DE1553005C3

DE1553005C3 - Schlauchpumpe

Info

Publication number: DE1553005C3
Application number: DE1553005A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. Zuerich Dutler (Schweiz)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-08-03
Filing date: 1966-07-21
Publication date: 1974-03-14
Also published as: SE325201B; CH433992A; GB1105236A; US3366071A; DE1553005A1; DE1553005B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe mit einem auf einer Stützfläche aufliegenden Schlauch und mehreren, längs des Schlauches auf einer Kreisbahn od. dgl. umlaufenden und den Schlauch gegen die Stützfläche zusammenpressenden Rollen, wobei die Rollen auf einem zentrisch angeordneten Antriebsglied laufen.

Solche Pumpen sind aus der USA.-Patentschrift 2 899 904 bekannt und einem Rollenlager ähnlich, da der antreibbare innere Laufring mit dem Anas triebsglied, und der feststehende äußere Laufring mit einem Teil des abgestützten Schlauches vergleichbar ist.

Die bekannten Schlauchpumpen der genannten Art weisen verschiedene Nachteile auf. Der Hauptnachteil der bekannten Pumpen ist darin zu sehen, daß sie mit einer relativ großen Reibung arbeiten, welche nicht nur eine starke Abnützung der Teile, insbesondere des Schlauches, verursacht, sondern auch eine verhältnismäßig hohe Antriebsleistung erforderlich macht. In den bekannten Schlauchpumpen hat der Schlauch unter der Einwirkung der auf ihm abrollenden Rollen die Tendenz, zu wandern. Dadurch wird der in der Pumpe festgehaltene Schlauch periodisch gestreckt und wieder freigegeben, woraus eine starke Beanspruchung und vorzeitiges Unbrauchbarwerden des Schlauches resultieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schlauchpumpen der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die Abnützung des Schlauches verringert, die Antriebsleistung herabgesetzt und das Wandern bzw. periodische Strecken des Schlauches möglichst weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rollen zugleich in einer sie umgebenden Rollenbahn laufen und der Durchmesser der Rollen an deren Berührungsfläche mit dem Schlauch größer als an deren Berührungsfläche mit der Rollenbahn ist.

Mithin machen die Rollen bei deren Abrollen auf der Rollenbahn zugleich an der Berührungsfläche mit dem Schlauch eine geringfügig rückläufige Bewegung, welche der rollenden Reibung zwischen der Rolle und dem Schlauch entgegenwirkt. Durch geeignete Wahl des Durchmesserverhältnisses an den Rollen kann die genannte rückläufige Bewegung so eingestellt werden, daß der Schlauch ohne Befestigung in der Pumpe weder vorwärts noch rückwärts, transportiert wird. Es ist also nur eine minimale Kraft erforderlich, um den Schlauch in der Pumpe festzuhalten, und der Schlauch wird im Betrieb nur minimal gestreckt, so daß sich eine minimale Beanspruchung des Schlauches ergibt.

Es ist zweckmäßig, so vorzugehen, daß die Stützfläche für den Schlauch und die Rollenbahn in bezug

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aufeinander und auf die Oberfläche des Antriebs- drückung entstehende Radialbelastung des Antriebsgliedes so angeordnet sind, daß in einem Preß- rades in die Rollenbahn geleitet wird. Da ein solcher abschnitt der Stützfläche die Rollen mit einem ersten Gummiring alleine die Reibung erhöhen und semer-Teil nur auf dem Schlauch abrollen und diesen seits rasch abgenützt würde, ist über den Gummiring zusammenquetschen und daß in wenigstens einem 5 der härtere Antriebsring gestülpt, der durch die dem vorgenannten Preßabschnitt vor- und/oder radialen Schlitze in Umfangsrichtung federnd genachgeordneten Abschnitt die Rollen mit einem macht ist. ■;
zweiten Teil auf der Rollenbahn abrollen und gleich- Ist die Rollenbahn kreiszylindrisch ausgebildet, so zeitig mit ihrem ersten Teil den Schlauch zunehmend kann eine zu starke Belastung des Schläuche in dem zusammenquetschen oder entlasten. io Abschnitt, in dem er durch die Rollen ganz zusam-

Dadurch wirkt die rückläufige Bewegung der mengedrückt ist, dadurch vermieden werden, daß Rollen nur an deren Berührungsfläche mit dem die Stützfläche für den Schlauch aus einem Preß-Schlauch in den Bereichen der zunehmenden und abschnitt in Form eines Kreiszylindersektors besteht, abnehmenden Schlauchzusammendrückung. Im Be- dessen Achse mit derjenigen der Antriebswelle reich der vollständigen Schlauchzusammendrückung 15 zusammenfällt, daß sich daran mindestens ein vorrollen die Rollen dagegen ausschließlich auf dem und/oder nachgeordneter etwa zylindersektorförmiger Schlauch ab, indem sie ganz wenig aus der Rollen- Abschnitt anschließt, der einen, von dem Preßbahn abgehoben werden, so daß in diesem Bereich abschnitt ausgehend, zunehmend größer werdenden gegenüber den Bereichen der zunehmenden und Radius aufweist, und daß sich die einzelnen Ababnehmenden Schlauchzusammendrückung keine 20 schnitte über einen Winkel von 60° erstrecken.
Rückstellkraft auf den Schlauch wirkt. Vorzugsweise erfolgt die Aufnahme und Weiter-

Überraschenderweise zeigt es sich, daß durch die leitung der aus der Schlauchzusammendrückung entangegebenen Maßnahmen die insgesamt für den stehenden Radialbelastung an dem Antriebsrad Betrieb der Pumpe benötigte Antriebsleistung, und dadurch, daß das Antriebsrad am zweiten Teil jeder damit natürlich die Wärmeentwicklung, herabgesetzt 25 Rolle angreift und daß ein auf dem Antriebsrad werden kann. Das erforderliche Antriebsdrehmoment koaxial angeordneter Druckring mit dem ersten Teil ist für ein bestimmtes, von den Dimensionen der jeder Rolle in Berührung steht. Dazu ist das Teile und den Schlaucheigenschaften abhängiges Antriebsrad an entsprechender Stelle gegenüber dem Durchmesser-Verhältnis an den Rollen minimal. Druckring im Durchmesser soviel größer wie die

Weiter ist es vorteilhaft, daß in dem Preßabschnitt 30 Rollen an der Berührungsfläche mit der Rollenbahn

die Rollenbahn eine Ausnehmung aufweist, so daß gegenüber der Berührungsfläche mit dem Schlauch

die Rollen mit ihrem zweiten Teil nur auf dem nicht im Durchmesser kleiner sind.

ausgenommenen Teil der Rollenbahn laufen. Da- Der Druckring ist zweckmäßig als ein dem An-

durch wird gewährleistet, daß auch bei allfälligen triebsring ähnlicher, in Umfangsrichtung federnder

Verschiedenheiten der Schlauchdimensionen die 35 Ring ausgebildet. Dazu weist er mehrere radiale

Rollen im Preßabschnitt stets mit ihrem ersten Teil Schlitze auf, die sich von oben und von unten her

auf dem Schlauch abrollen, wobei sie nötigenfalls, über je einen Teil der Höhe des Ringes erstrecken,

mit ihrem zweiten Teil den nicht ausgenommenen An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungs-

Teil der Rollenbahn berührend, eine geringfügige beispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Kippbewegung ausführen können. 40 F i g. 1 eine Draufsicht und

Der Aufbau der Schlauchpumpe wird dann be- Fig. 2 einen Axialschnitt einer beispielsweisen

sonders einfach, wenn der durch die Stützfläche Schlauchpumpe.

abgestützte Schlauch mindestens annähernd halb- Die dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse mit

kreisförmig angeordnet ist, die Rollenbahn kreis- einem schalenförmigen Unterteil 1, beispielsweise aus

zylindrisch ausgebildet ist und das Antriebsglied ein 45 Polyvinylchlorid, und einer auf dem Unterteil 1

kreisrundes Antriebsrad ist. Dadurch kann sich das durch nicht dargestellte Mittel lösbar befestigten

Antriebsglied an der dem Bereich der Schlauch- Deckplatte 2, beispielsweise aus Plexiglas auf. In

zusammendrückung gegenüberliegenden Seite über diesem Gehäuse sind, auf einem Kreis annähernd

die Rollen an der Rollenbahn abstützen, wobei die gleichmäßig verteilt, sechs Rollen 3 aus Kunststoff

aus der Schlauchzusammendrückung auf das An- 50 angeordnet. Die Rollen 3 rollen mit dem Umfang

triebsglied ausgeübte Radialbelastung zumindest zu je eines oberen Teiles 3 α auf einem annähernd

einem Teil über die Rollen in die Rollenbahn geleitet halbkreisförmig gebogenen Teilstück eines elastischen

wird. Damit wird die Lagerung des Antriebsgliedes Schlauches 4 ab, um denselben zusammenzudrücken

vorteilhafterweise weitgehend entlastet, und es kann und ein im Schlauch 4 befindliches Medium in der

sogar auf eine besondere Lagerung des Antriebs- 55 Bewegungsrichtung der Rollen 3 durch den Schlauch

gliedes ganz verzichtet werden. zu fördern. Der Schlauch 4 ist dabei durch eine

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Antriebs- Stützfläche 5 abgestützt.

rad mit den Rollen über einen gummielastischen Ein unterer Teil 3 b jeder Rolle 3 rollt auf einer Ring und einen über denselben gestülpten, härteren kreiszylinderförmigen Rollenbahn 6 im Gehäuse-Antriebsring in Berührung steht, der mehrere radiale 60 unterteil 1 ab.

Schlitze aufweist, die sich von oben und von unten Die Stützfläche 5 für den Schlauch umfaßt drei her über je einen Teil der Höhe des Ringes erstrek- aneinander anstoßende, sich über einen Winkel von ken, so daß dieser in Umfangsrichtung federnd ist. je 60° erstreckende Abschnitte 5 a, 5 b und 5 c. Der Dadurch ist auch bei jeder durch Herstellungsfehler mittlere Abschnitt 5 b liegt auf einem zur Rollenod. dgl. verursachten exzentrischen Lage des An- 65 bahn 6 koaxialen Kreiszylinder, während die beiden triebsrades zur Rollenbahn oder bei Verschleiß an äußeren Abschnitte 5 α und 5 c auf einem zur Rollender Rollenbahn, den Rollen oder dem Antriebsrad bahn 6 exzentrisch angeordneten Kreiszylinder mit gewährleistet, daß die aus der Schlauchzusammen- der Achse A (Fig. 1) liegen.

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Der Radius des Abschnittes 5 b ist so gewählt, daß Schlauches 4 in diesem Abschnitt zu vermeiden. Es

der auf diesem Abschnitt aufliegende Schlauch- ist klar, daß sich jede im Abschnitt 5 b befindliche

abschnitt durch die betreffende Rolle 3 vollständig Rolle dadurch etwas rascher bewegt als die übrigen

zusammengedrückt wird, d. h. daß der Schlauch- Rollen; daher müssen die Rollen 3 voneinander

innenraum verschlossen wird. 5 mindestens an dieser Stelle einen kleinen Abstand

Die Exzentrizität der Abschnitte5α und 5c der haben (Fig. 1). Um mögliche Unebenheiten des Stützfläche 5 ist so bemessen, daß der Schlauch 4 in Schlauches und Maßabweichungen od. dgl. auszugleidiesen Abschnitten allmählich vom vollen, freien chen, kann es auch vorteilhaft sein, unterhalb des Schlauchdurchmesser ausgehend zusammengedrückt Abschnittes 5 b in der Rollenbahn 6 eine Ausneh- bzw. vom völligen Verschluß aus freigegeben wird. io mung vorzusehen (nicht dargestellt), die sich vor-Am Anfang bzw. am Ende der Abschnitte 5 α und 5 c zugsweise vom oberen Rand der Rollenbahn aus ist demnach der Abstand zwischen der zugehörigen über etwa ²/₃ von deren Breite erstreckt. In diesem Berührungsfläche der Rollen 3 und der Stützfläche 5 Falle rollen die Rollen 3 im Abschnitt 5 b nur auf gleich dem Außendurchmesser des unverformten dem unteren Drittel der Rollenbahn 6 und, falls mit Schlauches 4, während im Abschnitt 5 b dieser Ab- 15 einer geringfügigen Kippbewegung, gleichzeitig mit stand etwa gleich der doppelten Wandstärke des dem oberen Teil 3 α auf dem Schlauch 4 ab.
Schlauches ist. Diese Anordnung mit sechs Rollen 3 Für den Antrieb der Pumpe reicht eine minimale und den drei sich über je 60° erstreckenden Ab- Leistung aus, die z. B. von einem kleinen Synchronschnitten 5 a, Sb und 5 c gewährleistet eine stoßfreie motor mit Untersetzungsgetriebe aufgebracht werden Förderung des im Schlauch 4 befindlichen Mediums. 20 kann.

Dabei ist es klar, daß wegen des symmetrischen Die Pumpe ist sehr einfach aufgebaut und billig Aufbaus die Rollen 3 in beiden Drehrichtungen herstellbar; sie kann nötigenfalls zu Reinigungsbewegt werden können, d. h. die Pumpe kann wahl- zwecken leicht zerlegt werden. Dazu muß nur die weise in beiden Richtungen arbeiten. Deckplatte 2 abgenommen werden. Außerdem sind

Die aus der Schlauchzusammendrückung ent- 25 al' 2 Einzelteile ohne weiteres auswechselbar,

stehenden Radialkräfte werden von einem zwischen Bei geeigneter Dimensionierung des Druckringes 7

den oberen Teilen 3 α der Rollen 3 angeordneten ist es, wie vorstehend erwähnt, möglich, in den

Druckring 7 aufgenommen. Abschnitten 5 α und 5 c eine der Wanderungstendenz

Die Rollen 3 werden angetrieben durch ein An- des Schlauches entgegenwirkende rückläufige Bewe-

triebsrad 8, das über einen O-Ring 8 α aus Gummi 30 gung der Rollen 3 an deren Berührungsfläche mit

und einen über diesen O-Ring gestülpten Antriebs- dem Schlauch 4 zu erzeugen, während im Ab-

ring 9 mit den unteren Teilen 3 b der Rollen in schnitt 5 b der Gegendruck des völlig verschlossenen

Berührung steht. Schlauches bewirkt, daß die Rollen 3 dort auf dem

Der Druckring 7 und der Antriebsring 9 sollen, Schlauch 4 abrollen und von der Rollenbahn 6 ab-

zur Vermeidung von Verformung und Abrieb, nicht 35 heben. Gleichzeitig wird der Schlauch 4 nicht mehr

aus allzu weichem Material bestehen. Sie sollen aber zusammengedrückt, als es zum vollständigen Ver-

in Umfangsrichtung etwas elastisch sein, um Toleran- schließen des Schlauches 4 nötig ist. Es ergibt sich

zen auszugleichen. Die Ringe 7 und 9 bestehen daher dadurch ein ausgesprochen schonender Preßvorgang

vorzugsweise aus einem relativ harten Kunststoff, für den Schlauch 4, so daß der Schlauch 4 eine

und sie sind mit radialen Schlitzen 7 α bzw. 9 α ver- 40 relativ lange Lebensdauer hat, selbst wenn er, was

sehen, die sich abwechselnd von oben und von unten für viele Anwendungen erwünscht sein kann, aus

über etwas mehr als die Hälfte der Höhe der Ringe sterilisierbarem und chemisch widerstandsfähigem

erstrecken. Silicongummi besteht.

Das Antriebsrad 8 wird seinerseits von einem auf Natürlich sind verschiedene konstruktive Ände-

einer Antriebswelle 10 befestigten, im Antriebsrad 8 45 rungen der Pumpe ohne weiteres möglich. So können

mittels eines weiteren O-Ringes 11 zentrierten Kupp- beispielsweise mehrere übereinander angeordnete

lungsstück 12 angetrieben, das mit zwei Zapfen 13 Schläuche gemeinsam durch die Rollen 3 zusammen-

in entsprechende Schlitze 14 im Rad 8 eingreift. Im gedrückt werden. Die Schläuche können dabei auch

vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt die An- auf getrennten, symmetrisch oberhalb und unterhalb

triebswelle 10 keinerlei radiale oder axiale Kräfte 50 der Rollenbahn 6 angeordneten Stützflächen auf-

auf. Es ist deshalb keine genaue Ausrichtung dieser liegen. In diesem Fall würden die Rollen 3 je zwei

Welle erforderlich. Köpfe 3 α aufweisen. In ähnlicher Weise ist es mög-

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, haben die lieh, mehrere Pumpen von der Art der beschriebenen

oberen Teile 3 α der Rollen 3 einen etwas größeren zu einem von einer gemeinsamen Welle angetriebenen

Durchmesser als die unteren Teile 3 b. Dies hat zur 55 Aggregat übereinander anzuordnen.

Folge, daß die Rollen 3 in den Abschnitten 5 α Desgleichen müssen nicht immer notwendiger-

und 5 c bei gleichzeitigem Abrollen auf der Rollen- weise sechs Rollen 3 verwendet werden. Falls bei

bahn 6 an der Berührungsfläche mit dem Schlauch, einer anderen Rollenzahl zugleich die beschriebene

also am oberen Teil 3 a, eine geringfügige rückläufige gleichmäßige, stoßfreie Förderung gewünscht wird,

Bwegung ausführen, welche der bei den bekannten 60 wird die Länge der Abschnitte 5 a, 5 b und 5 c ent-

Schlauchpumpen auftretenden Wanderungstendenz sprechend angepaßt,

des Schlauches entgegenwirkt. Ferner müssen die Rollen 3 auch nicht auf einer

Im Abschnitt 5 b, in welchem -der Schlauch 4 Kreisbahn umlaufen. Ein beispielsweise ovaler Ver-

durch die betreffende Rolle 3 vollständig zusammen- lauf der Bewegungsbahn der Rollen 3 ist ebenfalls

gedrückt (verschlossen) gehalten wird, rollen die 65 denkbar; das Rad 8 könnte in diesem Fall durch

Rollen 3 dagegen nur auf dem Schlauch 4 ab. Gleich- ein Antriebsglied ersetzt werden, das z. B. aus einem

zeitig werden sie von der Rollenbahn 6 ganz wenig die Rollen berührenden, endlosen Band geeigneter

abgehoben, um eine zu starke Beanspruchung des Form besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlauchpumpe mit einem auf einer Stützfläche aufliegenden Schlauch und mehreren, längs des Schlauches auf einer Kreisbahn od. dgl. umlaufenden und den Schlauch gegen die Stützfläche zusammenpressenden Rollen, wobei die Rollen auf einem zentrisch angeordneten Antriebsglied laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (3) zugleich in einer sie umgebenden Rollenbahn (6) laufen und der Durchmesser der Rollen (3) an deren Berührungsfläche mit dem Schlauch (4) größer als an deren Berührungsfläche mit der Rollenbahn (6) ist.

2. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (5) für den Schlauch (4) und die Rollenbahn (6) in bezug aufeinander und auf die Oberfläche des Antriebsgliedes so angeordnet sind, daß in einem Preßabschnitt (5 b) der Stützfläche (5) die Rollen (3) mit einem ersten Teil (3 a) nur auf dem Schlauch (4) abrollen und diesen zusammenquetschen, und daß in wenigstens einem dem vorgenannten Preßabschnitt (5 b) vor- und/oder nachgeurdneten Abschnitt (5 a, S c) die Rollen (3) mit einem zweiten Teil (3 b) auf der Rollenbahn (6) abrollen und gleichzeitig mit ihrem ersten Teil (3ö) den Schlauch (4) zunehmend zusammenquetschen oder entlasten.

3. Schlauchpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Preßabschnitt (5 b) die Rollenbahn (6) eine Ausnehmung aufweist, so daß die Rollen (3) mit ihrem zweiten Teil (3 b) nur auf dem nicht ausgenommenen Teil der Rollenbahn (6) laufen.

4. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Stützfläche (5) abgestützte Schlauch (4) mindestens annähernd halbkreisförmig angeordnet ist, daß die Rollenbahn (6) kreiszylindrisch ausgebildet ist und daß das Antriebsglied ein kreisrundes Antriebsrad (8) ist.

5. Schlauchpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (8) mit den Rollen (3) über einen gummielastischen Ring (8 a) und einen über denselben gestülpten, härteren Antriebsring (9) in Berührung steht, der mehrere radiale Schlitze aufweist, die sich von oben und von unten her über je einen Teil der Höhe des Ringes (9) erstrecken, so daß dieser in Umfangsrichtung federnd ist.

6. Schlauchpumpe nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (5) für den Schlauch (4) aus einem Preßabschnitt (5 b) in Form eines Kreiszylindersektors besteht, dessen Achse mit derjenigen der Antriebswelle (10) zusammenfällt, daß sich daran mindestens ein vor- und/oder nachgeordneter etwa zylindersektorförmiger Abschnitt (S a, 5 c) anschließt, der einen, von dem Preßabschnitt ausgehend, zunehmend größer werdenden Krümmungsradius aufweist und daß sich die einzelnen Abschnitte (5 a, 5 b, 5 c) über einen Winkel von 60"' erstrecken.

7. Schlauchpumpe nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (8) am zweiten Teil (3 b) jeder Rolle (3) angreift, und daß ein auf dem Antriebsrad koaxial angeordneter Druckring (7) mit dem ersten Teil (3 a) jeder Rolle (3) in Berührung steht.

8. Schlauchpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (7) mehrere radiale Schlitze (7 a) aufweist, die sich von oben und von unten her über je einen Teil der Höhe des Ringes (7) erstrecken, so daß dieser in Umfangsrichtung federnd ist.