DE19910920B4

DE19910920B4 - Oscillating armature diaphragm pump

Info

Publication number: DE19910920B4
Application number: DE19910920A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ferschke; Anton Krista
Original assignee: Rietschle Thomas Memmingen GmbH
Current assignee: Rietschle Thomas Memmingen GmbH
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: DE19910920A1

Abstract

Schwingankermembranpumpe, insbesondere Mikropumpe, zur Förderung für gasförmigen und/oder flüssigen Medien, mit einem Elektromagneten, der eine Magnetspule mit einem darin in Führungen gelagerten federbelasteten Schwinganker umfasst, mit einem Membranpumpenabschnitt, der einen durch eine Membrane unterteilbaren Pumpenraum aufweist, der einerseits über einen Strömungskanal zum Einlass und andererseits über einen zweiten Kanal zum Auslass führt, mit im Einlass und im Auslass angeordneten Ventilen mit einer Halterung für die Membrane, in der durch den Membranpumpenabschnitt der Membranrand festgelegt ist und mit einer Befestigungseinrichtung durch die Elektroantrieb und Membranpumpenabschnitt aneinander befestigt sind, hierbei wird der linearbewegliche Schwinganker bei seiner Bewegung geführt, hierbei greift das eine Ende des Schwingankers zur Bewegung der Membrane an dieser an, wobei der Elektromagnet mit der Magnetspule und Spulenhülsen, Eisenwinkeln und elektrischen Anschlusskontakten insgesamt mit einer Kunststoffumspritzung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwingankerführung (26, 37) materialeinheitlich mit der Kunststoffumspritzung (35) ausgebildet ist.Oscillating armature diaphragm pump in particular micropump, for conveying for gaseous and / or liquid Media, with an electromagnet, a magnetic coil with a in it in guides mounted spring-loaded oscillating armature, with a diaphragm pump section, having a subdividable by a membrane pump chamber, the one hand over a flow channel to the inlet and the other way over a second channel leads to the outlet, with in the inlet and in the Outlet arranged valves with a holder for the membrane, in the defined by the diaphragm pump section of the membrane edge is and with a fastening device by the electric drive and diaphragm pump section are secured together, here is the linearly movable oscillating armature guided during its movement, here engages the one end of the oscillating armature to move the membrane at this, with the solenoid with the solenoid and bobbins, iron angles and electrical connection contacts in total with a plastic extrusion are provided, characterized in that a vibration armature guide (26, 37) of the same material with the plastic extrusion (35) is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingankermembranpumpe, insbesondere Mikropumpe, zur Förderung von gasförmigen und/oder flüssigen Medien, mit einem Elektromagneten, der eine Magnetspule mit einem darin in Führungen gelagerten federbelasteten Schwinganker umfaßt, mit einem Membranpumpenabschnitt, der einen durch eine Membrane unterteilbaren Pumpenraum aufweist, der einerseits über einen Strömungskanal zum Einlaß und andererseits über einen zweiten Kanal zum Auslaß führt, mit im Einlaß und im Auslaß angeordneten Ventilen, mit einer Halterung für die Membrane, in der durch den Membranpumpenabschnitt der Membranrand festgelegt ist und mit einer Befestigungseinrichtung durch die Elektroantrieb und Membranpumpenabschnitt aneinander befestigt sind, hierbei wird der linear bewegliche Schwinganker bei seiner Bewegung geführt. Das eine Ende des Schwingankers greift zur Bewegung der Membrane an dieser an, wobei der Elektromagnet mit der Magnetspule und Spulenhülsen, Eisenwinkeln und elektrischen Anschlußkontakten insgesamt mit einer Kunststoffumspritzung versehen ist. Derlei Pumpen sollen verbessert werden. Es sind Membranpumpen in vielfältigen Varianten als Schwingankerpumpen bekannt. Üblicherweise bestehen sie aus einer beidseitig eingespannten Elastomermembrane innnerhalb eines Pumpenraumes und zwei Ventilen – dem Einlaß- und Auslaßventil –. Über Strömungskanäle sind diese Ventile mit einem Saug- und Druckstutzen verbunden. Weitere Strömungskanäle führen zum Pumpenraum. Bei der Bewegung der Membrane öffnen sich die Ventile selbsttätig, jeweils abwechselnd durch den Medienfluß. Hinsichtlich des Elektromagneten zum Antrieb der Pumpe ist zu bemerken, daß dieser aus einer Magnetspule mit einem darin gelagerten Anker besteht. Die Schwinganker sind in Federblechen gelagert oder in Hülsen geführt. Die bekannten Schwingankermembranpumpen weisen relativ viele Bauteile auf, darüberhinaus ist die Führung des Schwingankerkolbens ungenau, so daß keine genaue Dosierung bei der Förderung der Medien erfolgen kann.The The invention relates to a vibrating-diaphragm diaphragm pump, in particular a micropump, to promote of gaseous and / or liquid Media, with an electromagnet, a magnetic coil with a in it in guides mounted spring-loaded oscillating armature, with a diaphragm pump section, having a subdividable by a membrane pump chamber, the one hand over a flow channel to the inlet and on the other hand about a second channel leads to the outlet, with in Inlet and arranged in the outlet Valves, with a holder for the membrane in which through the membrane pump section of the membrane edge is fixed and with a fastening device by the electric drive and diaphragm pump section are attached together, this is the linearly movable oscillating armature guided during its movement. The one end of the oscillating armature attacks the movement of the membrane this, with the solenoid with the solenoid and bobbin tubes, iron angles and electrical connection contacts Overall, provided with a plastic extrusion. Such pumps should be improved. There are diaphragm pumps in many variants known as vibration tank pumps. Usually they consist of a double-sided clamped elastomeric membrane inside a pump room and two valves - the inlet and outlet valves -. About flow channels are these valves connected to a suction and discharge connection. Further Flow channels lead to Pump room. During the movement of the diaphragm, the valves open automatically, respectively alternately through the media flow. Regarding the electromagnet to drive the pump is to be noted that this consists of a magnetic coil with an armature mounted therein. The Swing anchors are stored in spring plates or guided in sleeves. The known oscillating diaphragm pumps have relatively many components, Furthermore is the lead the oscillating armature piston inaccurate, so that no accurate dosage at the promotion the media can be done.

Die DE 195 42 914 beschreibt eine elektromagnetische Schwingkolbenpumpe mit einem Kunststoffgehäuse. Der Kolben ist in einer eigenen Pumpenraumhülse geführt.The DE 195 42 914 describes an electromagnetic oscillating piston pump with a plastic housing. The piston is guided in a separate pump chamber sleeve.

Die DE 2 125 533 A beschreibt einen Verdichterpumpe für flüssige und gasförmige Strömungen mit einem Kolben zur Veränderung eines Kammervolumens mittels einer Membrane. Der Kolben liegt in Führungsbohrungen im Gehäusematerial.The DE 2 125 533 A describes a compressor pump for liquid and gaseous flows with a piston for changing a chamber volume by means of a membrane. The piston is located in guide holes in the housing material.

Die US 4,966,533 beschreibt eine elektromagnetische Vakuumpumpe mit einem Gehäuse und mit einer darin angeordneten Rückstellfeder, einer Antriebs- und Pumpenkammer und einem elektromagnetisch betätigbaren Kolben. Der Kolben wird vom Gehäusematerial geführt.The US 4,966,533 describes an electromagnetic vacuum pump with a housing and with a return spring arranged therein, a drive and pump chamber and an electromagnetically actuated piston. The piston is guided by the housing material.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schwingankermembranpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie aus wenig Bauteilen aufgebaut ist und für den Schwinganker eine sichere Führung gegeben ist, schließlich soll die Pumpe einfach zusammenbaubar und im Betrieb sicher sein. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwingankerführung materialeinheitlich mit der Kunststoffumspritzung ausgebildet ist. Die angeformte Schwingankerführung erlaubt eine genaue Ausrichtung der Schwingachse bezüglich der Membrane, so daß bei der Bewegung der Membrane bei jedem Förderhub eine vorbestimmte Menge des fördernden Mediums erzielt wird. Darüberhinaus erlaubt die materialeinheitliche Anformung eine Vereinfachung bei der Herstellung der Schwingankermembranpumpe, insbesondere sind nunmehr weniger Teile vorhanden, so daß hierdurch bedingt die Montage selber auch vereinfacht wird. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Schwingankerführung materialeinheitlich mit der Membranhalterung ausgebildet. Durch diese Ausbildung ist noch eine sichere Führung für den Schwinganker erreicht, darüberhinaus durch die materialeinheitliche Ausbildung ist der Montageaufwand nicht größer, vielmehr kann über den Schwinganker auch zugleich eine Ausrichtung der Membranhalterung zum Elektromagneten erreicht werden. Vorteilhafterweise ist der Schwinganker an beiden Enden durch eine Feder belastet. Auf diese Weise wird die schwingende Bewegung des Ankers bei Betrieb der Pumpe sicher durchgeführt.task The invention is therefore an oscillating diaphragm pump of the above mentioned type to be designed so that they are constructed from few components is and for the swing anchor safe guidance is given, finally The pump should be easy to assemble and be safe to operate. This is inventively characterized solved that the oscillating armature guide material of the same is formed with the plastic extrusion. The molded oscillating armature guide allows a precise alignment of the oscillating axis with respect to the membrane, so that in the Movement of the membrane at each delivery a predetermined amount of the promotional Medium is achieved. Furthermore allows the uniform material shaping simplification the manufacture of the vibrating diaphragm diaphragm pump, in particular now fewer parts available, so that in this way the assembly itself is also simplified. In a further embodiment of the invention is the second oscillating armature guide formed of the same material with the membrane holder. By this training is still a safe guide for the oscillating armature achieved Furthermore by the uniform material training is the installation effort not bigger, rather can over the oscillating armature at the same time an orientation of the membrane holder for Electromagnet can be achieved. Advantageously, the oscillating armature loaded at both ends by a spring. This way will the swinging movement of the armature during operation of the pump safely carried out.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Pumpenraum in der Ruhestellung der Pumpe durch ein Ventil in zwei Abschnitte derart unterteilt, daß kein Medium von dem einen Abschnitt in den anderen strömt. Darüberhinaus wird verhindert, daß ein Nachfließen von Einlaß, bei Ruhestellung der Pumpe, nicht möglich ist. Vorteilhafterweise ist hierbei das Ventil durch einen Membranteil gebildet, um so sicherzustellen, daß der Arbeitsaufwand und Montageaufwand möglichst gering bleibt. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verschließt in der Ruhestellung das Ventil durch den Membranteil einen vom Einlaß kommenden Kanal. Auf diese Weise kann ohne Mehraufwand in einfacher Weise ein Ventil gebildet werden, das sicherstellt, daß die Pumpenkammer unterteilt ist bzw. daß kein Medium in der Ruhestellung der Pumpe vom Einlaß zum Auslaß fließen kann, unabhängig von der Lage der Pumpe.at a particular embodiment of the Invention is the pump chamber in the rest position of the pump through a valve divided into two sections such that no medium from one section flows into the other. Moreover, it prevents the existence continued flow from inlet, when the pump is at rest, it is not possible. advantageously, Here, the valve is formed by a membrane part, so as to ensure that the Work and installation costs remains as low as possible. at a particular embodiment the invention closes in the rest position the valve through the membrane part one coming from the inlet Channel. In this way, without additional effort in a simple manner a valve is formed, which ensures that the pump chamber divided is or that no Medium in the rest position of the pump can flow from the inlet to the outlet, regardless of the position of the pump.

Zur Erhöhung der Sicherheit ist in der Ruhestellung der Membranabschnitt durch eine Feder gegen den Einlaßkanal gedrückt und kann somit seine Sicherheitsfunktion durchführen.to increase the safety is in the rest position of the membrane section through a spring against the inlet channel depressed and thus can perform its security function.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Membranabschnitt unter seiner Dichtfläche einen Hohlkörper auf, so daß in Abdichtstellung ein elastischer Andruck und Anpassung der Membrane an den Einlaßströmungskanal erzielt wird.at a particular embodiment of the Invention, the membrane portion under its sealing surface a hollow body on, so that in Sealing position an elastic pressure and adjustment of the membrane to the inlet flow channel is achieved.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel ist das eine Ende des Schwingankers in seiner Linearbwegung durch einen Anschlag begrenzt, wobei es sich empfiehlt, daß der Anschlag federbelastet ist. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß bei Förderung des Mediums immer die gleiche Dosis gefördert wird, unabhängig davon, wie hoch der Gegendruck bzw. die Ansaughöhe der Fördermenge ist. Empfehlenswerterweise ist hierbei der Anschlag verstellbar, um dadurch zu erreichen, daß die Fördermenge veränderbar ist.at a particular embodiment the one end of the oscillating armature in its Linearbwegung by a Limit stop, it is recommended that the stop spring loaded is. By this measure is ensured that in promotion the medium is getting the same dose, regardless of What is the back pressure or the suction height of the flow rate. Commendably, Here, the stop is adjustable, thereby achieving that the flow rate variable is.

Die Einstellschraube gestattet den Hub mechanisch zu begrenzen. Hierdurch wird zwar gegebenenfalls die Fördermenge verringert, aber jeder Hub der Pumpe erzielt die gleiche Fördermenge.The Adjustment screw allows to limit the stroke mechanically. hereby where appropriate, the flow rate reduced, but each stroke of the pump achieves the same flow rate.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Membranspule in Reihe mit einer Diode geschaltet. Auf diese Weise wird von der angelegten Wechselspannung nur eine Halbwelle wirksam, so daß sich der Anker während der abgeschalteten Halbwelle durch die Feder-Rückstellkraft in Ausgangsstellung zurückbewegt.at a particular embodiment of the Invention, the membrane coil is connected in series with a diode. In this way, of the applied AC voltage only one Half wave effective, so that the anchor during the disconnected half-wave by the spring restoring force in Starting position moved back.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Einlaß- und das Auslaßventil an einer gummielastischen Platte angeordnet, hierbei weist der Ventilkörper Vorsprünge auf, die in Durchbrüche der Platte eingreifen. Diese Maßnahme gestattet eine preiswerte Herstellung der beiden Ventile, da diese nunmehr in einer ebenen Platte angeordnet sind, über die Vorsprünge in die Durchbrüche eingreifen, darüberhinaus wird erzielt, daß die Platte genau ausgerichtet zum Pumpenabschnitt wird. Empfehlenswerterweise ist die gummielastische Platte zwischen einen den Ein- und Auslaß tragenden Stützkörper und einen Ventilkörper eingeklemmt gehaltert, hierbei legt der Ventilkörper die Membrane auf der Membranhalterung fest. Auch diese Maßnahme gestattet die Anzahl der zu montierenden Bauteile zu verringern, darüberhinaus wird eine sichere Abdichtung erzielt. Zugleich erlaubt eine solche Ausbildung, daß sowohl die gummielastischen Ventile als auch die Membrane in einem Arbeitsgang aufeinander befestigt werden können.at a particular embodiment of the Invention is the inlet and the outlet valve arranged on a rubber-elastic plate, in this case, the valve body on projections, the in breakthroughs engage the plate. This measure allows an inexpensive production of the two valves, since these are now arranged in a flat plate over the projections in the breakthroughs intervene, beyond is achieved that the Plate is exactly aligned with the pump section. Commendably, is the rubber-elastic plate between an inlet and outlet supporting support body and a valve body held clamped, this puts the valve body, the membrane on the membrane holder firmly. Also this measure allows to reduce the number of components to be mounted, Furthermore a secure seal is achieved. At the same time allows such Training that both the rubber-elastic valves and the membrane in one operation can be fastened to each other.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Pumpe als Förderpumpe für insbesondere flüssige agressive Medien, wie Schwefelsäure dient, der den Einlaß und den Auslaß tragende Stützkörper sowie der eine Begrenzung des Pumpenraumes bildende Pumpenkörper aus einem Propylenkunststoff und die Ventile und Membrane aus einem EPDM und/oder FKM Werkstoff aufgebaut sind. Durch eine solche Materialauswahl ist es nicht nur möglich, ungefährliche Medien, sei es Wasser, sei es Luft zu fördern, sondern auch agressive Medien, da der Werkstoff so gewählt ist, daß selbst bei Förderung von Schwefelsäure diese den Werkstoff bzw. Pumpe nicht angreift.at a further embodiment the invention in which the pump as a feed pump for particularly liquid agressive Media, such as sulfuric acid serves the inlet and carrying the outlet Supporting body as well the pump body forming a boundary of the pump chamber a propylene plastic and the valves and diaphragm of one EPDM and / or FKM material are constructed. By such a material selection is it not only possible harmless Media, be it water or air, is also aggressive Media, because the material chosen so is that itself in promotion of sulfuric acid this does not attack the material or pump.

Eine besonders leicht herzustellende Ausführung ergibt sich, wenn die materialeinheitlich mit der Kunststoffumspritzung ausgebildete Führung auf der dem Membranpumpenabschnitt abgewandten Seite angeordnet ist.A particularly easy to manufacture execution results when the uniform material formed with the plastic extrusion guide on the The diaphragm pump section facing away from the side is arranged.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt und zwar zeigen:In The drawing is the subject of the invention in several embodiments shown and show:

1 bis 4 jeweils in Schnittdarstellung verschiedene Schwingankermembranpumpen und 1 to 4 each in sectional view different oscillating diaphragm pumps and

5 eine Membrane im Schnitt. 5 a membrane in section.

Die Schwingankermembranpumpe 10 besteht aus einer Membranpumpe 11 und einem Elektromagneten 12.The vibrating diaphragm pump 10 consists of a diaphragm pump 11 and an electromagnet 12 ,

Die Membranpumpe umfaßt einen Stutzenkörper 13 mit Einlaßstutzen 14 und Auslaßstutzen 15. Die Stutzen 14, 15 sind durch ein Einlaßventil 16 bzw. ein Auslaßventil 17 verschließbar. Die beiden Ventile sind an einer gummiartigen Ventilplatte 18 vorgesehen, hierbei ist die Ventilplatte zwischen dem Stutzenkörper 13 und einem Ventilkörper 21 eingeklemmt. Zur Lagesicherung und genauen Ausrichtung der Ventilplatte weist diese Durchbrüche auf, durch die zapfenartige Vorsprünge am Ventilkörper greifen. Von dem Einlaßventil führt ein Einlaßströmungskanal 19 zum Pumpenraum 22, während von dem Pumpenraumn 22 ein Auslaßströmungskanal 20 zum Auslaßventil 17 strömt, hierbei bilden der Stutzenkörper 13, der Ventilkörper 21 sowie der Pumpenraum 22 mit der Membrane den bereits erwähnten Membranpumpenabschnitt.The membrane pump comprises a nozzle body 13 with inlet connection 14 and outlet 15 , The pillars 14 . 15 are through an inlet valve 16 or an outlet valve 17 closable. The two valves are on a rubbery valve plate 18 provided here is the valve plate between the nozzle body 13 and a valve body 21 trapped. To secure the position and precise alignment of the valve plate has these openings, engage the pin-like projections on the valve body. From the inlet valve, an inlet flow channel leads 19 to the pump room 22 while from the pump room 22 an outlet flow channel 20 to the exhaust valve 17 flows, this form the nozzle body 13 , the valve body 21 as well as the pump room 22 with the membrane already mentioned diaphragm pump section.

Der Pumpenraum 22 weist eine Membrane 23 auf, die an ihrem äußeren Rand in einen Membranhalter 24 eingesetzt ist, wobei die Festlegung der Membrane über den Ventilkörper 21 erfolgt. Es sei hier noch vorgetragen, daß die Membrane auf ihrer dem Ventilkörper zugewandten Seite eine kugelartige Erhebung 42 trägt, die in einer Stellung der Membrane in eine pfannenartige Ausnehmung 43 des Ventilkörpers 21 eingreift (1 und 4) oder in einem Ventilsitz (Pos. 45) abdichtet (2 und 3). An der der kugelartigen Erhebung 42 abgewandten Seite ist die Membrane 23 mit einer Aufnahme versehen, in die das eine Ende einer Führungsstange 30 des Schwingankers 27 fest eingreift, so daß bei einer Bewegung des Schwingankers die Membrane 23 mitbewegt wird.The pump room 22 has a membrane 23 on, at its outer edge into a membrane holder 24 is used, wherein the determination of the diaphragm over the valve body 21 he follows. It should be stated here that the diaphragm on its side facing the valve body a spherical-like elevation 42 bears, who in a position of meme brane in a pan-like recess 43 of the valve body 21 engages ( 1 and 4 ) or in a valve seat (Pos. 45 ) seals ( 2 and 3 ). At the ball-like elevation 42 opposite side is the membrane 23 provided with a receptacle into which one end of a guide rod 30 the swing anchor 27 firmly engages, so that upon movement of the oscillating armature, the membrane 23 is moved.

Die Membranhalterung 24 weist an der der Membrane 23 abgewandten Seite einen kegelstumpfartigen Ansatz 25 auf, der mittig eine Führung 26 trägt, in die eine Führungsstange 30 des Schwingankers 27 bei seiner Bewegung geführt wird. Dieser kegelstumpfartige Ansatz 25 greift in einen Durchgang 31 des Elektromagneten 12 ein, wobei der Durchgang 31 durch Hülsen 32 gebildet wird. Die Hülsen münden jeweils mit ihrem einen Ende in einen Rahmen aus Eisenblechen. Die Hülsen selber sitzen in einem Spulenkörper 33, um die die Magnetspule 34 angeordnet ist.The membrane holder 24 indicates the membrane 23 facing away from a frustoconical approach 25 up, a guide in the middle 26 carries, in which a guide rod 30 the swing anchor 27 is guided in his movement. This frustoconical approach 25 engages in a passage 31 of the electromagnet 12 one, the passage 31 through pods 32 is formed. The sleeves each open with their one end in a frame of iron sheets. The sleeves themselves sit in a bobbin 33 to which the magnetic coil 34 is arranged.

Hierbei sind die Hülsen 32 und damit der Durchgang genau zur Magnetspule 34 ausgerichtet, so daß der kegelstumpfartige Ansatz 25 mit seiner Führung 26 auch genau zum Magneten ausgerichtet wird. Bei der Bewegung des Schwingankers wird dieser dann genau mittig in der Magnetspule geführt.Here are the sleeves 32 and thus the passage exactly to the magnetic coil 34 aligned, so that the truncated cone-like approach 25 with his leadership 26 also aligned exactly to the magnet. During the movement of the oscillating armature, this is then guided exactly in the center of the magnetic coil.

Die Magnetspule 34, Rahmen mit Hülsen 32 und Spulenkörper 33 sind insgesamt mit einer Umspritzung 35 versehen, wobei in der Umspritzung 35 auch Anschlußkontakte 36 festgelegt sind, die mit ihrem einen Ende aus der Umspritzung heraustragen. Das der Membrane 23 abgewandte Ende des Elektromagneten weist eine Führung 37 auf, in der eine weitere Führungsstange 30 des Schwingankers geführt wird, hierbei ist die Umspritzung 35 im Bereich der Führung 37 so groß gestaltet, daß sich eine Feder 28 mit ihrem einen Ende abstützen kann, während das andere Ende der Feder an den Schwinganker 27 angreift, so daß dieser in Richtung des Ventilkörpers 21 belastet ist. Durch die Umspritzung 35 erfolgt auch eine genaue Ausrichtung der Führung 37 zum Spulenkörper 33. Der Schwinganker wird also in zwei Führungen genau ausgerichtet zur Magnetspule 34 bewegt.The magnetic coil 34 , Frame with sleeves 32 and bobbin 33 are in total with an encapsulation 35 provided, wherein in the encapsulation 35 also connection contacts 36 are fixed, carry out with its one end of the encapsulation. That of the membrane 23 opposite end of the electromagnet has a guide 37 on, in which another guide rod 30 the oscillating armature is guided, here is the encapsulation 35 in the field of leadership 37 designed so large that a spring 28 can support with one end while the other end of the spring to the swing armature 27 engages, so that this in the direction of the valve body 21 is charged. By the encapsulation 35 also takes a precise alignment of the leadership 37 to the bobbin 33 , The oscillating armature is thus aligned exactly in two guides to the solenoid 34 emotional.

Die Führung 37 erstreckt sich von der Pumpenseite weg und mündet in einen Hohlzylinder, der ebenfalls an der Umspritzung 35 angeformt ist.The leadership 37 extends away from the pump side and opens into a hollow cylinder, which is also on the encapsulation 35 is formed.

Zum Elektromagneten sei zusammengefaßt bemerkt, daß er ein komplett mit Kunststoff umspritztes Bauteil ist. Bei der Herstellung werden die nachfolgenden Teile in die Spritzgußform eingelegt, die Magnetspule 34, die auf den Spulenkörper 33 gewickelt ist, die Spulenhülsen 32, die elektrischen Anschlußkontakte 36 und Diode. Nach der Umspritzung mit Kunststoff bildet dieses Bauteil den Grundkörper für die komplette Pumpe. Sie wird an der Membranpumpe befestigt, sei es durch eine Schraubverbindung, sei es durch eine Rastverbindung.To summarize the electromagnets noted that it is a molded completely with plastic component. During manufacture, the following parts are inserted into the injection mold, the magnetic coil 34 on the bobbin 33 is wound, the bobbins 32 , the electrical connection contacts 36 and diode. After overmolding with plastic, this component forms the basic body for the complete pump. It is attached to the diaphragm pump, whether by a screw connection, be it by a latching connection.

Wird nun an der Magnetspule 34 eine Wechselspannung angelegt, die ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, liegt in Reihe zu der Magnetspule eine Diode, so daß nur eine Halbwelle zum Antrieb wirksam wird. Der ferromagnetische Schwinganker 27 wird durch dieses Magnetfeld angezogen. Nach dem Abfallen der Spannung wird er durch die Feder 28 wieder in die Null-Lage gedrückt (vergl. 2). Bei jedem Wechsel der Spannung wird also eine Hubbewegung des Schwingankers 27 erzeugt.Will now be on the solenoid 34 applied an alternating voltage, which generates a changing magnetic field, is in series with the solenoid a diode, so that only a half-wave is effective for driving. The ferromagnetic oscillating armature 27 is attracted by this magnetic field. After the voltage has dropped, it is driven by the spring 28 pressed again in the zero position (see. 2 ). Each time the voltage is changed, therefore, a lifting movement of the oscillating armature 27 generated.

Bei Saughub wird die Membrane von dem Ventilkörper 21 zurückgezogen. Es wird in dem sich erweiternden Pumpenraum 22 ein Unterdruck erzeugt. Durch den Einlaßstutzen 14 kann Medium in den Pumpenraum 22 einströmen, hierbei öffnet sich das Einlaßventil 16, in dem es gegen den Ventilkörper bewegt wird.When the suction stroke, the membrane of the valve body 21 withdrawn. It will be in the expanding pump room 22 generates a negative pressure. Through the inlet pipe 14 can be medium in the pump room 22 inflow, this opens the inlet valve 16 in that it is moved against the valve body.

Beim Rückhub in die Ausgangslage wird das Medium durch die Membrane 23 aus Pumpenraum 22 herausgedrückt, dabei öffnet das Auslaßventil 17, in dem es von dem Ventilkörper 21 gegen den Stutzenkörper geschwenkt wird. Über den Auslaßströmungskanal 20 kann dann das Medium zum Auslaßstutzen 15 fließen. Bei dem Auslaßdruck wird das Einlaßventil geschlossen, da das entsprechende Ventil den Einlaß abdichtet, wenn es gegen den Stutzenkörper bewegt wird. Bei einer weiteren Hubbewegung gelangt über das Einlaßventil und über den Einlaßstutzen und den Einlaßströmungskanal das Medium wieder in den Pumpenraum, während dann wieder eine weitere Förderung stattfindet.During the return stroke to the initial position, the medium passes through the membrane 23 from pump room 22 pushed out, while the exhaust valve opens 17 in which it is from the valve body 21 is pivoted against the neck body. Via the outlet flow channel 20 can then the medium to the outlet 15 flow. At the outlet pressure, the inlet valve is closed because the corresponding valve seals the inlet when it is moved against the nozzle body. In a further stroke movement passes through the inlet valve and the inlet port and the inlet flow channel, the medium back into the pump chamber, while then again takes place another promotion.

Wie aus 2 zu erkennen ist, wird durch die Feder 28 die Membrane 23 mit ihrer kugelartigen Erhebung 42 bei abgeschaltetem Elektromagnet in den Ventilsitz (Pos. 45) gedrückt, so daß dann der in die Ausnehmung mündende Einlaßströmungskanal 19 geschlossen ist, mit anderen Worten bei Stromunterbrechung und beim Abschalten wird der Einlaß abgedichtet, so daß kein Medium mehr in den Pumpenraum kommen kann. Zum Verständnis der Zeichnungen sei hier bemerkt, daß der Einlaßströmungskanal 19 bei den Ausführungen nach 2 und 3 bis zur Ausnehmung 45 (Ventilsitz) geführt ist.How out 2 It is recognized by the spring 28 the membrane 23 with its ball-like elevation 42 with the solenoid switched off, in the valve seat (pos. 45 ), so that then the opening into the recess inlet flow channel 19 is closed, in other words when power is interrupted and when switching off the inlet is sealed, so that no medium can come into the pump room. To understand the drawings, it should be noted here that the inlet flow channel 19 in the following 2 and 3 to the recess 45 (Valve seat) is guided.

Bei den Ausführungsbeispielen nach 1 und 4 sind an beiden Führungsstangen 30 Federn angeordnet. Bei jeder Hubbewegung wird entweder die untere oder die obere Feder gespannt, so daß eine schwingende Hubbewegung erfolgt. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel wird in der Ruhelage das zweite Einlaßventil gebildet aus Pos. 42 kugelförmiger Erhebung an der Membrane und Pos. 45 Ventilsitz am Pumpenkörper, nicht verschlossen, da durch die beiden Federn 28, 29 eine Mittellage eingenommen wird. Bei seiner Bewegung werden die Führungsstangen 30 in der Führung 26 des Kegelstumpfansatzes 25 bzw. in der Führung 37 der Umspritzung 35 sicher bewegt, so daß der Schwinganker 27 genau immer in der Mitte gehalten wird und nicht gegen die Hülsen stoßen kann, obwohl die magnetischen Kräfte versuchen, ihn dort hinzuziehen. Es sei hier erwähnt, daß die Federn für den Schwinganker entweder als Kegelfeder, Zylinderfeder oder sogar als Blattfedern ausgebildet sind. Bei Ausbildung als Blattfedern würde zumindest die untere Feder am Ende der Führungsstange angreifen, wobei die Führungsstange selber in jeder Lage etwas aus der Führung herausragen würde.In the embodiments according to 1 and 4 are on both guide rods 30 Arranged feathers. With each lifting movement, either the lower or the upper spring is tensioned so that a swinging lifting movement takes place. In such an embodiment, in the rest position, the second inlet valve is formed from pos. 42 spherical elevation on the membrane and Pos. 45 Valve seat on the pump body, not closed, because of the two springs 28 . 29 a middle layer is taken. When moving, the guide rods become 30 in the lead 26 the truncated cone approach 25 or in the leadership 37 the encapsulation 35 safely moved, so that the oscillating armature 27 is always kept in the middle and can not bump against the pods, although the magnetic forces try to pull him there. It should be mentioned here that the springs for the oscillating armature are designed either as a conical spring, cylinder spring or even as leaf springs. In training as a leaf springs at least the lower spring would attack at the end of the guide rod, the guide rod itself would protrude in any position slightly out of the guide.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 weist der Hohlzylinder der Umspritzung 35 einen hohlzylinderartigen Ansatz 38 auf, in der ein Anschlag 39 angeordnet ist. Der Anschlag ist durch eine Feder 40 belastet, wobei die Feder über eine Einstellschraube 41 in ihrer Federkraft verstellbar ist.According to the embodiment 3 and 4 has the hollow cylinder of the encapsulation 35 a hollow cylinder-like approach 38 in which a stop 39 is arranged. The stop is by a spring 40 loaded, with the spring via an adjustment screw 41 is adjustable in its spring force.

Bezüglich der 3 und 4 gesehen wird also bei jeder Bewegung des Schwingankers nach links, was dem Saughub der Pumpe entspricht, in der Endstellung der Führungsstange gegen den Anschlag 39 bewegt. Dieser Anschlag kann nun verstellt werden, so daß bei der Schwingbewegung früher oder später die Führungsstange auf den Anschlag trifft. Hierdurch läßt sich die Hubhöhe des Schwingankers einstellen, so daß genau definiert die Membrane nur um ein ganzes bestimmtes Stück den Pumpenraum freigibt. Das Ansaugvolumen ist dann immer in Abhängigkeit der Einstellung des Anschlages und kann bei jedem Hub konstant gehalten werden.Regarding the 3 and 4 seen is therefore at each movement of the oscillating armature to the left, which corresponds to the suction stroke of the pump, in the end position of the guide rod against the stop 39 emotional. This stop can now be adjusted, so that sooner or later, the guide rod meets the stop during the swinging motion. As a result, the lifting height of the oscillating armature can be adjusted so that precisely defined the membrane only by a particular piece of the pump chamber releases. The suction volume is then always dependent on the setting of the stop and can be kept constant at each stroke.

In 3 ist wiederum in der Ruhestellung die Membrane so weit in Richtung Ventilkörper bewegt, daß der Einlaßströmungskanal 19 verschlossen ist.In 3 In turn, in the rest position, the membrane is moved so far in the direction of the valve body, that the inlet flow channel 19 is closed.

In 4 ist gerade der Einlaßhub beendet. Die Führungsstange liegt auf dem Anschlag 39.In 4 just the intake stroke is finished. The guide rod lies on the stop 39 ,

Ausnehmung 43 bildet einen Gegenanschlag, durch den eine Begrenzung der Hubhöhe gegeben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 weist die Membrane 23 unter kugelartigen Erhebung 22 einen Hohlraum 44 auf. Durch diesen Hohlraum wird die kugelartige Erhebung 42 elastischer gestaltet, so daß bei den Beispielen nach 2 und 3 sie sich der pfannenförmigen Ausnehmung 43 mit dem Strömungskanal noch besser anpassen kann.recess 43 forms a counter-stop, through which a limitation of the lifting height is given. According to the embodiment 5 has the membrane 23 under ball-like elevation 22 a cavity 44 on. Through this cavity, the spherical-like elevation 42 designed elastic, so that in the examples 2 and 3 they are the pan-shaped recess 43 can adapt even better with the flow channel.

Hinsichtlich der Hubeinstellung sei noch erwähnt, daß ohne Anschlag sich bei hohem Gegendruck oder veränderter Ansaughöhe die Fördermenge ändert, weil sich der Hub verringert. Der Hub ist nicht mechanisch festgelegt, sondern abhängig von dem Gleichgewicht aus Federkraft, Magnetkraft und Druckkraft im Pumpenraum. Für die Bildung des Gleichgewichtes steht außerdem nur der konstante Zeitraum einer Phase von 50 Hz, ca. 20 Millisekunden, zu Verfügung.Regarding the stroke adjustment should be mentioned, that without Stop at high back pressure or changed suction height changes the flow rate, because the hub decreases. The stroke is not mechanically fixed, but dependent from the balance of spring force, magnetic force and compressive force in the pump room. For The formation of equilibrium is also only the constant period a phase of 50 Hz, about 20 milliseconds available.

Für viele Anwendungen kommt es auf eine hohe gleichbleibende Fördermenge an. Solche Pumpen werden dann als Dosierpumpen verwendet. Um gleichbleibende Fördermengen zu erreichen, wird der Hub mechanisch begrenzt auf der Pumpenseite durch einen Anschlag der Membrane (Erhebung 42 an Ausnehmung 43) im Pumpenraum; auf der gegenüberliegenden Seite durch einen mechanischen Anschlag 39, der mittels einer Schraube 41 feststellbar ist. Diese Einstellschraube 41 reduziert mechanisch den Hub, um die gesamte Fördermenge zu verringern, bei jedem Hub wird jedoch jeweils die gleiche Fördermenge erzielt. Des weiteren wird dem Antrieb Zeit gegeben, um auch bei hohem Gegendruck den gesamten Weg zwischen den beiden Anschlägen zu durchfahren. Dies wird dadurch erreicht, daß durch eine elektronische Steuerung mit einstellbarer Frequenz und Tastverhältnis angesteuert wird.For many applications, it depends on a high constant flow rate. Such pumps are then used as metering pumps. To achieve constant flow rates, the stroke is mechanically limited on the pump side by a stop of the membrane (survey 42 at recess 43 ) in the pump room; on the opposite side by a mechanical stop 39 that by means of a screw 41 is detectable. This adjusting screw 41 mechanically reduces the stroke to reduce the total flow, but with each stroke the same flow is achieved. Furthermore, the drive is given time to drive through the entire path between the two attacks even at high back pressure. This is achieved by being controlled by an electronic controller with adjustable frequency and duty cycle.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung. Diese sind nicht darauf beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und Anwendungen möglich, beispielsweise könnte die Membranpumpe aus einem solchen Werkstoff gefertigt sein, daß auch agressive Medien gefördert werden können. Solche Medien sind beispielsweise für den Stutzenkörper und den Ventilkörper, Polypropylenkunststoff, während die Ventile und Membrane aus einem Werkstoff EPDM (Ätylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk) und/oder FKM (Fluor-Kautschuk) Werkstoff herstellt sein würden. Nachzutragen bleibt hier noch, daß die kugelartige Erhebung in Verbindung mit der pfannenartigen Ausnehmung als ein Ventil wirkt. Dieses Ventil wird praktisch durch die eine Feder des Schwingankers in Ruhestellung des Elektromagneten verschlossen. Sobald die Pumpe eingeschaltet wird und der Elektromagnet ans Stromnetz kommt, schwingt die Membrane hin und her, so daß die Membrane während seiner Förderung mit der kugelartigen Erhebung nicht in die pfannenartige Ausnehmung eingreift (Ausführungsbeispiel 2). Weiter sei noch erwähnt, daß die Führung des Schwingankers im Bereich der Membran materialeinheitlich an der Umspritzung angeformt sein kann, der kegelstumpfförmige Ansatz würde dann fortfallen. Für die andere Führung müßte dann ein besonderes Bauteil verwendet werden, das dann auch den Anschlag mit Feder und Verstellschraube tragen würde. Das besondere Bauteil könnte dann den kegelstumpfförmigen Ansatz tragen, der in den Durchgang der Hülse des Elektromagneten eingreifen und besonders befestigt werden müßte.As already mentioned, the illustrated embodiments are only examples of implementations of the invention. These are not limited thereto, but rather many modifications and applications are possible, for example, the diaphragm pump could be made of such a material that even aggressive media can be promoted. Such media are, for example, for the neck body and the valve body, polypropylene plastic, while the valves and diaphragm would be made of a material EPDM (etylene-propylene terpolymer rubber) and / or FKM (fluoro rubber) material. Nachzutragen remains here that the ball-like elevation acts in conjunction with the socket-like recess as a valve. This valve is practically closed by the one spring of the oscillating armature in the rest position of the electromagnet. Once the pump is turned on and the electromagnet comes to power, the membrane oscillates back and forth, so that the membrane does not engage in the pan-like recess during its promotion with the ball-like elevation (embodiment 2 ). It should also be mentioned that the guidance of the oscillating armature in the region of the membrane can be integrally formed on the encapsulation material, the frustoconical approach would then be omitted. For the other leadership then a special component would have to be used, which would then also carry the stop with spring and adjusting screw. The special component could then carry the frusto-conical projection, which would engage in the passage of the sleeve of the electromagnet and should be particularly attached.

1010: SchwingankermembranpumpeOscillating armature diaphragm pump
1111: Membranpumpediaphragm pump
1212: Elektromagnetelectromagnet
1313: StutzenkörperStutz body
1414: Einlaßstutzeninlet connection
1515: Auslaßstutzenoutlet
1616: Einlaßventilintake valve
1717: Auslaßventiloutlet valve
1818: Ventilplattevalve plate
1919: EinlaßströmungskanalInlet flow channel
2020: Auslaßströmungskanaloutlet flow
2121: Ventilkörpervalve body
2222: Pumpenraumpump room
2323: Membranemembrane
2424: Membranhaltermembrane holder
2525: KegelstumpfansatzFrustum approach
2626: Führungguide
2727: Schwingankeroscillating armature
2828: untere Feder für 27 lower spring for 27
2929: obere Feder für 27 upper spring for 27
3030: Führungsstangen für 27 Guide rods for 27
3131: Durchgang in 12 Passage in 12
3232: Hülsensleeves
3333: Spulenkörperbobbins
3434: SpuleKitchen sink
3535: Umspritzungencapsulation
3636: Anschlußkontaktconnection contact
3737: Führung von 30 Leadership of 30
3838: Hohlzylinderhollow cylinder
3939: Anschlagattack
4040: Feder für 39 Spring for 39
4141: Einstellschraube für 39 Adjusting screw for 39
4242: kugelartige Erhebung an 23 spherical-like elevation 23
4343: pfannenartige Ausnehmung in 21 pan-like recess in 21
4444: Hohlraum in 23 Cavity in 23
4545: Ventilsitz in Pos. 12 Valve seat in pos. 12

Claims

Vibrating diaphragm diaphragm pump, in particular a micropump, for conveying gaseous and / or liquid media, comprising an electromagnet comprising a magnetic coil with a spring-loaded oscillating armature mounted therein in guides, with a diaphragm pump section having a pump chamber which can be subdivided by a diaphragm, on the one hand via a flow channel to the inlet and on the other hand via a second channel to the outlet, with valves arranged in the inlet and outlet with a support for the membrane, in which fixed by the diaphragm pump portion of the membrane edge and are fastened together with a fastening device by the electric drive and diaphragm pump section, here the linearly movable oscillating armature is guided during its movement, in this case, the one end of the oscillating armature engages the movement of the membrane to this, wherein the electromagnet with the magnetic coil and bobbin tubes, iron angles and electrical Anschlu are provided sskontakten total with a plastic extrusion, characterized in that a Schwingankerführung ( 26 . 37 ) of the same material with the plastic coating ( 35 ) is trained.

Oscillating diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the second oscillating armature guide ( 26 . 37 ) in the same material as the membrane holder ( 24 ) is trained.

Vibrating diaphragm pump according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillating armature ( 27 ) at its two ends by a respective spring ( 28 . 29 ) is charged.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pump chamber ( 22 ) in the rest position of the pump by a valve ( 23 . 42 . 45 ) is divided into two sections such that no medium flows from one section to the other ( 2 and 3 ).

Vibrating diaphragm pump according to claim 4, characterized in that the valve ( 23 . 42 . 45 ) through a membrane part ( 42 ) is formed.

Vibrating diaphragm pump according to claim 4 or 5, characterized in that in the rest position, the valve ( 42 . 45 ) through the membrane part ( 42 ) a channel coming from the inlet ( 19 ) closes.

Vibrating diaphragm pump according to claim 6, characterized in that in the rest position of the membrane part ( 42 ) by a spring ( 28 ) against the inlet channel ( 19 ) or valve seat ( 45 ) is pressed.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 4 to 7, characterized in that the membrane part ( 42 ) under its sealing surface a hollow body ( 44 ) having.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the one end of the oscillating armature ( 27 ) in its movement away from the membrane by a stop ( 39 ) is limited.

Vibrating diaphragm pump according to claim 9, characterized in that the stop ( 39 ) is spring loaded.

Vibrating diaphragm pump according to claims 9 or 10, characterized in that the stop ( 39 ) is adjustable.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 1 to 11, characterized in that a stop ( 43 . 45 ) limits the stroke towards the membrane.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 1 to 12, characterized in that the magnetic coil ( 34 ) is connected in series with a diode.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 1 to 13, characterized in that the inlet and the starting valve ( 16 . 17 ) on a rubber-elastic plate ( 18 ) is arranged, in this case, the valve body ( 21 ) Projections, which are in breakthroughs of the plate ( 18 ) intervene.

Vibrating diaphragm pump according to claim 14, characterized in that the rubber-elastic plate ( 18 ) between a socket body carrying the inlet and the outlet ( 13 ) and on a valve body ( 21 ) is held clamped, at the same time puts the valve body ( 21 ) the membrane ( 23 ) on the membrane holder ( 24 ) firmly.

Oscillating-diaphragm membrane pump according to one of claims 1 to 15, characterized in that when forming the pump as a feed pump for in particular liquid aggressive media, such as sulfuric acid, the inlet body and the outlet supporting body ( 13 ) and the valve body forming a boundary of the pump chamber ( 21 ) made of a polypropylene plastic and the valves ( 16 . 17 ) and membrane ( 23 ) are constructed of an EPDM and / or FKM material.

Vibrating diaphragm pump according to one of claims 1 to 16, characterized in that the material of the unit with the plastic extrusion ( 35 ) trained leadership ( 37 ) on the diaphragm pump section ( 21 . 25 ) facing away from the side.