DE1806675A1

DE1806675A1 - Rollmembran fuer Membranpumpen

Info

Publication number: DE1806675A1
Application number: DE19681806675
Authority: DE
Inventors: Zorn Dipl-Ing Juergen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-11-02
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1970-05-27
Also published as: GB1245356A; FR2022432A1

Description

R. 9288
25.10.1968 He/\7a

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GM3H, 7 Stuttgart Y/, 3reitscheidstrasse 4

Rollmembran für Iv'embranr>unit>en

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollmembran für Membran-Pumpen, insbesondere für Vakuumpumpen, mit einem festeingespannten Außenrand und einem bewegungsübertragenden Boden, zwischen denen der an einer Gehäusewand abrollende Roilteil der Membran angeordnet ist.

Eine derartige Rollmembran ist beispielsweise durch die deutsche Auslegeschrift 1 253 586 bekannt. Diese bekannte Ausführung hat zwar einen verdickten äußeren Einspannrand, die übrige Membran weist aber durchweg die gleiche Wandstärke auf. Dadurch.hat die Membran kein eigenes Rückstell_ vermögen«

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Rollmembran zu schaffen, die durch eine besondere Formst;abilitat ein eigenes Rückstellverr mögen aufweist. Bei ihrer Verwendung als Rollmembran in einer Membranpumpe soll ihre Formbeständigkeit ein ungewolltes Durchwölben vermeiden und sie soll in einer be-™ sonderen Ausführungsform so abgestützt sein, daß ihr Abrollteil möglichst wenig durch Walken beansprucht wird, um eine lange lebensdauer der Membran zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Außenrand verhältnismäßig dick und der Boden verhältnismäßig dünn ist und daß der dazwischen liegende Abrollteil von der Dicke des Außenrandes bis zur Dicke des Bodens ,erjungt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1- die Rollmembran mit einer ersten Ausfünrung ihrer Einspannscheiben in !,lembran-Ausgangsstellung,

Fig. 2 eine Membran-Mittelstellung,

Fig. 5 eine Membran-Sndstellung,

Fig. 4 die Rollmembran mit einer zweiten Ausführung ihrer Einspannscheiben in Membran-Ausgangsstellung,

Fig. 5 eine Membran-Mittelstellung,

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Fig. 6 eine Membran-Bndstellung,

Pig. 7 eine andere Ausführung einer Einspannscheibe und

Fig. 8 eine abgewandelte Gehäuseabrollfläche.

Eine Rollmembran 1 hat im wesentlichen die Form eines Hohlkegels und besitzt einen durch eine Wulst 2 verdickten Außenrand i>, der zwischen zwei nur teilweise dargestellten Qehäuseteilen 4 und 5 einer Membranpumpe fest eingespannt ist. Der eine Gehäuseteil 4 hat eine kegelige Wand 6, die der Membran 1 als Abrollfläche dient. An die kegelige Wand 6 schließt sich nach innen eine zylindrische Aussenkung 7 an, die einen über der Rollmembran 1 gelegenen Arbeitsraum 8 der Pumpe mit einer Radialwand 9 abschließt.

Ein mittiger Boden 10 der Rollmembran 1 ist verhältnismäßig dünn ausgeführt und ist mittels zweier Einspannscheiben und 12 an einer in den Gehäuseteilen 4 und 5 axialbeweglichen Stange 13 befestigt. Die im Arbeitsraum 8 liegende Außen-Einspannscheibe 11 hat einen nach oben gerichteten kurzen Kegelrand 14, und die an der Membran in ihrer Ausgangsstellung nach Fig. 1 vollständig anliegende Innen-Einspannscheibe 12 hat einen nach unten zeigenden längeren Kegelrand 15. Dieser Kegelrand 15 besitzt eine Außenkegelflache 16, deren Öffnungswinkel dem einer Membran-Innenfläche 17 entspricht. Die Membran-Innenfläche 17 befindet sich an einem Abrollteil 18 der Membran 1, der zwischen dem Außenrand 3 und dem Boden 10 angeordnet ist und der von der Dicke des Außenrandes 3 bis zur Dicke -dea_JBodens 10 gleichmäßig verjüngt ist. Auf diese Weise stellt der Abrollteil 18 in

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der Ausgangsstellung der Membran 1 einen Hohlkegelstumpf mit verschieden stark geneigten Innen- und Außenkegelflachen 16 und 19 dar.

Die Fig. 1 zeigt die Rollmembran 1 in ihrer Ausgangsstellung. Bs ist zu erkennen, daß der Abrollteil 18 mit seiner Außenkegelflache 19 an der kegeligen Gehäusewand 6 und der Kegelrand 15 der Einspannscheibe 1.1 mit seiner Außenkegelflache 16 an der Membran-InnenkegeTfläcEe 17 satt anliegen und daß der Abrollteil 18 über eine Abknickung von etwa in den Boden 10 übergeht. Bei einer derartigen Membranbefestigung ist der als Pumpen-Tottfaum wirksame Arbeitsraum 8 sehr klein.

Die Fig. 2 zeigt die Rollmembran in Mittelstellung, in welcher der Membranboden 10 etwas nach unten durchgezogen ist. Der Abrollteil 18 liegt nun nicht mehr an der Innen-Einspannscheibe 12 sondern im Bereich des Kegelrandes 14 an der außen-Einspannscheibe 11 an und nimmt in seinem freien Teil eine S-Form an. Diese S-Form behält der Abrollteil auch in der Endstellung nach Fig. 3. Aufgrund ihrer Formbeständigkeit durch ihren von außen nach innen verjüngten Querschnitt kehrt die Membran von der Stellung nach der Fig. 3 in ihre Ausgangsstellung elastisch zurück, wobei ihr Abrollteil so vollständig, wie es aufgrund der Axialstellung der Stange möglich ist, an der Gehäusewand 6 anliegt. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Membran 1 beim Übergang aus der Stellung nach der Fig. 1, in welcher ihr Abrollteil 18 über eine Abknickung von etwa 45° in den Boden 10 übergeht, in die Stellung nach der Fig. 2 so verformt wird, daß die zuerst nach unten gerichtete 45°-Abknickung in einem Winkel von 90° ver-

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formt wird, bis sie eine' nach oben gerichte 45°-Abknickung aufweist. Dadurch tritt aber für manche Membranbauarteü eine zu starke Walkarbeit auf.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen nun eine Membran und eine Membraneinspannung, bei der die Walkarbeit wesentlich geringer ist. Dabei tragen die in den Pig. 1 bis 3 bereits behandelten Teile die gleichen Bezugszahlen. Eine Membran 1' hat, wie die Membran 1, die Form eines Hohlkegelstumpfes. Jedoch ist bei der Membran 1* bereits in der Ausgangslage der Boden 10 etwas nach innen eingezogen, so daß am Übergang zwischen Boden 10 und Abrollteil 18 eine~S-Form entsteht. Im Gegensatz zu der Innen-Einspannscheibe 12 mit glatt anschließendem Kegelrand 15 des Beispiels nach Fig. 1 bis 3 ist hier eine Innen-üJinspannscheibe 22 mit einem senkrecht zur Bewegungsachse S-förmig abgekröpften Außenrand 23 verwendet, der außen wieder einen Kegelrand 15 mit einer Außen-Kegelflache 16 aufweist. Die Fig. 4 bis 6 lassen deutlich erkennen, daß bei der Verwendung einer derartigen Innen-Einspannscheibe 22 die einmal vorhandene, nach oben gerichtete 45°-Abknickung bei keiner Stellung der Membran 1' menr geändert wird. Auf diese Weise ist die beim Bewegungsablauf notwendige Walkr arbeit auf ein Minimum verringert, und die Lebensdauer der Membran 1· ist wesentlich erhöht, da diese Knickzone gerade in dem am stärksten beanspruchten Bereich der Membran 1' liegt.

Die Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit zur weiteren Verringerung des als Totraum anzusprechenden Pumpen-Arbeitsraum 8 bei

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einer Membran-Einspannart nach den Figuren 4 bis 6. Zu diesem Zweck wird eine Außeneinspannscheibe 21 verwendet, die vollständig eben ist und die nur an ihrer Membrananlageaeite eine kleine Anfasung 21· hat.

Durch die sich von außen nach innen verjüngende, kegelige Wand des Membran-Abrollteils 18 wird ein rundum gleichmäßiges Abrollen der Membran gewährleistet. Der Abrollvorgang einer derartigen Membran kann nicht einseitig und unkontrollierbar ablaufen, da die nach außen stärker werdende und beim Abrollvorgang in fortschreitendem MaSe in den Rollbereich einbezogene Membran-Kegelwand durch den nach und nach immer größer werdenden Abrollwiderstand e£ne stabilisierende und ausgleichende funktion erfüllt. Der jeweils nicht in den Abrollvorgang einbezogene Teil des Abrollteils 18 liegt immer voll an der ü-ediäusewand 6 an. -iintsprechend der Höhe des Kegels des Abrollteils 18 ist der maximal erreichbare Hub der Rollmembran und damit der Pumpenhub begrenzt. Etwa ein Drittel des Abrollteils 18 sollte in der unteren Endstellung noch an der Gehäusewand 6 anliegen.

Das gute Anliegen des Abrollteils 10 kann noch dadurch unterstützt werden, daß eine andere Gehäusewand 26 verwendet wird, wie sie in der Fig. 8 dargestellt ist. Diese Gehäusewand 26 ist zur Gehäuseachse hin leicht gewölbt. Dadurch kann dem kegeligen Abrollteil 18 der Membran in der Ausgangslage eine elastische Vorspannung gegeben werden.

Es ist noch zu bemerken, daß die Membran sowohl als reine Gummimembran als auch mit Gewebeeinlage ausgeführt sein kann. Es ist aber auch denkbar, über die formhaltende Membran eine dünne Gewebemembran zu legen.

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Claims

-7- 180 G 67.5 Robert Bosch GmbH R. 9288 He/Wa Stuttgart Ansprüche

1. Rollmembran für Membran-Pumpe, insbesondere für Vakuumpumpen, mit einem festeingespannten Außenrand und einem bewegungsübertragenden Boden, zwischen denen der an einer Gehäusewand abrollende Rollteil der Membran angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand (3) verhältnismäßig dick und der Boden (10) verhältnismäßig dünn ist und daß der dazwischen liegende Abrollteil (18) von der Dicke des Außenrandes (3) bis zur Dicke des Bodens (10) verjüngt ist.

2. Rollmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet', daß der Abrollteil (18) in entspanntem Zustand der Membran (1, 1·) ein Hohlkegelstumpf mit verschieden stark geneigten Innen- und Außenflächen (17,19) ist.

3. Rollmembran mit je einer Einspannscheibe auf jeder Membranseite nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ruhelage der Membran (1,1') im Inneren des hohlkegeligen Abrollteils (18) angeordnete Innen-Binspannscheibe (12,22) eine Äußenkegelf lache (16) besitzt, deren Öffnungswinkel dem der Membran-Innenfläche (17) entspricht.

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4. Rollmembran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10) in entspanntem Zustand der Membran (1·) nach innen eingezogen ist, so daß am Übergang zwischen Boden (10) und Abroll.teil (18) eine S-Form entsteht.

5. Rollmembran nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen-Einspannscheibe (22) einen im Querschnitt S-förmig abgekröpften, senkrecht zur Bewegungsachse liegenden Außenrand (23) aufweist, an dem die Membran (1·) bereits in ihrer Ausgangsstellung so S-förmig durchgestülpt anliegt wie sie auch in ihren verschiedenen Zwischenstellungen und in ihrer Endstellung geformt ist.

6. Rollmembran nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der anderen Seite der Membran (1') angeordnete Außeneinspannscheibe (21) vollständig eben ist und an ihrer Membrananlegeseite eine Anfasung ,(21' ) hat.

7. Rollmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Membran (1,1·) als Abrollfläche dienende Gehäusewand (26) zur Gehäuseachse hin gewölbt ist. bh-

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