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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Membranpumpe und eine Kaffeemaschine mit der Membranpumpe.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kaffeemaschinen mit Pumpen erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Eine Kaffeemaschine, wie sie bereits verfügbar ist, nutzt als Energiequelle normalerweise eine Membranpumpe. Die Membranpumpe hat gewöhnlich zwei Teile: einen Motor und einen Pumpenkopf. Der Pumpenkopf hat ein Gehäuse, einen Schwenkmechanismus und einen Luftsack, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Luftsack zum Bilden einer Pumpkammer verwendet wird, die sich dehnen und zusammenziehen kann. Das Gehäuse ist mit einem Gehäuse des Motors fest verbunden, und der Schwenkmechanismus ist zwischen eine Ausgangswelle des Motors und den Luftsack geschaltet, um den Luftsack durch die Nutzung des Drehmoments der Ausgangswelle des Motors zusammenzudrücken und zu dehnen, so dass die durch den Luftsack gebildete Pumpkammer ausstoßen und ansaugen kann. Der bestehende Schwenkmechanismus ist jedoch kompliziert gebaut und erfordert ein aufwendiges Montageverfahren, das die Herstellung verteuert.
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ÜBERSICHT
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Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Membranpumpe bereitzustellen, die das genannte Problem lösen kann, sowie eine Kaffeemaschine mit dieser Membranpumpe.
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Eine Membranpumpe umfasst einen Motor (10), ein mit dem Motor (10) verbundenes Gehäuse (20), einen in dem Gehäuse (20) angeordneten Luftsack (40) und einen Schwenkmechanismus (30) zum Zusammendrücken und Entlasten des Luftsacks (40), wobei der Schwenkmechanismus (30) eine Taumelscheibe (32) und ein Verbindungselement (31) umfasst, die Taumelscheibe (32) eine Verbindungplatte (320) und eine Verbindungswelle (321) umfasst, eine Peripherie der Verbindungsplatte (320) mit dem Luftsack (40) verbunden ist, die Verbindungswelle (321) sich einstückig von einer Seite der Verbindungsplatte (320) erstreckt, das Verbindungselement (31) eine erste Endfläche und eine gegenüberliegende zweite Endfläche hat, das Verbindungselement (31) in der ersten Endfläche eine geneigte Öffnung (310) und in der zweiten Endfläche eine Wellenöffnung (311) definiert und eine Achse der geneigten Öffnung (310) zu einer Achse der Wellenöffnung (311) nicht parallel ist, die Verbindungswelle (321) in die geneigte Öffnung (310) drehbar eingesetzt ist, eine Ausgangswelle (100) des Motors (10) in die Wellenöffnung (311) eingesetzt ist und das Verbindungselement (31) die Verbindungswelle (321) der Taumelscheibe (32) derart antreiben kann, dass diese sich mit der Ausgangswelle (100) dreht.
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Vorzugsweise ist das Verbindungselement (31) im Wesentlichen zylinderförmig, wobei die geneigte Öffnung (310) und die Wellenöffnung (311) jeweils beidseitig einer Achse des Verbindungselements (31) verteilt sind.
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Vorzugsweise ist die Achse der geneigten Öffnung (310) des Verbindungselements (31) senkrecht zur ersten Endfläche des Verbindungselements (31), und die Achse der Wellenöffnung (311) des Verbindungselements (31) ist senkrecht zur zweiten Endfläche des Verbindungselements (31).
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Vorzugsweise hat die Seite der Verbindungsplatte (320) einen Flansch (324), der die Verbindungswelle (321) umschließt, und ein von der Verbindungsplatte (320) entferntes Ende des Flansches (321) befindet sich vollständig in Kontakt mit der ersten Endfläche des Verbindungselements (31).
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Vorzugsweise ist zwischen dem Flansch (324) und der Verbindungswelle (321) ein Ringspalt (325) zur Aufnahme von Schmierfett gebildet.
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Vorzugsweise ist die geneigte Öffnung (310) keine Durchgangsöffnung, wobei eine Innenwand der geneigten Öffnung (310) mit wenigstens einer Nut (312) versehen ist, die zur Aufnahme von Schmierfett mit der geneigten Öffnung (312) in Verbindung steht.
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Vorzugsweise ist die Wellenöffnung (311) keine Durchgangsöffnung, wobei die erste Endfläche des Verbindungselements (31) ferner eine Durchgangsöffnung (313) definiert, die sich in Richtung auf die Wellenöffnung (311) erstreckt und mit der Wellenöffnung (311) in Verbindung steht.
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Vorzugsweise ist eine Seitenwand des Verbindungselements (31) in der Nähe der geneigten Öffnung (310) mit einem Gewichtsblock (314) versehen.
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Vorzugsweise hat die Verbindungsplatte (320) einen Hauptkörperbereich und eine Mehrzahl von Armen (322), die entlang der Peripherie des Hauptkörperbereichs verteilt sind, wobei sich die Verbindungswelle (321) von einer Mitte des Hauptkörperbereichs senkrecht erstreckt, sich jeder Arm (322) von dem Hauptkörperbereich schräg nach außen und nach unten erstreckt und der Luftsack (40) eine Mehrzahl von Kompressionsbereichen (42) aufweist, die jeweils mit den mehrzähligen Armen (322) verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch eine Kaffeemaschine angegeben. Die Kaffeemaschine hat einen Kaffeemaschinenkörper und die vorstehend beschriebene Membranpumpe, wobei die Membranpumpe in dem Kaffeemaschinenkörper installiert ist.
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Erfindungsgemäß wird eine Membranpumpe angegeben, die allein durch eine Taumelscheibe und ein Verbindungselement einen Schwenkmechanismus bereitstellen kann, wodurch der Luftsack zusammengedrückt und entlastet wird. Die Anzahl der Bauteile des Schwenkmechanismus wird effektiv verringert und der Schwenkmechanismus konstruktiv vereinfacht. Dies vereinfacht das Verfahren zur Montage des Schwenkmechanismus und senkt dementsprechend die Herstellungskosten der Membranpumpe.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine montierte Membranpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Membranpumpe;
- 3 ist eine Ansicht der Membranpumpe von 1;
- 4 ist eine Schnittansicht der Membranpumpe von 3 entlang der Linie A-A;
- 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Verbindungssitzes der Membranpumpe von 2;
- 6 ist eine weitere perspektivische Darstellung des Verbindungssitzes von 5;
- 7 zeigt schematisch die Baugruppe eines Schwenkmechanismus und eines Motors der in 2 gezeigten Membranpumpe;
- 8 ist eine perspektivische Darstellung eines Verbindungselements der Membranpumpe von 2;
- 9 ist eine Schnittansicht des in 8 gezeigten Verbindungselements;
- 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Taumelscheibe der Membranpumpe von 2;
- 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Luftsacks der Membranpumpe von 2;
- 12 zeigt schematisch den auf einer Stützbasis montierten Luftsack von 11;
- 13 ist eine perspektivische Ansicht der Stützbasis in der Membranpumpe von 2;
- 14 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Stützbasis von 13;
- 15 ist eine Schnittansicht der Stützbasis entlang der Linie B-B von 14;
- 16 ist eine Ansicht einer Trennplatte der Membranpumpe von 2 von unten;
- 17 ist eine perspektivische Ansicht der Trennplatte von 16;
- 18 zeigt einen Prozessluftstrom der Membranpumpe von 1, wobei einige Teile der Membranpumpe entfernt wurden;
- 19 zeigt schematisch eine Kaffeemaschine gemäß vorliegender Erfindung.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Bau- und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren dienen lediglich Darstellungszwecken und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet und zeigen auch nicht jeden Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die Zeichnungsfiguren nicht eingeschränkt. Sofern nichts anderes angegeben ist, haben sämtliche in der Beschreibung verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe ihre dem Fachmann bekannte übliche Bedeutung.
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Die 1 bis 4, auf die nunmehr Bezug genommen wird, zeigen eine Membranpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Motor 10, ein mit dem Motor 10 fest verbundenes zylindrisches Gehäuse 20 und einen Schwenkmechanismus 30, einen Luftsack 40 und eine Trennplatte 50 in dem Gehäuse 20 umfasst. In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 20 im Wesentlichen zylinderförmig und hat einen mit dem Motor 10 verbundenen Verbindungssitz 23, eine mit dem Verbindungssitz 23 verbundene Stützbasis 22 und eine mit der Stützbasis 22 verbundene Abdeckplatte 21. Der Luftsack 40 wird durch die Stützbasis 22 gestützt. Die Trennplatte 50 ist zwischen der Abdeckplatte 21 und der Stützplatte 22 installiert und befindet sich über dem Luftsack 40. Der Innenraum des Gehäuses 20 ist unterteilt in einen Einlassraum 24, eine Mehrzahl von Kompressionsräumen 25 und einen Auslassraum 26. Der Einlassraum 24 wird durch den Verbindungssitz 23 zusammen mit der Stützbasis 22 und der Außenseite des Luftsacks 40 definiert. Die mehrzähligen Kompressionsräume 25 werden durch das Innere des Luftsacks 40 zusammen mit der Trennplatte 50 definiert. Der Auslassraum 26 wird durch die Trennplatte 50 und die Abdeckplatte 51 definiert. Der Schwenkmechanismus 30 befindet sich in dem Einlassraum 24 und ist mit dem Luftsack 40 verbunden und kann durch Antrieb des Motors 10 nach oben und nach unten schwenken, um den Luftsack 40 zusammenzudrücken oder zu dehnen.
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In dieser Ausführungsform sind die Abdeckplatte 21, die Stützbasis 22 und der Verbindungssitz 23 durch Befestigungselemente 27 fest verbunden. Insbesondere bilden die Abdeckplatte 21, die Stützbasis 22 und der Verbindungssitz 23 jeweils Säulen (Posts) 210, 220 und 230 mit Durchgriffsöffnungen, wobei sich die Befestigungselemente 27 der Reihe nach durch die Durchgriffsöffnungen 210, 220 und 230 der Säulen erstrecken, um die Abdeckplatte 21, die Stützbasis 22 und den Verbindungssitz 23 fest zu verbinden. Vorzugsweise sind die Befestigungselemente 27 lange Schrauben. In dieser Ausführungsformen beträgt die Anzahl von langen Schrauben drei, und diese sind in Umfangsrichtung des Gehäuses 20 gleichmäßig verteilt.
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Die Oberseiten der Säulen 230 des Verbindungssitzes 23 springen von einer Oberseite einer Seitenwand des Verbindungssitzes 23 vor. Die Oberseiten der Säulen 220 der Stützbasis 22 springen von einer Oberseite einer Seitenwand der Stützbasis 22 vor, und die Unterseiten der Säulen 220 der Stützbasis 22 bilden erste Kerben 221, die in einer Unterseite der Seitenwand der Stützbasis 22 ausgespart sind, um die Oberseiten der Säulen 230 des Verbindungssitzes 23 aufzunehmen, wodurch der Verbindungssitz 23 und die Stützbasis 22 eng aneinanderliegen. Die Unterseiten der Säulen 210 der Abdeckplatte 21 springen von einem unteren Ende einer Seitenwand der Abdeckplatte 21 vor. Zweite Kerben 500 sind in der Peripherie der Trennplatte 50 definiert, um die Unterseiten der Säulen 210 der Abdeckplatte 21 und die Oberseiten der Säulen 220 der Stützbasis 22 aufzunehmen, so dass die Trennplatte 50 eng zwischen der Abdeckplatte 21 und der Stützbasis 22 sitzt.
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Es wird auf 5 und 6 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform hat der Verbindungssitz 23 eine Bodenplatte 231. Die Seitenwand des Verbindungssitzes 23 erstreckt sich von einer äußeren Peripherie der Bodenplatte 231. Eine zentrale Öffnung 232 ist in der Mitte der Bodenplatte 231 definiert, und eine Ausgangswelle 100 des Motors 10 durchgreift die zentrale Öffnung 232 und tritt in den Verbindungssitz 23 ein. Die Bodenplatte 231 und ein Gehäuse des Motors 10 sind durch zwei Schrauben 110 fest verbunden, wodurch das gesamte Gehäuse 20 fest mit dem Motor 10 verbunden ist. Eine Unterseite der Bodenplatte 231 definiert einen Lufteinlass 233. Der Lufteinlass 233 erstreckt sich von der Seitenwand des Verbindungssitzes 23 in der radialen Richtung der Bodenplatte 231 nach innen zu der zentralen Öffnung 232 der Bodenplatte 231. Der Lufteinlass 233 durchdringt die Seitenwand des Verbindungssitzes und steht mit der Außenseite in Verbindung. Auf diese Weise kann Außenluft durch den Lufteinlass 233 in die zentrale Öffnung 232 und weiter in den Einlassraum 24 gelangen.
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Im Folgenden wird der Schenkmechanismus 30 dieser Ausführungsform mit Bezug auf die 4 und 7 bis 10 näher erläutert. In dieser Ausführungsform hat der Schwenkmechanismus 30 ein Verbindungselement 31 und eine damit verbundene Taumelscheibe 32.
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Das Verbindungselement 31 ist im Wesentlichen zylinderförmig und hat eine erste Endfläche und eine gegenüberliegende zweite Endfläche. Das Verbindungselement 31 ist mit einer geneigten Öffnung 310 und mit einer Wellenöffnung 311 versehen. Die geneigte Öffnung 310 und die Wellenöffnung 311 sind keine Durchgangsöffnungen. Die geneigte Öffnung 310 erstreckt sich von der ersten Endfläche des Verbindungselements 31 in eine sich mit einer Achse des Verbindungselements 31 (nicht parallel) schneidende Richtung, und die Wellenöffnung 311 erstreckt sich von der zweiten Endfläche des Verbindungselements 31 in eine Richtung parallel zur Achse des Verbindungselements 31. Deshalb ist eine axiale Richtung der geneigten Öffnung 310 nicht parallel zu einer axialen Richtung der Wellenöffnung 311. Vorzugsweise sind die Achse der geneigten Öffnung 310 und die Achse der Wellenöffnung 311 jeweils auf beiden Seiten der Achse des Verbindungselements 31 verteilt, das heißt, die geneigte Öffnung 310 und die Wellenöffnung 311 sind in dem Verbindungselement 31 exzentrisch angeordnet. In dieser Ausführungsform hat die geneigte Öffnung 310 einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der an die erste Endfläche des Verbindungselements 31 angrenzt, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der von der ersten Endfläche des Verbindungselements 31 entfernt ist.
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Die Taumelscheibe 32 umfasst eine Verbindungsplatte 320 und eine Verbindungswelle 321, die mit der Verbindungsplatte 320 einstückig ausgebildet ist. Die Verbindungsplatte 320 hat eine Oberseite und eine gegenüberliegende Unterseite und hat einen Hauptkörperbereich und eine Mehrzahl von Armen 322, die entlang der Peripherie des Hauptkörperbereichs verteilt sind. Jeder Arm 322 erstreckt sich von dem Hauptkörperbereich schräg nach außen und nach unten, und eine Befestigungsöffnung 323 ist in jedem Arm 322 definiert. Die Befestigungsöffnung 323 durchgreift die Oberseite und die Unterseite der Verbindungsplatte 320. Die Verbindungswelle 321 springt von der Unterseite der Verbindungsplatte 320 vor. Vorzugsweise ist die Verbindungswelle 321 senkrecht zur Mitte der Verbindungsplatte 320. Die Verbindungswelle 321 kann drehbar in die geneigte Öffnung 310 des Verbindungselements 31 eingesetzt werden. In dieser Ausführungsform hat die Verbindungswelle 31 korrespondierend zu der geneigten Öffnung 310 ebenfalls einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, so dass die Formgebung der Verbindungswelle 321 einfacher ist und die Verbindungswelle über eine höhere Festigkeit verfügt.
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Bei der Montage wird die Verbindungswelle 321 der Taumelscheibe 32 in die geneigte Öffnung 310 des Verbindungselements 31 eingesetzt, und die Ausgangswelle 100 des Motors 10 wird in die Wellenöffnung 311 des Verbindungselements 31 eingesetzt. Die Verbindungswelle 321 ist mit Spielpassung in die geneigte Öffnung 310 eingesetzt. Die Ausgangswelle 100 ist mit Presspassung in die Wellenöffnung 311 eingesetzt oder ist mit der Wellenöffnung 311 fest verbunden. Wenn sich die Ausgangswelle 100 des Motors 10 dreht, dreht sich das Verbindungselement 31 synchron mit der Ausgangswelle. Die Taumelscheibe 32 dreht sich nicht, jedoch dreht sich die Verbindungswelle 321 relativ zu der geneigten Öffnung 310 und dreht sich mit dem Verbindungselement 31 relativ zur Achse der Ausgangswelle 100. Da die Verbindungswelle 321 mit der Neigung der geneigten Öffnung 310 angeordnet ist, ist auch die mit der Verbindungswelle 321 einstückig ausgebildete Verbindungsplatte 321 geneigt. Die Verbindungswelle 321 wird relativ zur Ausgangswelle 100 gedreht, so dass die Arme 322 der Verbindungsplatte 320, die einstückig mit der Verbindungswelle 321 ausgebildet ist, relativ zur Achse der Wellenöffnung 311 alternierend auf und ab bewegt werden, so dass jeder Arm 322 eine reziproke Bewegung auf und ab erzielt.
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Insbesondere wenn sich die Verbindungswelle 321 zu einer Seite dreht, auf der sich ein Arm 322 befindet, bewegt sich der Arm 322 dementsprechend schrittweise nach oben, und wenn sich die Verbindungswelle 321 weg von der Seite dreht, auf der sich der Arm 322 befindet, bewegt sich der Arm 322 dementsprechend schrittweise nach unten. In dieser Ausführungsform kann der Luftsack 40 durch die Drehung der Ausgangswelle 100 des Motors einzig durch eine Taumelplatte 32 und ein Verbindungselement 31 zusammengedrückt und gedehnt werden. Dies verringert effektiv die Anzahl von Bauteilen des Schwenkmechanismus 30, schafft eine konstruktive Vereinfachung und vereinfacht den Montagevorgang des Schwenkmechanismus 30, so dass die Herstellungskosten weiter verringert werden.
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Vorzugsweise ist die Achse der geneigten Öffnung 310 senkrecht zur ersten Endfläche des Verbindungselements 31, und die erste Endfläche des Verbindungselements 31 ist bezüglich seiner zweiten Endfläche geneigt. Vorzugsweise springt ein die Verbindungswelle 321 umschließender Flansch 324 von der Bodenfläche der Verbindungsplatte 320 vor. In dieser Ausführungsform ist der Flansch 324 ringförmig. Eine untere Endfläche des Flansches 324 befindet sich in Kontakt mit der ersten Endfläche des Verbindungselements 31. Auf diese Weise kann die erste Endfläche des Verbindungselements 31 eine Stütze für die Taumelscheibe 32 bereitstellen. Ein Ringspalt 325 ist zwischen dem Flansch 324 und der Verbindungswelle 321 definiert, um Schmierfett aufzunehmen, und kann für eine Schmierung zwischen der unteren Endfläche des Flansches 324 und der ersten Endfläche des Verbindungselements 31 sorgen.
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Vorzugsweise ist das Verbindungselement 31 in der geneigten Öffnung 310 mit wenigstens einer Nut 312 für Aufnahme von Schmierfett versehen. Die wenigstens eine Nut 312 ist an der Innenwand der geneigten Öffnung 310 entlang der axialen Richtung der geneigten Öffnung 310 angeordnet und steht mit der geneigten Öffnung in Verbindung. In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der mindestens einen Nut 312 zwei, und die beiden Nuten 312 sind gegenüberliegend angeordnet. Auf diese Weise wird zwischen der geneigten Öffnung 310 des Verbindungselements 31 und der Verbindungswelle 321 der Taumelplatte 32 für eine bessere Schmierwirkung gesorgt.
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Vorzugsweise definiert das Verbindungselement 31 auch eine Durchgangsöffnung 313, die sich von der ersten Endfläche des Verbindungselements 31 in Richtung auf die Wellenöffnung 311 erstreckt und zum Ableiten mit der Wellenöffnung 311 in Verbindung steht. In dieser Ausführungsform nimmt der Durchmesser der Durchgangsöffnung 313 von der ersten Endfläche des Verbindungselements 31 in Richtung auf die Wellenöffnung 311 allmählich ab. Vorzugsweise hat eine Seitenwand des Verbindungselements 31 in der Nähe der geneigten Öffnung 310 einen Gewichtsblock 314, der sich in einer zur Achse der Wellenöffnung 311 senkrechten Richtung nach außen erstreckt. Auf diese Weise kann der Gewichtsblock 314 eine Positionierungsfunktion beim Einbau des Verbindungselements 31 übernehmen und kann gleichzeitig das Gewicht einer an die geneigte Öffnung 310 angrenzenden Seite des Verbindungselements 31 erhöhen, wodurch das statische Gleichgewicht des Verbindungselements 31 verbessert wird.
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Es wird auf 11 und 12 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform besteht der Luftsack 40 aus einem elastischen Material und hat einen im Wesentlichen flachen Befestigungsbereich 41 und eine Mehrzahl von Kompressionsbereichen 42, die sich von einer Oberseite des Befestigungsbereichs 41 nach unten erstrecken.
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Der Befestigungsbereich 41 ist auf der Stützbasis 22 gestützt. Die Kompressionsbereiche 42 korrespondieren eins zu eins mit den Befestigungsöffnungen 323 der Arme 322 der Taumelscheibe 32. Die Oberseite des Befestigungsbereichs 41 ist mit einer Mehrzahl von Nuten 411 versehen. Jede Nut 411 ist zwischen zwei benachbarten Kompressionsbereichen 42 und angrenzend an eine Peripherie des Befestigungsbereichs 41 angeordnet. Ein Boden jeder Nut 411 definiert einen C-förmigen Schlitz 412 entlang einer Seitenwand der Nut 411 und bildet ein Einlassventil 410, das von dem C-förmigen Schlitz 412 umschlossen ist. Die Oberseite des Befestigungsbereichs 41 bildet eine Mehrzahl von unregelmäßigen ringförmigen Flanschen 413. Jeder ringförmige Flansch 413 umschließt einen Kompressionsbereich 42 und ein angrenzendes Einlassventil 410. Der ringförmige Flansch 413 liegt an der Trennplatte 50 an und dient zum Abdichten des benachbarten Kompressionsbereichs 42 und des Einlassventils 410.
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Jeder Kompressionsbereich 42 hat einen im Wesentlichen zylindrischen Luftkammerabschnitt 420, einen Kompressionsabschnitt 421, einen Verbindungsabschnitt 422 und einen Anschlagabschnitt 423, die hintereinandergeschaltet sind. Der Durchmesser des Luftkammerabschnitts 420, des Kompressionsabschnitts 421 und des Verbindungsabschnitts 422 wird allmählich kleiner, und der Durchmesser des Anschlagabschnitts 423 ist größer als der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 422. Der Luftkammerabschnitt 420 ist hohl und wird zur Bildung des Kompressionsraums 25 verwendet. Der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 422 ist kleiner als der Durchmesser der Befestigungsöffnung 323 des Arms 322 der Taumelplatte 32, so dass sich der Verbindungsabschnitt 422 durch die entsprechende Befestigungsöffnung 323 erstrecken kann. Der Durchmesser des Anschlagabschnitts 423 ist größer als der Durchmesser der Befestigungsöffnung 323 des Arms 322. Damit sich der Anschlagabschnitt 423 durch die entsprechende Befestigungsöffnung 323 hindurch erstrecken kann, verformt sich der Anschlagabschnitt 423. Anschließend erfolgt die elastische Rückstellung des Anschlagabschnitts 423 für den Eingriff mit einer Unterseite der Verbindungsplatte 320. Solchermaßen können die Arme 322 der Taumelplatte 32 die Kompressionsbereiche 42 während der vertikalen Bewegung zusammendrücken oder dehnen. In dieser Ausführungsform hat der Luftsack 40 drei Kompressionsbereiche 42, und die Kompressionsbereiche 42 sind in Umfangsrichtung des Befestigungsbereichs 41 rund um dessen Mitte gleichmäßig verteilt. Also beträgt die Anzahl der Arme 322, die Anzahl der Einlassventile 410 und die Anzahl der ringförmigen Flansche 413 jeweils drei. In anderen Ausführungsformen kann die Anzahl der Kompressionsbereiche 42, der Arme 322, der Einlassventile 410 und der ringförmigen Flansche 413 den tatsächlichen Erfordernissen angepasst werden.
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Es wird auf 13 bis 15 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform ist die Stützbasis 22 im Wesentlichen zylindrisch und hat einen Stützbereich 222, der durch eine Erstreckung von der Seitenwand der Stützbasis 22 vertikal nach innen gebildet ist. Ein Aufnahmeraum 223 für die Aufnahme des Befestigungsbereichs 41 des Luftsacks 40 ist zwischen dem Stützbereich 222 und dem oberen Ende der Seitenwand der Stützbasis 22 gebildet. Rund um die Mitte des Stützbereichs 222 sind drei Befestigungsöffnungen 224 korrespondierend zu den drei Kompressionsbereichen 42 vorgesehen, um die Luftkammerabschnitte 420 der drei Befestigungsbereiche 42 aufzunehmen. Bei der Montage werden die drei Kompressionsbereiche 42 des Luftsacks 40 jeweils in die drei Befestigungsöffnungen 224 des Stützbereichs 222 eingesetzt, und der Befestigungsbereich 41 des Luftsacks 40 wird auf dem Stützbereich 222 gestützt, so dass der Luftsack 40 durch die Stützbasis 22 gestützt wird. Der Stützbereich 222 ist mit einer Mehrzahl von Einlasskanälen 225 versehen. Jeder Einlasskanal 225 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der radialen Richtung des Stützbereichs 222. Die Einlassventile 410 an dem Luftsack 40 sind jeweils korrespondierend zu den Einlasskanälen 225 angeordnet, um die Einlasskanäle 225 wahlweise zu öffnen oder zu schließen. Zwischen zwei benachbarten Befestigungsöffnungen 224 ist jeweils ein Einlasskanal 225 vorgesehen, wobei die Anzahl der Einlasskanäle 225 gleich der Anzahl der Kompressionsräume 25 ist. In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der Einlasskanäle 225 ebenfalls drei.
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Insbesondere hat jeder Einlasskanal 225 in dieser Ausführungsform einen ersten Einlassbereich 226 und einen zweiten Einlassbereich 227, die miteinander in Verbindung stehen. Der Stützbereich 222 hat eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite, und der erste Lufteinlassbereich 226 befindet sich auf der ersten Seite (die Unterseite in der vorliegenden Ausführungsform) des Stützbereichs 222 und nahe an der Mitte des Stützbereichs 222, und der zweite Einlassbereich 227 befindet sich auf der zweiten Seite (die Oberseite in der vorliegenden Ausführungsform) des Stützbereichs 222 und im Vergleich zu dem ersten Einlassbereich 226 entfernt von der Mitte des Stützbereichs. Sowohl der erste Einlassbereich 226 als auch der zweite Einlassbereich 227 erstrecken sich in einer radialen Richtung weg von der Mitte des Stützbereichs 222. Eine Verbindungsöffnung 2251 ist in dem Grenzbereich zwischen dem ersten Einlassbereich 226 und dem zweiten Einlassbereich 227 vorgesehen, um eine Verbindung des ersten Einlassbereichs 226 mit dem zweiten Einlassbereich 227 herzustellen. Somit kann die Luft in dem Einlassraum 24 aus dem zweiten Einlassraum 227 abgeleitet werden, nachdem die Luft in den ersten Einlassbereich 226 eingeströmt und durch die Verbindungsöffnung 2251 hindurchgeströmt ist. Der erste Einlassbereich 226 und der zweite Einlassbereich 227 sind in der radialen Richtung des Stützbereichs 222 versetzt und überlappen einander teilweise in der axialen Richtung. Diese Ausführung kann Geräusche verringern, wenn der der Luftstrom hindurchzieht. Dadurch dass der Einlasskanal 225 direkt in der Stützbasis 22 definiert ist, können zusätzliche Komponenten für die Anordnung des Einlasskanals wie beim Stand der Technik entfallen. Auf diese Weise wird der Luftströmungsweg vereinfacht, der Luftwiderstand verringert und die Pumpleistung verbessert. Auch werden die Herstellungskosten gesenkt, und der Herstellungsprozess wird vereinfacht.
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Der Befestigungsbereich 41 des Luftsacks 40 ist an der Oberseite des Stützbereichs 222 angebracht. Die Einlassventile 410 an dem Befestigungsbereich 41 des Luftsacks 40 bedecken jeweils von der Mitte des Stützbereichs 222 entfernte Enden der zweiten Einlassbereiche 227. Abschnitte des an die Einlassventile 410 angrenzenden Befestigungsbereichs 41 bilden mit dem Rest der zweiten Einlassbereiche 227 eine Abdichtung, so dass die Luft in den Einlasskanälen 225 nur über die Einlassventile 410 abgeleitet werden kann. Die über die Einlassventile 410 aus den Einlasskanälen 225 abgeleitete Luft durchströmt die Trennplatte 50 und strömt in die durch die Trennplatte 50 und den Luftsack 40 definierten Kompressionsräume 25 ein.
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Es wird nunmehr auf 16 und 17 Bezug genommen. Insbesondere ist die Trennplatte 50 im Wesentlichen scheibenförmig und hat eine erste Seite 51 (die Unterseite in dieser Ausführungsform) und eine gegenüberliegende zweite Seite 52 (die Oberseite in dieser Ausführungsform). Die erste Seite der Trennplatte 50 ist mit einer Mehrzahl von Verbindungskanälen 53 versehen, um die Einlasskanäle 225 mit den Kompressionsräumen 25 in Verbindung zu setzen. Jeder Verbindungskanal 53 korrespondiert mit einem Einlassventil 40 und der Kompressionskammer 25 eines Kompressionsbereichs 42 in einem ringförmigen Flansch 413, wobei ein Ende des Verbindungskanals 53 über dem Einlassventil 410 und das andere Ende des Verbindungskanals 53 über dem Kompressionsraum 25 liegt. Wenn das Einlassventil 410 geöffnet wird, strömt die Luft in dem entsprechenden Einlasskanal 225 in ein Ende des Verbindungskanals 53 ein und strömt durch das andere Ende des Verbindungskanals 53 in den Kompressionsraum 25 ein. Vorzugsweise umfasst der Verbindungskanal 53 einen bogenförmigen Kanal 530 und einen streifenförmigen Kanal 531, die miteinander in Verbindung stehen. Der bogenförmige Kanal 530 liegt über dem Einlassventil 410. Ein von dem bogenförmigen Kanal 530 entferntes Ende des streifenförmigen Kanals 531 liegt über dem entsprechenden Kompressionsraum 25. In dieser Ausführungsform ist die Anzahl von Kommunikationskanälen 53 gleich der Anzahl der Einlasskanäle 225, d.h. die Anzahl der Kommunikationskanäle 53 beträgt in dieser Ausführungsform ebenfalls drei.
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Die Trennplatte 50 ist korrespondierend zu den Kompressionsräumen 25 mit einer Mehrzahl von Auslassöffnungen 54 versehen, um die Kompressionsräume 25 mit der Auslassraum 26 zwischen der Trennplatte 50 und der Abdeckplatte 21 in Verbindung zu setzen. Insbesondere ist die zweite Seite 52 der Trennplatte 50 korrespondierend zu den Kompressionsräumen 25 mit einer Mehrzahl von vertieften Dichtungsbereichen 55 versehen, und die Auslassöffnungen 54 durchgreifen die erste Seite 51 und die Dichtungsbereiche 55 der Trennplatte 50. Wie in 4 und 17 dargestellt ist, ist jeder Dichtungsbereich 55 mit einem Auslassventil 56 zum wahlweisen Öffnen oder Schließen der Auslassöffnung 54 versehen (wobei in 17 nur ein Auslassventil 56 gezeigt ist). In dieser Ausführungsform ist die Mitte jedes Dichtungsbereichs 55 mit einer Durchgangsöffnung 57 zum Montieren des Befestigungsbereichs 561 des Auslassventils 56 versehen, und jeder Dichtungsbereich 55 ist auf gegenüberliegenden Seiten der Durchgangsöffnung 57 mit zwei der Auslassöffnungen 54 versehen. Der Querschnittsbereich jedes Dichtungsbereichs 55 vergrößert sich allmählich von unten nach oben. In dieser Ausführungsform ist jeder Dichtungsbereich 55 konisch, und ein Ventilkörper 562 jedes Auslassventils 56 ist konisch. Im Unterschied zu den planaren Dichtungsbereichen 55, wie diese im Stand der Technik üblich sind, vergrößert sich der Querschnittsbereich jedes Dichtungsbereichs 55 in dieser Ausführungsform schrittweise von unten nach oben, wodurch die Dichtungsbereiche deutlich vergrößert werden, ein Luftverlust verringert wird und ein höherer Luftdruck beibehalten wird. Wenn ein Auslassventil 56 geöffnet wird, strömt die Luft in dem entsprechenden Kompressionsraum 25 durch die entsprechenden Auslassöffnungen 54 in den Auslassraum 26 ein. Wie 4 und 18 zeigen, ist in der Mitte der Abdeckplatte 21 eine Auslassöffnung 211 definiert, um eine Verbindung des Auslassraums 26 mit der Außenseite herzustellen, das heißt, die in die Auslasskammer 26 einströmende Luft kann durch die Auslassöffnung 211 direkt nach außen abgeleitet werden.
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Der Ablauf der Luftströmung bei der Membranpumpe dieser Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 und 18 beschrieben.
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Außenluft strömt durch den Lufteinlass 233 und die zentrale Öffnung 232 des Verbindungssitzes 23 in den Einlassraum 24 ein. Beim Ansaugen wird zumindest ein Kompressionsbereich 42 des Luftsacks 40 während der Abwärtsbewegung des entsprechenden Arms 322 der Taumelscheibe 32 ohne Verformung gedehnt oder in den ursprünglichen Entlastungszustand gezogen. Das entsprechende Einlassventil 410 wird aufgrund der Druckdifferenz geöffnet, und die Auslassventile 56 werden geschlossen. Wie anhand des Pfeils in 18 gezeigt ist, kann die Luft in dem Einlassraum 24 der Reihe nach durch den entsprechenden Einlasskanal 225 an der Stützbasis 22, das Einlassventil 410 an dem Luftsack 40 und den Verbindungskanal 53 an der Trennplatte 50 in die entsprechende Kompressionskammer 25 des Luftsacks 40 einströmen. Beim Ausstoßen wird zumindest ein Kompressionsbereich 42 des Luftsacks 40 im Zuge der Aufwärtsbewegung des entsprechenden Arms 322 der Taumelscheibe 32 komprimiert, das entsprechende Einlassventil 410 wird geschlossen und das entsprechende Auslassventil 56 aufgrund der Druckdifferenz geöffnet. Die Luft in dem Kompressionsraum 25 strömt durch die entsprechenden Auslassöffnungen 54 an der Trennplatte 50 in den Auslassraum 26 und wird durch die Auslassöffnung 211 an der Abdeckplatte 21 nach außen abgeleitet.
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Wie in 19 gezeigt ist, wird durch vorliegende Erfindung auch eine Kaffeemaschine angegeben. Die Kaffeemaschine hat einen Kaffeemaschinenkörper 1 und die Membranpumpe 2 der vorstehenden Ausführungsform. Die Membranpumpe 2 ist in dem Kaffeemaschinenkörper 1 installiert. Der Kaffeemaschinenkörper 1 kann eine übliche Bauform aufweisen, so dass dessen nähere Beschreibung an dieser Stelle entfällt.
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Die technischen Lösungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden vorangehend deutlich und vollständig beschrieben, wobei die beschriebenen Ausführungsform lediglich einen Teil der möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Zur Anpassung an die praktischen Gegebenheiten kann der Fachmann technische Merkmale in den verschiedenen Ausführungsformen in verschiedener Weise kombinieren. Sofern der Fachmann auf der Grundlage der beschriebenen Ausführungsformen ohne erfinderisches Zutun zu weiteren Ausführungsformen gelangen sollte, fallen diese ebenfalls in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
