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   gen Zahnkranz aufweisenden Innenfläche (55) des Gehäuses (H) abwälzte

   Pumpe nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet« daß die Membrane (9) als zweischichtige Mehrstoff» membrane ausgebildet ist«

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