DE2104783A1

DE2104783A1 - Membranpumpverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE2104783A1
Application number: DE19712104783
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. F04d 29-12 ist
Original assignee: Wagner, Josef, 7991 Friedrichshafen-Fischbach·
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-02-02
Publication date: 1972-06-22
Also published as: CS197203B2; DD94131B3; NL7116635A; CH537525A; BR7108053D0; AU3710871A; HU168710B; PL77003B1; FR2119364A5; SE372797B; JPS5115601B1; ES398006A1; DE2104783B2; CA985094A; US3680981A; DE2104783C3; BE776223A; AR192599A1; IT943177B; GB1371243A

Description

Membranpunipverfahren und -vorrichtung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum indirekten Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere Farbflüssigkeiten, wie sie mit Farbspritzpistolen auf Gegenstände verteilt werden, bei dem eine in einer ersten Kammer befindliche Pumpflüssigkeit, ζ. B. Farbflüssigkeit, mit Hilfe einer durch einen Pumpkolben abwechselnd unter Druck gesetzten und entlasteten Antriebsflüssigkeit, die sich in einer zweiten Kammer von der Pumpflüssigkeit durch eine bewegbare Membran getrennt befindet, gefördert und gesteuert oder geregelt aus der ersten Kammer entnommen wird, und bei Drosselung der Entnahme von Pumpflüssigkeit der Druck in der ersten Kammer auf einen Grenzwert gesteigert wird.

Ein solches Membranpumpverfahren für Farbflüssigkeiten ist bekannt (DAS 1 288 433 bzw. US-Patentschrift 3 254 845). Bei diesem Verfahren wird bei Drosselung der Entnahme von Pump-

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flüssigkeit der Druck in der ersten Kammer bis auf einen Grenzwert gesteigert, beim dem die Membran trotz weiterhin wechselnder Druckverhältnisse der Antriebsflüssigkeit in Ruhe verharrt und wenigstens ein Teil der Antriebsflüssigkeit in der zweiten Kammer jeweils bei deren Entlastung verdampft und bei deren Unterdrucksetzung wieder kondensiert,, Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Kavitationseffekt bei der Antriebsflüssigkeit ausgenützt» Die im Bereich der Antriebsflüssigkeit angeordneten Vorrichtungs™ und Pumpenteile haben eine mittlere zulässige Temperatur sowohl in dem Betriebszustand, in dem die Pumpvorrichtung Pumpflüssigkeit fördert, als auch in dem sogenannten Bereitschaftszustand, bei dem die Pumpvorrichtung keine Pumpflüssigkeit, z_oB. Farbflüssigkeit, fördert,, Diese weitgehende Aufrechterhaltung einer mittleren Betriebstemperatur unabhängig von dem jeweiligen Betriebszustand (teilweise oder völlige Drosselung der Entnahme) ist eine Folge des Kavitationseffekts, weshalb auch von Kavitationskühlung gesprochen wird. Während des Kavitationsbetriebs wird die Antriebsflüssigkeit oder zumindest ein Teil zyklisch schlagartig verdampft und der so erzeugte Dampf anschließend kondensiert,. Die durch den Kavitationsbetrieb in raschem Wechsel folgende Verdampfung und Kondensation ergibt eine Kavitationskühlung der Antriebsflüssigkeit und damit der Pumpenteile, die mit der Antriebsflüssigkeit in unmittelbarer Berührung stehen. Durch den Kavitationseffekt ist eine Verringerung der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors der Pinchvorrichtung während des Bereitschaftsbetriebs erzielt. Es hat sich nun aber gezeigt, daß der Kavitationseffekt eine schnelle Materialabtragung an den Pumpenwänden und einen schnellen undoft nicht kontrollierbaren Verschleiß mit sich mitbringen kann_o Außerdem ist der Lauf der Vorrichtung während des Bereitschaftszustands unruhig»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abwandlung des eingangs genannten Verfahrens und der zu deren Durchführung bekannten Membranpumpvorrichtung anzugeben, bei welcher die

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schädlichen Folgen der Kavitation, wie Kavitationsanfressungen und dgl., vermieden sind. Daruberhinaus soll auch ein ruhigerer Lauf der Pumpvorrichtung während des Bereitschaftszustandes erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren auf einen Kavitationsbetrieb im Sinne der eingangs erwähnten deutschen Auslegeschrift bzw. US-Patentschrift vollständig und gezielt verzichtet und zwar gemäß der Erfindung dadurch, daß als Antriebsflüssigkeit eine Luft enthaltende Druckflüssigkeit für hydraulische Vorrichtungen (Hydraulikflüssigkeit) verwendet wird und daß wenigstens ein Teil der l Luft der Antriebsflüssigkeit bei deren Druckentlastung auf einen zur Vermeidung einer Ausdampfung oberhalb ihres Siededrucks liegenden Druck freigesetzt und bei deren Unterdrucksetzung wieder in die Druckflüssigkeit eingebracht wird. Die Druckentlastung der Antriebsflüssigkeit erfolgt zweckmäßigerweise nur auf eine wenigstens um den Faktor 10, vorzugsweise um den Faktor 100 oberhalb ihres Siededrucks liegenden Druck. Vorzugsweise wird eine Druckflüssigkeit verwendet, die bei Atmosphärendruck wenigstens 4 Volumen-% nach Möglichkeit sogar wenigstens 8 Volumen-% Luft enthält. Als Antriebsflüssigkeit hat sich ein lufthaltiges Schmieröl bewährt, weil es gleichzeitig für ausreichende Schmierung des Pumpkolbens sorgt. Jj

Durch die Erfindung sind typische Kavitationserscheinungen, wie sie beim plötzlichen Kondensieren von Dampfblasen oder kleinen Dampfvolumen auftreten, vermieden, da die beim Saughub des Pumpkolbens aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzte Luft während dessen Druckhub ganz oder teilweise wieder in diese ohne Aggregatszustandsanderung der Antriebsflüssigkeit hineingepreßt wird. Das Auftreten "von Kavitationserscheinungen aufgrund Verdampfens und Kondensierens der Antriebsflüssigkeit ist umso besser vermieden, je größer der Abstand des bei d':r Druckentlastung der Antriebsflüssigkeit auftreten-

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den Drucks vom Siededruck der Antriebsflüssigkeit ist und eine je größere Luftmenge diese gelöst aufweist» Durch den Verzicht auf Kavitationskühlung stellt sich naturgemäß eine höhere mittlere Betriebstemperatur ein, die jedoch durch gute Wärmeableitung und eine bewußt eingeplante aber niedrig gehaltene Restzirkulation des Hydraulikmittels in zulässigen Grenzen gehalten wird. Durch die Erfindung ist schließlich auch die Lebensdauer der Hydraulikflüssigkeit erhöht.

Das nach dem ersten Druckhub der Kolbenpumpe nach Pumpflüssigkeitsdrosselung sich einstellende Restvolumen und der Kolbenhub (Länge sowie Volumen) müssen derart aufeinander abgestimmt sein, daß der beim Saughub entstehende Unterdruck oberhalb des Siededrucks der Antriebsflüssigkeit liegt und das Rückhubvolumen mit aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzter Luft erfüllt wird. Hierdurch ist bereits verläßlich das Eintreten einer Verdampfung vermieden. Um jedoch auch bei plötzlicher Drosselung auf Null der Pumpflüssigkeitentnahme sicherzustellen, daß das Restvolumen an Druckflüssigkeit groß genug ist, um soveL Luft zu enthalten, wie notwendig ist, um das ganze Saugvolumen des Kolbens mit freigesetzter Luft zu erfüllen, ist die erste Kammer von vornherein so bemessen, daß bei allen Betriebszuständen ein etwa gleichbleibender, gaserfüllter Totraum aufrechterhalten wird durch den bei ganz gedrosselter Entnahme die Bev/egung wenigstens eines Teils der Membran nicht unterbunden ist.

Die Membranpumpvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, insbesondere für die Beschichtung einer Farbspritzpistole, hat mit der bekannten Membranvorrichtung lediglich gemein, daß sie eine erste Kammer für Pumpflüssig— keit, der diese über ein Einlaßventil zuführbar und über ein Rückschlag- und ein Steuerventil entnehmbar ist, und eine zwei— te, von der ersten durch eine bewegliche Membran getrennte Kammer für Antriebsflüssigkeit sowie eine die Antriebsflüssig-

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keit abwechselnd unter Druck setzende und entspannende Kolbenpumpe und einen Vorratsbehälter für Antriebsflüssigkeit, der an die zweite Kammer über eine Überlaufleitung mit Druckbegrenzungsventil und über eine Nachfülleitung mit Nachfüllventil zur Leckverlustergänzung, zum Ablaß von Antriebsflüssigkeit in den Vorratsbehälter bei Pumpflüssigkeitsdrosselung und zur Antriebsflüssigkeitsergänzung bei erneuter Entnahme angeschlossen ist, aufweist. Die Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich demgegenüber dadurch, daß in der zweiten Kammer und im Vorratsbehälter eine Luft enthaltende Druckflüssigkeit * für hydraulische Vorrichtungen als Antriebsflüssigkeit vorge— sehen ist und daß das nach dem ersten Druckhub der Kolbenpumpe nach Pumpflüssigkeitsdrosselung sich einstellende Restvolumen und der Kolbenhub derart aufeinander abgestimmt sind, daß der beim Saughub entstehende Unterdruck oberhalb des Siededrucks der Antriebsflüssigkeit liegt und das Rückhubvolumen mit aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzter Luft erfüllt wird, Der Pumpkolben darf nicht mit zu hoher Geschwindigkeit im Saughub zurückgezogen werden, da dann die Luft unter Umständen nicht genug Zeit findet, ausreichend schnell aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzt zu werden« Erfolgt der Saughub jedoch nicht zu rasch, stellen sich bei jedem Hub Gleichgewichtszustände ein und es kommt lediglich zu den Luftausscheidungen, weil der { Druck nur auf einen oberhalb des Siededrucks der Antriebsflüssigkeit liegenden Druck gesenkt wird. Die Luftausscheidungen lassen sich durch das Henrysche Gesetz beschreiben. Erst wenn der Pumpkolben mit zu hoher Geschwindigkeit zurückgezogen wird, d.h. schneller als die Luft aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzt werden kann, kann sich der gebildete Hohlraum mit Druckflüssigkeitsdampf erfüllen, was beim nächsten Druckhub dann zu den bekannten Kavitationsabtragungen vom Kolben und den Zylinderwänden führt. Aus diesem Grunde ist die maximale Pumpkolbengeschwindigkeit so zu wählen, daß das Henrysche Gesetz für die Luftfreisetzung anwendbar bleibt. Die maximale

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Pumpkolkengeschwindigkeit soll daher zweckmäßigerweise kleiner als 1,5 m/sec vorzugsweise kleiner 1,00 m/sec und am besten kleiner 0,5 m/sec sein.

Um mit erhöhter Sicherheit zu vermeiden, daß der Totraum in der ersten Kammer beim zweiten Saughub nach einem Drosseln der Entnahme an Pumpfiüssigkeit auf Null mit Pumpflüssigkeit wieder vollkommen gefüllt wird, ist bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit federbelastetem Einlaßventil vorgesehen, daß Federcharakteristik, Vorspannung und gegebenenfalls Massenträgheit der beweglichen Teile des Einlaßventils sowie Formgebung der ersten Kammer mit Bezug auf die der Membran derart gewählt sind, daß das Einlaßventil im Bereitschaftszustand durch den Unterdruck in einem Totraum der ersten Kammer nicht geöffnet werden kann. Dadurch ist sichergestellt, daß auch im Bereitschaftszustand die Membran zwischen ihren Anschlägen hin- und herschwingt, damit dadurch nie ein volles Kolbenhubvolumen an Antriebsflüssigkeit zum Vorratsbehälter abgedrosselt zu werden braucht. Der Kolben braucht so nur kleine Luftmengen freizusetzen, nachdem sich die Membran jeweils in ihre Endlage zurückbewegt hat. Dadurch ist die Gefahr, daß doch einmal eine Verdampfung am Ende des Saughubs auftritt ausgeschaltet.

Die Membran ist zweckmäßig mittels einer Feder in ihre rückwärtige, dem Pumpkolben nächste Lage (Endlage) vorgespannt. Die Federspannung ist derart gewählt, daß bei Beendigung eines Druckhubs die Membran durch die Feder (und nicht

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durch den Saughuty sondern durch diesen nur unterstützt; nach hinten in ihre Endlage gezogen wird, bis sie ihren Anschlag erreicht hat, wobei sie sich beispielsweise an die Kammerwand anlegt,, Nur im letzten Teil des Rückhubs wird dann Luft aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzt; das Restvolumen beträgt dann beispielsweise nur ca. 5 %·

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten sind anhand eines Ausführungsbeispiels an einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Membranpumpvorrichtung mit angeschlossener Farbspritzpistole, und zwar am Ende des Saughubs,

Fig. 2 die Ansicht nach Fig. 1 am Ende eines Druckhubs,

Fig_o 3 die Ansicht nach Fig. 1 und 2 beim Druckhub nach völliger Drosselung der Entnahme von PumpflUssigkeit, ^

Fig. 4 die Ansicht nach Fig. 1 bis 3, die Stellung der Teile und den Zustand der Antriebsflüssigkeit am Ende eines Saughubs nach einem Druckhub nach der Drosselung gemäß Fig„ 3 und

Fig. 5 eine Konstruktionsschnittzeichnung der Membranpumpvorrichtung nach der Erfindung»

Die Membranpumpvorrichtung 1 weist eine erste Kammer 2 für Pumpflüssigkeit auf, die aus einem Pumpflüssigkeitsvorratsbehälter 3 durch ein Ansaugrohr 4 über ein mittels einer Feder belastetes Einlaßventil 5 zuführbar ist. Die druckerhöhte J

Pumpflüssigkeit gelangt über ein Rückschlagventil 6 durch einen Verbindungsschlauch 7 zu einer Farbspritzpistole 8, die ein Steuerventil 9 aufweist, mit welchem die Pumpflüssigkeitsentnahme gedrosselt, insbesondere völlig unterbunden werden kann_e Von der ersten Kammer 2 ist mit Hilfe einer axial beweglichen, im Randbereich flexiblen und in der Mitte als Scheibe ausgebildeten Membran 10 e.ine zweite Kammer 11 für Antriebsflüssigkeit getrennt, die abwechselnd unter Druck gesetzt und entspannt wird mittels einer Kolbenpumpe 12. Der in einer an die zweite Kammer angeschlossenen Zylinderkammer 13 axial be-

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wegliche Pumpkolben 14 wird, mittels einer Taumelscheibe 15, gegen welche er mit einer Feder 26 vorgespannt ist und welche ihrerseits von einem Antriebsmotor 16 oder einer Zapfwelle bzw. eines beliebigen Antriebes gedreht wird, angetrieben. Die Taumelscheibe 15 läuft in einem Antriebsflüssigkeitsvorratsbehälter 17 um, der an die zweite Kammer 11 über eine Überlaufleitung 18 mit einem einstellbaren Druckbegrenzungsventil 19 und über eine Nachfüll-Leitung 20 mit einem vom Kolben 14 übersteuerten Nachfüllschlitz 21 als Nachfüllventil zur Leckverlustergänzung und zur Antriebsflüssigkeitsergänzung nach erneuter Pumpflüssigkeitsentnahme angeschlossen ist. Der Pumpkolben 14 wird mit kurzem Hub mittels der Taumelscheibe 15 angetrieben und fördert die Antriebsflüssigkeit in wechselnder Richtung hin und her„ Dabei wird die Membran 10 hin- und herbewegt. Der Spaltverlust an Druckflüssigkeit wird bei jedem Hub durch den vom Kolben 14 freigegebenen Schlitz 21 aus dem Antriebsflüssigkeitsvorratsbehälter 17 ersetzt. Das Druckbegrenzungsventil 19 ist ein federbelastetes Nadelventil. Bei teilweise gedrosselter Pumpflüssigkeitsentnahme ist nur eine geringere Membranbewegung erforderlich, als bei ungedrosselter Entnahmeο Im Moment des Drosseins befindet sich in der zweiten Kammer und dem Kolbenzylinder noch soviel Antriebsflüssigkeit, wie für volle Förderleistung durch die Membran erforderlich ist» Der erste Druckhub des Pumpkolbens 14 nach Drosselung führt daher zu einer Aufteilung der Antriebsflüssigkeit in zwei Anteile. Der eine Anteil dient zur nunmehr reduzierten Pumpbewegung der Membran 5 während der andere Anteil über die Rücklaufleitung 18 und das Druckbegrenzungsventil 19 zurück in. den Antriebsflüssigkeitsvorratsbehälter 17 geführt wird. Trotz des auf diese Weise reduzierten Volumens an Antriebsflüssigkeit in der zweiten Kammer und dem Pumpzylinder führt der Pumpkolben 14 den vollen axialen Saughub aus. Der Nachfüllschlitz 21 des Nachfüllventils befindet sich nahe dem unteren Totpunkt des Pumpkolbens 14. Beim Saughub, bei dem zunächst kein Unterdruck entsteht, weil, siehe Fig. 5, die Membran nach

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rechts durch eine Feder 28 gezogen wird, kann nunmehr die in der Antriebsflüssigkeit enthaltene Luft durch den,kurz vor Ende des Rückhubs, wenn sich die Membran rechts an die Kammerwand angelegt hat, zwangsläufig entstehenden Unterdruck freigesetzt werden» In der zweiten Kammer entsteht also ein Luft-Antriebsflüssigkeitsgemischo Das sich beim Saughub des Pumpkolbens 14 einstellende Restvolumen und der Kolbenhub sind derart aufeinander gestimmt, daß der entstehende Unterdruck oberhalb des Siededrucks der Antriebsflüssigkeit liegt. Andererseits ist der entstehende unterdruck ausreichend, um die erforderliche Luftmenge aus der Antriebsflüssigkeit freizusetzen und sind der Kolbenhub und der Luftgehalt der Antriebsflüssigkeit so gewählt, daß das Rückhubvolumen des Pumpkolbens mit aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzter Luft voll erfüllt wird. Sofern bei den weiteren Arbeitshüben des Pumpkolbens 14 Leckverlust auftritt, so daß der sich in der Kammer 11 am Ende eines Saughubs des Pumpkolbens einstellende Druck niedriger als der Druck im Antriebsflüssigkeitsvorratsbehälter 17 liegt, kann durch die Nachfüll-Leitung 20 während der kurzzeitigen Öffnung des Schlitzes 21 durch den Pumpkolben Antriebsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 17 in die Kammer 11 nachfließen. An sich kann nur wenig Antriebsflüssigkeit nachströmen„ Ein ggf. nachströmender Überschuß gegenüber dem Leckverlust wird beim nächstfolgenden Druckhub des Pumpkolbens über das Druckbegrenzungsventil 19 wieder in den Vorratsbehälter 17 abgelassen.

Wird das Drosselventil 9 der Spritzpistole 8 wieder voll geöffnet, so daß die volle Pumpleistung wieder zur Verfügung stehen muß, öffnet das Rückschlagventil 6 und ermöglicht einen vergrößerten Förderausschlag der Membran 10. Dadurch kann bei den nächsten Hüben des Pumpkolbens während der Öffnung des Schlitzes 21 wieder Druckffiissigkeit aus dem Vorratsbehälter in die Kammer 11 einströmen, so daß das bei der vorhergehenden Drosselung über das Druckbegrenzungsventil 19 in den Vorratsbehälter 17 abgeführte Antriebsflüssigkeitsteilvolumen wieder

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ersetzt wird. Das Druckbegrenzungsventil 19 kann erst wieder ansprechen, wenn ein Überschuß an Antriebsflüssigkeit über die Nachfüll-Leitung 20 nachgeströmt ist« Bei jedem Arbeitshub wird die Freisetzung der in der Antriebsflüssigkeit enthaltenen Luft kleiner, bis die volle Förderleistung wieder erreicht ist_o

Wird das Drosselventil 9 der Farbspritzpistole 8 vollständig geschlossen, führt die Membran 10 beim nächsten Saughub des Pumpkolbens 14 noch eine vollständige Rückbewegung aus, wobei sich das Einlaßventil 5 öffnet. Die Kammer 2 wird dabei bis zum maximalen Füllgrad erfüllt, der absichtlich kleiner als 100 % ist. Diese teilweise Füllung ist durch einen absichtlich vorgesehenen Totraum 23 erzielt. Der Totraum 23 kann in bekannter Weise, beispielsweise durch entsprechende Formgebung der Kammerwände verwirklicht sein. Der auf das vollständige Schließen des Drosselventils 9 folgende Druckhub des Pumpkolbens 14 fördert gegen die Membran 10 ein volles Hubvolumen«, Die Membran 10 komprimiert dabei die in der Kammer 2 befindliche Pumpflüssigkeitsmenge soweit es deren Totraum zuläßt. Übersteigt der Pumpflüssigkeitsdruck in der Kammer 2 den am Druckbegrenzungsventil 19 eingestellten Überlaufdruck, so wird die weiterhin geförderte Antriebsflüssigkeit über die Rücklaufleitung 18 und das Druckbegrenzungsventil 19 in den Vorratsbehälter 17 abgelassen. Der folgende Saughub des Pumpkolbens 14 führt zunächst, unterstützt durch die Feder 28, zu einem Anlegen der Membran an einer vor der Wand der Kammer 11 angeordneten Abstützscheibe 22, sh. Fig_e 2, und ferner zu einer so weitgehenden Drucksenkung, daß ein Teil der in der Antriebsflüssigkeit enthaltenen Luft freigesetzt wird. Sofern der Druck am Ende des Saughubs soweit in der Kammer 11 abgesunken ist, daß er unter dem des Vorratsbehälters 17 liegt, kann über die Nachfüll-Leitung 20 Antriebsflüssigkeit nachgefüllt werden. Beim anschließenden Druckhub wird die zuvor freigesetzte Luft wieder ganz oder zum Teil in der Antriebsflüssigkeit gelöst und wird die Membran aufgrund des vorgesehenen Totraums soweit in Pumprichtung bewegt, bis der am Druckbe-

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grenzungsventil 19 eingestellte Druck erreicht ist. Beim nächsten Saughub wird die Membran 10 unterstützt durch die Druckfeder 28 wieder zur Anlage an der Abstützscheibe 22 gebracht. Dabei entsteht ein geringer Unterdruck in der Kammer 2, der jedoch so klein ist, daß das Einlaßventil 5 nicht öffnet« Leckverluste während der folgenden Hübe des Pumpkolbens 14 werden in zuvor beschriebener Weise über die Nachfüll-Leitung 20 und den Schlitz 21 aus dem Vorratsbehälter 17 ausgeglichen.

Aus vorgehender Beschreibung ergibt sich, daß im Gegensatz zur bekannten Membranpumpvorrichtung nicht nur auf einen Kavitationsbetrieb im Sinne der erwähnten Druckschriften in der f zweiten Kammer 11 verzichtet ist, sondern daß auch die Membran 10 während des Bereitschaftsbetriebs, bei dem das Drosselventil 9 der Farbspritzpistole 8 völlig geschlossen ist, nicht in Ruhe verharrt, weil die Kammer 2 nicht vollständig mit Pumpflüssigkeit erfüllt wurde und die Membran 10 nicht fest gegen die Wand der Kammer 11 oder eine an ihr vorgesehene Abstützung angelegt ist. Aufgrund des sich einstellenden ausreichend großen Restvolumens an Antriebsflüssigkeit in der zweiten Kammer 11 und der in ihr gelösten Luft ist sichergestellt, daß kein so großer Unterdruck beim Saughub des Pumpkolbens 14 in der zweiten Kammer 11 entstehen kann, bei dem der Siedebereich der Antriebsflüssigkeit erreicht tf.rd. Es ist j so gewährleistet, daß weder beim Saughub durch Verdampfen noch beim Druckhub durch Kondensieren Aggregatszustandsänderungen der Antriebsflüssigkeit selbst erfolgen.

Die Antriebsdrehzahl der Taumelscheibe 15 und deren Neigung gegenüber der Bewegungsachse des Pumpkolbens 14 sind derart gewählt, daß die Geschwindigkeit der vorderen Kolbenfläche nicht so hoch ist, daß das Freisetzen der in der Antriebsflüssigkeit enthaltenen Luft nicht sichergestellt ist.

Der Kolben 14 ist, sh„ Fig. 5, durch die sich auf seiner Stirnfläche und auf. einem am Stirnende einer Zylinderbuchse

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vorgesehenen Sprengring 25 sich abstützenden Druckfeder 26 gegen die Taumelscheibe 15 vorgespannt. Ferner weist die Membran einen in den Zylinderraum der Kolbenpumpe durch die Stützplatte 22 verlängerten Stift 27 auf, auf dem eine Druckfeder 28 vorgesehen ist, welche sich einerseits auf einer auf das Stiftende aufgeschraubten Mutter 29 und andererseits auf der Rückseite der Stützplatte 22 und dadurch die Membran 10 auf die Abstützplatte 22 und damit in ihre Endlage hin vorspannto Die Wirkung der Feder 28 wird durch die Saugwirkung des Pumpkolbens 14 unterstützt„

Ansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.j Membranpumpverfahren, bei dem eine in einer ersten Kammer befindliche Pumpflüssigkeit mit Hilfe einer durch einen Pumpkolben abwechselnd unter Druck gesetzten und entlasteten Antriebsflüssigkeit, die sich in einer zweiten Kammer von der Pumpflüssigkeit durch eine bewegbare Membran getrennt befindet, gefördert und gesteuert oder geregelt aus der ersten Kammer entnommen wird, und bei Drosselung der Entnahme von Pumpflüssigkeit der Druck in der ersten Kammer auf einen Grenzwert gesteigert wird, dadurch gekennzeichnet , daß als Antriebsflüssigkeit eine Luft enthaltende Druckflüssigkeit für hydraulische Vorrichtungen verwendet wird und daß wenigstens ein Teil der Luft der Antriebsflüssigkeit bei deren Druckentlastung auf einen zur Vermeidung einer Ausdampfung oberhalb ihres Siededrucks liegenden Druck freigesetzt und bei deren Unterdrucksetzung wieder in die Druckflüssigkeit eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastung der Antriebsflüssigkeit nur auf einen wenigstens um den Faktor 10 oberhalb ihres Siededrucks liegenden Druck erfolgt.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastung der Antriebsflüssigkeit nur auf einen wenigstens um den Faktor 100 oberhalb ihres Siededrucks liegenden Druck erfolgt.

4o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Atmosphärendruck wenigstens 4 Volumenprozent Luft enthaltende Druckflüssigkeit verwendet wird.

5« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine bei Atmosphärendruck wenigstens 8 Volumenprozent Luft enthaltende Druckflüssigkeit verwendet wird«

6„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsflüssigkeit ein lufthaltiges Schmieröl verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Kammer auch bei voller Förderleistung ein gaserfüllter Totraum aufrechterhalten wird, durch den auch bei ganz gedrosselter Entnahme die Bewegung wenigstens eines Teils der Membran nicht unterbunden ist,

8. Membranpumpvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere für eine Farbspritzpistole mit einer ersten Kammer (2) mit Totraum für Pump-

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flüssigkeit, der diese über ein Einlaßventil (5) zuführbar und über ein Rückschlag- und ein Steuerventil entnehmbar ist, und einer zweiten, von der ersten durch eine bewegliche Membran (5) getrennte Kammer (11) für Antriebsflüssigkeit sowie mit einer die Antriebsflüssigkeit abwechselnd unter Druck setzender und entspannenden Kolbenpumpe und mit einem Vorratsbehälter für Antriebsflüssigkeit, der an die zweite Kammer über eine Überlaufleitung mit Druckbegrenzungsventil zum Ablaß von Antriebsflüssigkeit in den Vorratsbehälter bei Pumpflüssigkeitsdrosse- ^ lung und über eine Nachfüll-Leitung mit Nachfüllventil zur Antriebsflüssigkeitsergänzung bei erneuter Entnahme angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß in der zweiten Kammer (11) und im Vorratsbehälter (17) eine Luft enthaltene Druckflüssigkeit für hydraulische Vorrichtungen als Antriebsflüssigkeit vorgesehen ist und daß das nach dem ersten Druckhub der Kolbenpumpe (12) nach einer Pumpflüssigkeitsdrosselung sich einstellende Restvolumen und der Pumpkolbenhub derart aufeinander abgestimmt sind, daß der beim Saughub des Pumpkolbens (14) entstehende Unterdruck oberhalb des Siededrucks der Antriebsflüssigkeit liegt und das Rückhubvolumen mit aus der Antriebsflüssigkeit freigesetzter Luft erfüllt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Pumpkolbengeschwindigkeit so gewählt ist, daß das Henrysche Gesetz für die Luftfreisetzung anwendbar bleibt.

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1Oo Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die maximale Pumpkolbengeschwindigkeit weniger als 1,5 m/sec, vorzugsweise weniger als 1,0 m/sec und am besten weniger 0,5 m/sec beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 mit federbelastetem Einlaßventil dadurch gekennzeichnet,, daß Federcharakteristik, Vorspannung und gegebenenfalls Massenträgheit der beweglichen Teile des Einlaßventils (5) und Formgebung der ersten Kammer bezüglich der Membranformgebung derart gewählt sind, daß das Einlaßventil im Bereitschaftszustand durch den Unterdruck in einem Totraum (23) der ersten Kammer (2) nicht geöffnet werden kann.

12o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß in der zweiten Kammer (11) und im Vorratsbehälter (17) eine bei Atmosphärendruck bzw. dem im Vorratsbehälter herrschenden Druck wenigstens 4 Volumenprozent vorzugsweise wenigstens 8 Volumenprozent Luft enthaltende Druckflüssigkeit enthalten ist.

13o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (11) und im Vorratsbehälter (17) als Antriebsflüssigkeit ein lufthaltiges Schmieröl enthalten ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) mittels

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einer Feder (26) in ihre rückwärtige, dem Pumpkorben (14) näch ste Lage vorgespannt ist.

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