DE1653870B2

DE1653870B2 - Schlauchpumpe

Info

Publication number: DE1653870B2
Application number: DE1653870A
Authority: DE
Inventors: Anton Hubert Elkhart Ind. Clemens (V.St.A.)
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1967-03-03
Filing date: 1968-01-16
Publication date: 1975-08-28
Also published as: FR1550927A; GB1171009A; US3447478A; NL6800799A; SE340566B; DE1653870A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe mit einem an einer hohlzylindrischen Stützfläche einer Grundplatte abgestützten, elastisch verformbaren Schlauch sowie mit einer antreibbaren und zentrisch innerhalb der Stützfläche angeordneten Welle, an der drehbare und zur Veränderung der lichten Weite des Schlauches radial verstellbare Rollen angeordnet sind.

Bei einer bekannten Schlauchpumpe dieser Art sind alle am Umfang angeordneten Rollen in radialer Riehtung verstellbar, um die Förderleistung der Schlauchpumpe auch bei gleichbleibender Drehzahl verändern zu können (DTPS 4 27 746). Dieses Ziel läßt sich mit der bekannten Schlauchpumpe jedoch nicht zufriedenstellend lösen, weil sich bei einem radialen Anstellen der Rollen gegen den Schlauch die Förderleistung nicht in der Weise verändert, wie man es auf Grund der Querschnittsveränderung des Schlauches mfolge der Anstellung der Rollen erwarten würde. Wenn nämlich die Zusammendrückung des Schlauches durch Verstellen der Rollen radial nach innen gegen die Drehachse der Antriebswelle verringert wird, bildet sich eine RUckströmung eines Teils der von den Rollen vorwärtsgetriebenen Flüssigkeit in den nicht zusammenge-Förderleistung bekannt ist (US-PS 32 49 059). Durch radiales Verstellen der in Umfangsrichtung zwischen den nicht verstellbaren Rollen angeordneten verstellbaren Rollen läßt sich die Förderleistung eindeutig in Abhängigkeit von der radialen Lage der Rollen und ohne Verschlechterung des Pumpenwirkungsgrades bei irgendeiner radialen Zwischenstellung verändern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 ist eine Prinzipdarstellung einer Schlauchpumpe nach der Erfindung in Draufsicht:

F i g. 2 zeigt eine konstruktiv ausgeführte Schlauchpumpe nach der Erfindung mit teilweise weggebrochenem Oberteil;

F i g. 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der Teile der Schlauchpumpe nach F i g. 2 und

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 2.

Die insgesamt mit 10 bezeichnete Schlauchpumpe nach F i g. 1 umfaßt eine Grundplatte 12 mit einer durch eine hohlzylindrische Stützfläche 14 begrenzten Aussparung. Die Stützfläche 14 verläuft rechtwinklig zur Oberseite 16 der Grundplatte. Ein elastisch verformbarer Schlauch 18 mit einem zentralen Kanal 20 erstreckt sich durch rohrförmige Kar»äle 22 in der Grundplatte 12 und längs der Stützfläche 14. Mehrere nicht verstellbare Rollen 26 sind in gleichmäßigen Winkelabständen um eine Welle 24 herum verteilt angeordnet und von Armen 28 getragen, die sich von der Welle 24 radial nach außen erstrecken. Die nicht verstellbaren Rollen 26 sind in den Armen 28 auf Achsen 30 drehbar gelagert, die sich jeweils durch die zugehörigen Rollen erstrecken und an den Armen 28 der Welle 24 befestigt sind. Der Abstand der Achsen 30 von der Drehachse der Welle 24 ist so gewählt, daß die jeweils zwischen den Rollen 26 und der Stützfläche 14 befindlichen inneren Querschnitte des Schlauchs 18 in der bei 34 angedeuteten Weise vollständig zusammengedrückt oder verschlossen sind. Die Welle 24 is« mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor verbunden. Wird die Welle 24 vom Antriebsmotor gedreht, so bewegen sich die nicht verstellbaren Rollen 26 längs des Schlauchs 18. Hierbei wird eine Flüssigkeit, die in den Schlauch 18 jeweils zwischen zwei benachbarten nicht verstellbaren Rollen

drückten Teil des Schlauches aus. Diese Rückströmung 45 26 eingeschlossen ist, entsprechend der Rollenbewe-

verschlechtert den Wirkungsgrad der Schlauchpumpe und führt dazu, daß ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der radialen Stellung der Rollen und der Fördermenge nicht gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchpumpe der eingangs beschriebenen Art so weiterzuentwickeln, daß die Förderleistung der Pumpe auch bei gleichbleibender Drehzahl regelbar ist, ohne daß ein Teil des geförderten Mediums zurückströmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verstellbaren Rollen in Umfangsrichtung gesehen mit Abstand zwischen unverstellbar an der Welle drehbar gelagerten Rollen angeordnet sind, degung längs des Schlauchs gefördert. Wenn sich keine Flüssigkeit in dem Schlauch befindet, erzeugt die Bewegung der zusammengedrückten Querschnitte des Schlauchs einen Unterdruck, der ausreicht, um Flüssigkeit aus einem nicht gezeigten Behälter anzusaugen. Um zu verhindern, daß sich der Schlauch 18 als Ganzes gegenüber der Grundplatte 12 der Pumpe bewegt, ist an dem Schlauch benachbart einem Eingang des Kanals 22 eine Halteschulter 32 befestigt. Der Außendurchmesser der Halteschulter 32 ist größer als der Durchmesser des Kanals 22, so daß sich der Schlauch 18 nicht in den Kanal hinein bewegen kann. Wird die Welle 24 gemäß F i g. 1 im Uhrzeigersinn gedreht, wird die Hai teschulter 32 vorzugsweise im Bereich des linken Ka

ren Lagerabstand von der Drehachse der Welle so ge- 6° nals 22 an dem Schlauch angebracht. Wird die Welle 24

wählt ist, daß sie den inneren Querschnitt des Schlauchs

verschließen.

Bei der Schlauchpumpe nach der Erfindung halten mindestens zwei nicht verstellbare Rollen den Schlauch zur Verhinderung der Rückströmung, wie sie bei der bekannten Schlauchpumpe auftritt, vollständig zusammengedrückt, wie es an sich bei Schlauchpumpen mit bei gleichbleibender Drehzahl nicht veränderlicher entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wird die Halteschulter 32 vorzugsweise im Bereich des rechten Kanals 22 an dem Schlauch 18 befestigt.

Die bisherige Beschreibung an Hand von F i g. 1 ist auf die Merkmale bereits bekannter Schlauchpumpen mit bei gleichbleibender Drehzahl konstanter Förderleistung abgestellt, die sich nach dem im zentralen Kanal 20 des Schlauches 18 verfügbaren Volumen richtet.

Wenn die Fördermenge der Schlauchpumpe geändert werden soll ist es daher nur möglich, den Schlauch 18 durch einen anderen Schlauch zu ersetzen, bei dem der zentrale Kanal 20 einen anderen Durchmesser haL Die Rollen 26 können nicht verstellt werden, denn sie müssen den Schlauch 18 stets so zusammendrücken, daß der zentrale Kanal 20 geschlossen wird. Anderenfalls würde die Schlauchpumpe nicht einwandfrei arbeiten.

Bei der Schlauchpumpe 10 nach F i g. I sind mehrere in radialer Richtung verstellbare Rollen 36 in Winkelabständen era die Welle 24 herum jeweils zwischen zwei nicht verstellbaren Rollen 26 verteilt angeordnet Die die verstellbaren Rollen tragenden Arme 38 sind an der Welle 24 .jeweils zwischen Armen 28 befestigt und haben nahe ihrem äußeren Ende 42 je einen Längsschlitz 40. Die verstellbaren Rollen 36 sind auf den Armen 38 in der nachstehend beschriebenen Weise drehbar gelagert Eine Achse 44 erstreckt sich durch jede verstellbare Rolle 36 und ragt nach oben durch den Längsschlitz 40 des zugehörigen Arms 38. Auf die Achse 44 ist eine Mutter 46 aufgeschraubt mit der die Achse zusammen mit der zugehörigen verstellbaren Rolle 36 im Längsschlitz 40 an jeder gewünschten Stelle festgeklemmt werden kann. Bei aus der Klemmlage geschraubter Mutter 46 können die verstellbaren RoI-len 36 längs des Schlitzes 40 in jede gewünschte Lage im Längsschlitz 40 gebracht werden, so daß die Fördermenge der Schlauchpumpe verändert werden kann. Damit die verstellbaren Rollen 36 überhaupt eine Wir-Jcung auf das Fördervolumen ausüben können, ist es natürlich erforderlich, daß diese Rollen den Schlauch 18 etwas zusammendrücken. Durch das Ausmaß dieser Zusammendrückung wird die Fördermenge der Pumpe bestimmt. Gemäß F i g. 1 müssen die verstellbaren Rollen 36 in Richtung auf die Enden 42 der Arme 38 verstellt werden, wenn die Fördermenge der Schlauchpumpe verringert werden soll.

Die in F i g. 1 gezeigte Pumpe hat drei nicht verstellbare Rollen 26 und drei verstellbare Rollen 36. Diese Anzahl ist natürlich im Rahmen der Erfindung variabel. Wenn eine ausreichende Pumpwirkung erzielt werden soll, müssen mindestens zwei nicht verstellbare Rollen 26 und mindestens zwei verstellbare Rollen 36 dazwis hen vorhanden sein.

Eine in der Praxis ausgeführte Schlaue hpumpe ist in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellt. Die Grundplatte 12 der Schlauchpumpe hat die Gestalt eines Bügels, der auf einer Platte 48 um eine Schraube 50 schwenkbar angeordnet ist. Der Bügel ist mit einer kreisbogenförmig gekrümmten Stützfläche 14 versehen, die einen Teil einer Zylinderfläche bildet. Ein elastischer Schlauch 18 ist längs der Stützfläche 14 angeordnet, und die unverstellbaren Rollen 26 und die verstellbaren Rollen 36 sind so angeordnet daß sie mit dem Schlauch 18 und der Stützfläche 14 auf ähnliche Weise zusammenarbei- SS ten, wie an Hand von F i g. I beschrieben ist. Die Rollen 26 und 36 sind jedoch anders unterstützt und betätigt, wie im folgenden beschrieben wird.

Ein kreisrunder Rollenträger 32 ist gleichachsig mit einer von einem Antriebsmotor 92 getriebenen Antriebswelle 24 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Der Rollenträger 52 ist gleichachsig mit der zylindrischen Stützfläche 14 angeordnet, wenn sich der Bügel in seiner Betriebsstellung befindet. Der Rollenträger 52 weist eine obere Stirnfläche 54 und eine unte- ⁶S re Stirnfläche 56 auf. Mehrere in gleichmäßigen Winkelabständen verteilte Achsen 30 für die unverstellbaren Rollen 26, von denen im vorliegenden Fall vier vorgesehen sind, sind fest mit dem Rollenträger 52 verbunden und gleich weit von dessen Achse angeordnet Die Achsen 30 erstrecken sich rechtwinklig zur unteren Stirnfläche 56 des Rollenträgers 52 nach unten. An der Oberseite 54 des Rollenträgers sind mehrere den zweiten Rollen zugeordnete Schlitze 58 für die verstellbaren Rollen 36 vorgesehen. Der gezeigte Rollenträger weist vier solcher Schlitze 58 auf, die sich von seinem Rand aus radial nach innen erstrecken und in gleich großen Umfangsabständen von den Achsen 30 für die unverstellbaren Rollen 26 angeordnet sind. Jeder der Schlitze 58 weist eine U-förmige Wand 60 und dazu rechtwinklig einen ebenen Boden 62 auf. Die Böden 62 der Schlitze 58 üegen in einer waagerechten Ebene, die etwa in der Mitte zwischen der waagerechten oberen Stirnfläche 54 und der waagerechten unteren Stirnfläche 56 des Rollenträgers 52 verläuft Der Rollenträger 52 ist mit Schlitzen 40 zum Aufnehmen von Rollenachsen 44 versehen, die sich vom Rand des Rollenträgers aus radial nach innen erstrecken und jeweils längs der Mittellinie der zugehörigen U-förmigen Schlitze 58 verlaufen. Die Schlitze 40 laufen jeweils vom Boden 62 des betreffenden Schlitzes 58 aus nach unten zu der unteren Fläche 56 des Rollenträgers durch.

Jede Achse 44 trägt eine kreisrunde Unterstützung 64 für eine verstellbare Rolle. Die Unterstützungen 64 sind jeweils in den Schlitzen 58 angeordnet, so daß die unteren Enden 66 der Achsen 44 durch die Schlitze 40 nach unten ragen und sich über die untere Stirnfläche 56 des Tragstücks 52 hinaus nach unten erstrecken. Die oberen Enden 68 der Achsen 44 ragen über die obere Stirnfläche 54 des Rollenträgers 52 hinaus Die Unterstützungen 64 ruhen jeweils auf den Boden 62 der Schlitze 58. Die unverstellbaren Rollen 26 sind auf den zugehörigen Achsen 30 gelagert, die gegenüber der unteren Stirnfläche 56 des Rollenträgers 52 nach unten ragen, während die verstellbaren Rollen 36 drehbar auf den Abschnitten 66 der zugehörigen Achsen 44 gelagert sind, welche ebenfalls nach unten über die untere Stirnfläche 56 des Rollenträgers 52 hinausragen.

Ferner ist ein kreisrundes Steuerorgan 69 vorgesehen, das ein kreisrundes, in Form einer Skala ausgebildetes Gehäuse 80 und eine damit aus einem Stück bestehende kreisrunde Platte 70 umfaßt Die Platte 70 ist mit einer zentralen kreisrunden öffnung 72 versehen, deren Durchmesser etwas größer ist als derjenige der Antriebswelle 24. Die Platte 70 weist vier gleichmäßig am Umfang verteilte spiralförmig gekrümmte Schlitze 74 auf, deren Verlauf aus F · g. 3 ersichtlich ist. Jeder Schlitz 74 ist so angeordnet daß sein inneres Ende 76 etwa in der Mitte zwischen der zentralen öffnung 72 und dein Rand der Platte 70 liegt während sein äußeres Ende 711 dem Rand der Platte 70 näher benachbart ist.

Die Platte 70 kann an ihrem Rand auf geeignete Weise, z. B. mit Hilfe eines Klebstoffs, durch Verschmelzen od. dgl. fest mit dem Gehäuse 80 verbunden sein. Alternativ und vorzugsweise kann das Steuerorgan 69 einstückig ausgebildet sein, wobei die Schlitze 74 in der Platte 70 des Gehäuses 80 eingeformt oder maschinell eingearbeitet sind. Gemäß F i g. 4 überdeckt die Plane 70 die Oberseite des Rollenträgers 52, so daß die Antriebswelle 24 gleichachsig mit der Öffnung 72 der Platte 70 angeordnet ist.

Das Gehäuse 80 besitzt einen zylindrischen Mantel 81, der auf seiner Außenseite mit Rippen 82 versehen ist. Der obere Rand des Mantels 81 geht in eine kegelstumpfförmige Wand 83 über, an die sich eine nach innen und unten geneigte kegelstumpfförmige Wand 84

anschließt. An den inneren Rand der kegelstumpfförmigen Wand 84 schließt sich eine senkrecht angeordnete Fläche 85 an, die eine öffnung 86 abgrenzt, deren Durchmesser etwas größer ist als derjenige der Welle 24, die durch die öffnung 86 ragt.

Das Steuerorgan 69 ist mit der Welle 24 winkelverstellbar durch einen Sprengring 87 verbunden, der herausnehmbar in einer Ringnut 91 der Welle 24 aufgenommen ist Die Ringnut 91 ist so angeordnet, daß der Sprengring 87 über der Fläche 85 liegt und einen Reibungsdruck auf die Wand 84 ausübt, so daß die Platte 70 axial gegen den Rollenträger 52 gedruckt wird.

Ferner ist ein Anzeigeorgan 88 vorgesehen, das einen kreisrunden ebenen Kopfabschnitt 89 umfaßt, der einen damit gleichachsigen Schaft 95 trägt, welcher gleichachsig mit dem Steuerorgan 69 angeordnet und mit Preßsitz in eine axiale Bohrung 97 im benachbarten Ende 93 der Welle 24 eingebaut ist. Der Kopfabschnitt 89 überdeckt das offene äußere Ende des durch die ke-

15 sind, so daß die Verkleinerung oder Vergrößerung der Förderleistung der Pumpe auf Grund eines Verdrehens des Steuerorgans 69 relativ zur Welle 24 angezeigt wird. Die Verkleinerung oder Vergrößerung der Förderleistung der Pumpe erfolgt gegenüber einer mittleren Förderleistung, die dann erzielt wird, wenn die Zeigernut 90 auf die Hauptmarkierung 96 ausgerichtet ist. Somit ist es bei der erfindungsgemäßen Pumpe möglich, das durch den Schlauch 18 geförderte Flüssigkeitsvolumen innerhalb eines großen Bereichs zu regeln.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe ist der Bügel so gelagert, daß er zwischen seiner in Fig.2 gezeigten Betriebsstellung und einer nicht dargestellten zurückgezogenen Stellung bzw. einer Ruhestellung bewegt werden kann, bei welcher der Schlauch 18 weder durch die unverstellbar Rollen 26 noch durch die verstellbaren Rollen 36 in einem bemerkbaren Ausmaß zusammengedrückt wird. Gemäß F i g. 2 und 4 wird diese Bewegung durch einen

gelstumpfförmige Wand 84 gebildeten Trichters, und er «> Stift 98 gesteuert, der fest in den Bügel 12 eingebaut ist

ist an seiner Oberseite z. B. mit einer diametralen Nut 90 versehen, die als Zeiger dient. Diese Nut 90 weist auf Markierungen am Gehäuse 80. die z. B. von in gleichen Winkelabständen angeordneten radialen Rippen 94 gebildet sind, welche zu beiden Seiten einer radialen Hauptmarkierungsrippe 96 gruppiert sind. Alle diese Rippen sind auf der Außenseite der kegelstumpfförmigen Wand 83 des Gehäuses 80 nahe dem Rand des kreisrunden Kopfabschnitts 89 angeordnet.

Wird die Welle 24 gedreht, drehen sich zusammen mit ihr der Rollenträger 52, die unverstellbaren Rollen 26. die verstellbaren Rollen 36. das Steuerorgan 69 und das Anzeigeorgan 88. Der Reibungswiderstand zwischen der Welle 24 und dem Gehäuse 80 ist jedoch und durch einen Schlitz 100 in die Platte 48 ragt. Eine Schraubenfeder 102 ist an einem Ende mit dem Stift 98 verbunden, während ihr anderes Ende an einem Stift 104 verankert ist, der in die Unterseite der Platte 48 eingebaut ist. Die Feder 102 spannt den Bügel 12 gemäß F i g. 2 im Uhrzeigersinn um die Lagerschraube 50 mit einer solchen Kraft vor, daß der Stift 98 in Anlage am rechten Ende des Schlitzes 100 gehalten wird, wenn sich die Schlauchpumpe in Betrieb befindet. Wenn der Stift 98 am rechten Ende des Schlitzes 100 anliegt, bestimmt er die Betriebsstellung des Bügels 12, bei der die Stützfläche 14 des Bügels im wesentlichen gleichachsig mit der Welle 24 und dem Steuerorgan 69 angeordnet ist, wobei der Schlauch 18 in der gewünschten Weise

nicht so groß, daß Relativbewegungen zwischen dem 35 zwischen der Stützfläche 14 und den Rollen 26. 36 zu-

Steuerorgan 69 und der Welle 24 ausgeschlossen sind. Wenn eine solche Bewegung herbeigeführt werden soll, wird das Steuerorgan 69 von Hand in einem begrenzten Ausmaß in der einen oder anderen Richtung gegenüber der Welle 24, dem Anzeigeteil 88 und dem Rollenträger 52 verdreht

Wenn das Steuerorgan 69 gemäß F i g. 2 im Uhrzeigersinn gedreht wird, üben die Schlitze 74 eine Nokkenwirkung auf die Achsen 44 der verstellbaren Rollen 36 derart aus, daß diese Achsen mit den Rollen 36 radial nach außen gedruckt werden. Hierbei wird der Schlauch 18 durch die Rollen 36 in einem größeren Ausmaß zusammengedrückt, so daß die Flüssigkeitsmenge verringert wird, die von dem Schlauch zwischen einander benachbarten unverstellbaren Rollen 26 aufgenommen werden kann. Auf diese Weise wird die Förderleistung der Pumpe herabgesetzt. Wird jedoch das Steuerorgan ββ entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht üben die Schlitze 74 eine solche Nockenwirkung sammengedrückt wird.

Die Zusammendrückung des Schlauchs 18 durch die Rollen 26 und 36 kann dadurch aufgehoben werden, daß der Bügel 12 entgegen dem Uhrzeigersinn und entgegen der Kraft der Feder 102 um die Lagerschraube 50 geschwenkt wird. Eine solche Bewegung kann dadurch herbeigeführt werden, daß der Stift 98 mit einer beliebigen geeigneten Betätigungseinrichtung zusammenarbeitet, z. B. mit einem Betätigungsarm 105. der es ermöglicht, den Bügel 12 gemäß F i g. 2 nach links zu bewegen und ihn in seine hier nicht gezeigte Ruhestellung zurückzuziehen, die z. B. dadurch bestimmt wird, daß der Stift 98 zur Anlage am linken Ende des Schlitzes 100 kommt. Befindet sich der Bügel 12 in seiner Ruhestellung, kann auch dann keine Flüssigkeit gefördert werden, wenn die Welle 24 gedreht wird; auf diese Weise ist es somit möglich, die Pampwirkung zu unterbrechen, ohne daß die Antriebswelle 24 stillgesetzt zu werden braucht Die Möglichkeit, den Büge! 12 in seine

aus. daß die verstellbaren Rollen 36 radial nach innen 55 Ruhestellung zurückzuziehen, wird jedoch in erster Libewegt werden, so daß der Schlauch 18 in einem gerin nie dazu benutzt den Schlauch 18 vom Druck der RoI-geren Ausmaß zusammengedrückt wird und sich die len zu entlasten, wenn die Schlauchpumpe nicht in BeFörderleistung der Schlauchpumpe erhöht trieb ist

Gemäß F i g. 2 und 3 sind die Markierungen oder Merkmale der Schlauchpumpe, die in der Beschrei- Rtppen 94 auf der rechten Seite der Hauptmarkierung 60 bung des Ausfuhrungsbeispiels enthalten sind, aber

96 mit einem Minuszeichen bezeichnet während die nicht beansprucht werden, gehören nicht zum Schutz-

Markierungen oder Rippen auf der Hnken Seite der umfang. Hauptmarkierung mit einem Pluszeichen bezeichnet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schlauchpumpe mit einem an einer hohlzylindrischen Stützfläche einer Grundplatte abgestützten, elastisch verformbaren Schlauch sowie mit einer antreibbaren und zentrisch innerhalb der Stützfläche angeordneten Welle, an der drehbare und zur Veränderung der lichten Weite des Schjauchs radial verstellbare Rollen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Rollen (36) in Umfangsrichtung gesehen mit Abstand zwischen nicht verstellbar an der Welle (24) drehbar gelagerten Rollen (26) angeordnet sind, deren Lagerabstand von der Drehachse der Welle (24) so gewählt ist. daß sie den inneren Querschnitt des Schlauchs verschließen.