DE2602782A1

DE2602782A1 - Vorrichtung in einer zum dosieren von fluessigkeit dienenden membran- oder kolbenpumpe

Info

Publication number: DE2602782A1
Application number: DE19762602782
Authority: DE
Inventors: Aarne Ellilae
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-27
Filing date: 1976-01-26
Publication date: 1976-09-09
Also published as: FI54533B; FI54533C; FI750584A; GB1504671A

Description

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Dipl. Ing. H. V.'::- k"^. Dir¹- ^v D.·. K. ΓΛ £ U υ ζ. / J <£.

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Äarne ELLILÄ Takojantie 1 E, 02130 ESPOO 13 / Finnland

Vorrichtung in einer zum Dosieren von Flüssigkeit dienenden Membran- oder Kolbenpumpe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einer zum. Dosieren von Flüssigkeit dienenden Membran- oder Kolbenpumpe, dere: Stange zum einen durch einen auf der Abtriebsv/elle eines von einem Antriebsmotor angetriebenen Getriebes angeordneten Exzenter, zum a: deren von einer Rückführfeder hin- und herbewegt wird.

Zum Dosieren von Lösungen und (sonstigen) Flüssigkeiten v/erden allgemein Verdrängerpumpen, Membran- oder Kolbenpumpen, verwendet. Der Förderstrom der Pumpe wird hierbei durch Verstellen der Hublänge der Membran bzw. des Kolbens oder durch Veränderung der Hubzahl reguliert. Als Antriebsmaschine dient im allgemeinen ein Elektromotor} die von diesem erzeugte Drehbewegung wird dabei" zunächst durch Zwischenschalten eines Getriebes verlangsamt und dann mit Hilfe eines Exzenters in eine die Membran bzw. den Kolben bewegende und damit den Pumpeffekt erzeugende Hin- und Herbewegung umgewandelt.

Die Erzeugung einer Hin- und Herbewegung mit Hilfe eines Exzenters erfolgt in der Praxis nach zwei verschiedenen Prinzipen. Bei dam einen Prinzip bleibt die Verbindung zwischen dem rotierenden Exzenter und der hin- und herzubewegenden Stange ständig erhalten, wie zum Beispiel beim Kolbenmotor. Die Änderung der Exzentrizität zwecks Regulierens des Förderstroms der Pumpe erfordert in diesem Falle komplizierte und damit kostenaufwendige mechanische Konstruk-

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tionen. Eei don anderen Pri.-.zip stösst der Exzenter die Stange von der rotierenden '.eile a-τ betrachtet nach aussen, während die durch ein Begrenzungselement (Anschlag) längenmässig begrenzte Eücl führbewegung von einer Feder bewirkt wird. Es wird also hierbei weder die Exzentrizität verändert noch sind Exzenter und Stange ständig miteinander in Berührung, sondern letztere wird vielmehr vom Exzenter bei jeder Umdrehung desselben gleichweit nach aussen gestossen während die Länge der Rückführbewegung und damit der Mörders tr om der Pumpe von der Einstellung des Begrenzungselernentes abhängig sind.

Pur die Begrenzung und Einstellung der Länge der Rückführbewegung bietet sich eine Vielzahl einfacher Möglichkeiten an. Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Vorrichtung geschaffen werden, milder sich die Länge der Stangen-Rückfuhrbewegung auf einfache Art und Weise begrenzen und einstellen lässt, und welche gleichzeitig einen vielseitigeren Einsatz der Pumpe und deren billiges und einfaches Anschliessen an die in der Praxis erforderliche Automatik erlaubt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Getriebe-Abtriebswelle ein zum Exzenter gehörendes, aber von diesem getrennt frei rotierbar gelagertes Begrenzungsteil (Anschlag) angeordnet ist, dessen radiale Ausdehnung sich in peripherer Richtung von einem höchstens dem kleinsten Radius des Exzenters entsprechenden Mass bis zu einem höchstens dem grössten Radiur des Exzenters entsprechenden Mass ändert, wobei die Winkelstellung des Begrenzungsteils zum Exzenter und zur Stange verändert werden kann und das Begrenzungsteil zwecks Einsteilens der Länge der Stangen-Rückführbewegung und damit des ?örderStroms in einem gewünschten Winkel zur Stange gestoppt werden kann.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet die Peripherie des Begrenzungsteils eine Archimedische Spirale. Das Begrenzungsteil kann auch so angeordnet sein, dass es, wenn es nicht mit der Stange in Eingriff steht, zusammen mit der Abtriebsv/elle rotiert, wobei sein Abstoppen in einer gewünschten Winkelstellung zur Stange durch einen am Begrenzungsteil befestigten Zapfen und einen am Rumpf der Vorrichtung angeordneten verstellbaren Gegonzapfen bewirkt werden kann. Für den Gegenzapfen wird am Rumpf der Vorrichtung vorzugsweise eine den Pörderstrom anzeigende Skala angebracht. Bei dieser Ausführungsform sind sowohl die kleinste als auch die grösste radiale Ausdehnung des Begrenzungsteils etwas kleiner als der kleinste bzw. grösste Radius des Exzenters. 6 0 9837/0283

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Bei der βΓίίηάυΐ.^&£απ·ια3£56ΐι Vorrichtung ist entweder,.die JteJ

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tung des Antriebs.τ. ο tors caer die Drshrichtung der Getriefbe-Abetrieb welle veränderbar; dabei wird am Rumpf der Vorrichtung vorzugsweise für jede der beiden Drehrichtungen je ein eigener verstellbarer Gegenzapfen so angeordnet, dass durch Änderung der Drehrichtung Docißrpunpe auf eine andere Punktion umgestellt v/erden kann.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist auch so realisierbar, dass auf der Getriebe-Abtriebswelle zwei oder mehr Exzenter einschliesslich der dazugehörigen Begrenzungsteile und Pumpen angeordnet werden, wodurch die Anzahl der im Hinblick auf die Automatik erforderlichen Funktionsmöglichkeiten weiter erhöht wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügt^. Zeichnung näher beschrieben; die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäscen Vorrichtung in schematischer Darstellung. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die Vorrichtung, deren Begrenzungsteil in einer bestimmten EinsteH-Stellung steht, in Richtung der Getriebe-Abtriebswelle betrachtet, Fig. 2 die gleiche Vorrichtung, deren Begrenzungsteil nun in einer anderen Einstellstellung steht, und Fig. 3 die Vorrichtung senkrecht zur Getriebe-Abtriebswelle betrachtet, wobei das Begrenzungsteil in der gleiche-Stellung wie in Fig. 1 steht.

In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1 die vom hier nicht dargestellten Antriebsmotor angetriebene Abtriebsv/elle des ebenfall nicht dargestellten Getriebes. An der Abtriebswelle 1 ist der Exzenter 2 starr befestigt, dessen kleinster Radius mit a und dessen grösster Radius mit b bezeichnet ist (Fig. 3)· Der Exzenter 2 wirlrfc. mit der Stange 3 der nicht dargestellten Pumpe zusammen. Er erzeugt hierbei eine von der Abtriebswelle weg gerichtete Bewegung, während die Rückführbewegung der Stange 3 durch eine nicht dargestellte Rückführfeder bewirkt wird. Als Pumpe kommt eine Kolbenpumpe oder eine Membranpumpe in Frage, deren Kolben bzw. Membran mit der Stange 3 gekoppelt ist.

Gemäss der Erfindung ist auf der Abtriebswelle 1 neben dem Exzenter 2 ein Be grenzungs teil 4 so gelagert, dass es, wenn es ungehenmfc ist, zusammen mit der Abtriebswelle 1 rotiert, jedoch an der Stelle verharrt wenn die Stange 3 dagegendrückt oder es auf die nachstehend beschriebene Weise gestoppt worden ist. Das Begrenzungsteil 4 hat in der dargestellten Ausführungsform die Form einer Archimedischen Spirale, wobei sein kleinster Radius r-, um ein geringes kleiner als der kleinste Radius a des Exzenters 2 und sein grösster Radiue

OHKJfNAL INSPECTED

rp um ein geringes kleiner -«Is der grösste Radius b des Exzenters ist. Zwischen Anfang und BwI 2 der Spirale 4 verbleibt somit ein Absatz. Die Spirale des Begrenzungsteils 4 endet vorzugsweise in einem Kreisbogen mit dem Radius r₂· Der Kontakt zwischen Begrenzungsteil und Stange 3 endet in dem Moment, da der grösste Radius ": des Exzenters 2 der Stange gegenübersteht; gleichzeitig kann aber der grösste Radius r₂ des Begrenzungsteils 4 nahezu ebenso gross wie "der grösste Radius b des Exzenters 2 sein, so dass die Hubläng·.. der Stange 3 praktisch null ist wenn der grösste Radius r₂ des Begrenzungsteils 4 der Stange 3 gegenübersteht. Der Anfan&sradius r,

wenigste ng, 1 der Spirale des Begrenzungsteils 4 muss jedoch/"üm so viel kleiner sein als der kleinste Radius a des Exzenters 2, dass das Begrenzungsteil 4 um so viel über die Stelle, an der der Begrenzungs teil-Radius gleich dem kleinsten Radius a des Exzenters ist, hinwegzulaufen vermag, dass die Stange 3 nicht in den Absatz zwischen Spiralenanfang und -ende trifft. Weiter muss die Spirale des Begrenzungsteils 4 so geformt sein, dass der Winkel zwischen der gedachten Spiralen-Tangente und der Tangente eines Kreises mit gleichem Radius so klein ist, dass die Stange 3, drückt sie gegen das Begrenzungsteil 4, nicht dessen Peripherie entlangzurutschen vermag.

Im in Fig. 1 dargestellten Falle steht der grösste Radius r₂ des Begrenzungsteils 4 der Stange 3 gegenüber, d.h. die Hin- und Herbewegung der Stange 3 erreicht hier ihr Minimum. Im in Fig. 2 dargestellten Falle steht der Stange 3 entsprechend der kleinste Radius r-, des Begrenzungsteils 4 gegenüber, und die Hin- und Herbewegung der Stange 3 erreicht hier entsprechend ihr Maximum. Bei Zwischenstellung des Begrjnzungsteils 4, wobei dann der Stange 3 ein Radius gegenübersteht, der grosser als der kleinste Radius a, aber kleiner als der grösste Radius b des Exzenters 2 ist, liegt die "Hublängo" der Hin- und Herbewegung der Stange 3 zwischen den beiden vorgenannten Extremwerten.

Um das Begrenzungsteil 4 in der gewünschten Stellung zur Stange 3 abzustoppen ist dieses in der gezeigten Ausführungsform mit einen Zapfen 5, das in der Zeichnung nur angedeutete Rumpfteil 6 mit einem verstellbaren Gegenzapfen 7 versehen. In Fig. 1 ist die Drehrichtung der Getriebe-Abtriebsvvelle 1 durch einen Pfeil angegeben; ist nun das Begrenzungsteil frei von der Stange 3, so dreht es sich zusammen mit der Welle 1 so lange, bis der Zapfen 5 auf den Gegenzapfen 7 trifft. In Fig. 21st die Drehrichtung der "/eile 1 en" gegengesetzt, und der Zapfen 5 ist entsprechend auf der entgegengesetzten Seite gegen den Gegenzapfen 7 gelaufen. Die "Hublänge" der Hin- und Herbewegung der Stange 3 und damit der I-'örderstrom de-

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Dosierpump«- können somit durch Umkehrung dor Drehrichtung der VeI-•le 1 verändert werden,, -Der (-egenzarien 7 kann mit einer am Rumpf & der Vorrichtung anzubringenden Skala kombiniert werden, welche die jeweilige Dosierleistung der Pumpe unmittelbar anzeigt. Im hier dargestellten Falle, in welchem das Begrenzungsteil 4 die Form einer Archimedischen Spirale hat, hat diese Skala eine Linearteilung.

V/'ie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist,, kann am Rumpfteil 6 ein zweiter, entweder stationärer oder verstellbarer Gegenzapfen angeordnet werden. Dabei ist dann der Gegenzapfen 7 der in der Figur angegebenen Drehrichtung der Welle 1, der Gegenzapfen 8 der entgegengesetzten Drehrichtung zugeordnet. Durch entsprechendes Ver stellen der beiden Gegenzapfen lässt sich die Länge der Hin- und Herbewegung der Stange 5 für beide Drehrichtungen einstellen, und entsprechend kann man die Dosierpumpe durch Umschalten der Drehrichtung der V/'elle 1 mit zwei verschiedenen Leistungen arbeiten Iac sen. Im Extremfall ist der Zapfen 5 des Begrenzungsteils 4 straff zwischen den Gegenzapfen 7 und 8 "eingeklenmt", wobei dann ein V/echseln der Drehrichtung keinen Einfluss auf die Länge der Bewegung der Stange 3 hat. Die andere Stelliaöglichkeit ist die, dass der eine der Gegenzapfen 7 und 8 die minimale oder die maximale Bewegung der Stange 3 und der andere Gegenzapfen einen verstellbare Zwischenwert repräsentieren. Der Maximalwert entspricht beispielsweise einem Dosierungs-Schock, der durch Änderung der Drehrichtung in eine kontinuierlich kleiner v/erdende Dosis umgewandelt werden kann. Der Minimalwert wiederum entspricht dem völligen Aussetzen der Dosierung und kommt z.B. dann in Frage, wenn an der gleichen Stelle mehrere verschiedene Flüssigkeiten eingespeist werden, wobei dann auf der gleichen Abtriehswelle 1 wenigstens zwei erfindungsgemässe Vorrichtungen einschliesslich der dazugehörigen Dosierpumpen arbeiten. Die Anzahl der im Hinblick auf Automatik erforderlichen Funktionsmöglichkeiten wächst mit zunehmender Anzahl der auf der gleichen Welle angeordneten erfindungsgemässen Vorrichtungen und dazugehörigen Dosierpumpen. Die hierfür erforderliche Automatik kann eine an sich bekannte Konzeption verkörpern und ist kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungform beschränkt, sondern kan. im Rahmen der beigefügten Patentansprüche variieren. So braucht z.B. das Begrenzungsteil4 nicht die Form einer Archimedischen Spirale zu haben; wesentlich ist vielmehr, dass das Begrenzungsteil

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gegenüber deiu Exzenter 2 und der Stange 3 verdrehbar ist und dass seine radiale Ausdehnung ^o variiert, dass die Länge der Rückführbewegung der Stange 3 zwisenen aen durch den Exzenter 2 bestimmten Extremstellungen verändert v/erden kann. Las Begrenzungsteil kann beispielsweise aus zwei um 180° versetzten Spiralen bestehen, wobei dann der in der dargestellten Ausführungsform vorhandene "Absatz" fehlt.-

Das Verdrehen und Abstoppen des Begrenzungsteils 4 in der gewünschten Stellung zur Stange 3 kann· auch in der Form erfolgen, dass man es an der Stelle hält und mit Hilfe eines kleinen Elektromotors und eines dazugehörigen Übersetzungsgetriebes verdreht. Weiter kan; man das Begrenzungsteil zusammen mit der Getriebe-Abtriebswelle rotieren lassen und mit Hilfe eines Elektromagneten in der gewünschten Stellung zum Stehen bringen. In diesem Falle ist es von Vorteil mit einem absatzfreien Begrenzungsstück der o.g. Art zu arbeiten.

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Claims

Patentansprüche .^«

Vorrichtung in einer zum Dosieren von Flüssigkeit dienenden Membran- oder Kolbenpumpe, deren Membran bzw. Kolben mit einer Stange (2) gekoppelt ist, v/elche zum einen durch einen mit der Abtriebswelle (1) eines von einem Antriebsmotor angetriebenen Getriebes rotierenden Exzenter, zum anderen von einer Rückführfeder hin- und herbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Getriebe-Abtriebswelle (1) ein zum Exzenter (2) gehörendes, jedoch gegen diesen frei rotierbares Begrenzungsteil (4) gelagert ist, des sen radiale Ausdehnung sich in peripherer Richtung von einem höchstens dem kleinsten Radius (a) des Exzenters (2).entsprechenden Mass (r-j_) bis zu einem höchstens dem grössten Radius (b) des Exzenters (2) entsprechenden Mass (rp) ändert, wobei die Winkelstellung des Begrenzungsteils (4) zum Exzenter (2) und zur Stange (3) durch Umkehr der Drehrichtung der Abtriebswelle (1) verändert und zwecks Einsteilens der Länge der Stangen-Rückfuhrbewegung und damit des Förderstroms in einem gewünschten Winkel zur Stange (3) zum Stillstand gebracht werden kann.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, d a d u r ch gekennzeichnet, dass das Begrenzungsteil (4), steht es nicht in Eingriff mit der.Stange (3), zusammen mit der Abtriebswelle (l) rotiert, wobei die kleinste radiale Ausdehnung (r ) des Begrenzungsteils um ein geringes kleiner als der kleinste Radius (a) des Exzenters (2) und die grösste radiale Ausdehnung (r„) des Begrenzungsteils um ein geringes kleiner als der grösste Radius (b) des Exzenters (2) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Begrenzungsteil (4) ein Zapfen (5) und am Rumpfteil (6) der Vorrichtung ein verstellbarer Gegenzapfen (7) angeordnet ist, welche Zapfen dazu dienen, das Begrenzungsteil (4) in der gewünschten Winkelstellung zur Stange (3) zum Stillstand zu bringen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Gegonzapfen (7) am Rumpfteil (b) der Vorrichtung eine die Förderleistung anzeigende Skala angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge-' kennzeichnet, dass das Begrenzungsteil (4) an seiner Peripherie dif Form einer Archimedischen Spirale hat.

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6. Vorrichtung ns-eb einem ier Ansprüche 2 bis 5» dadurc h gekennzeichnet, dass am Jiumpi'teil _K6) der Vorrichtung für beide Drehrichtungen der Abtriebs've He (1). je ein verstellbarer Gegenzapfen {7t 8) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Element zum zwangsge Steuer ten Ändern der Winkelstellung des Begrenzungsteils (4).
8. Vorrichtung nach einem der Vorangehenden Ansprüche,

d a d.u r c h gekennzeichnet, dass auf der Getriebe-Abtriebsv/elle zwei oder mehr Exzenter einschliesslich der ihnen zugeordneten Begrenzungsteile und Pumpen angeordnet sind.

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