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Beschreibung
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zum Patentgesuch betreffend "Pumpe" Die Erfindung bezieht sich auf
eine Pumpe, insbesondere auf eine Pumpe der Bauart, bei der eine elastisch deformierbare
Membran mit einem starren Gehäuseteil zusammenwirkt, um so eine Pumpenkammer variablen
Volumens zu schaffen, wobei das Volumen variiert wird, durch intermittierendes Komprimieren
der Membran, wonach diese sich wieder aufgrund ihrer eigenen Elastizität entspannt
und wieder expandiert. Eine solche Kompression wird normalerweise erzielt durch
manuelle Betätigung eines Betätigungsgliedes etwa eines Hebels, der so ausgebildet
ist, daß er die Membran deformiert durch Andrücken gegen ein zugeordnetes Gehäuseteil,
wobei anstelle der Verwendung einer Rückstellfeder für den Hebel in die Ausgangsposition
von der elastischen Rückstellwirkung der membran im allgemeinen Gebrauch gemacht
wird.
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Es sind Pumpen bekannt, wo man die elastische Membran in getrennten
in sich einstückigen Schürzen oder Lappenabschnitten versieht, die mit zugeordneten
Durchlässen und Öffnungen in dem Gehäuse zusammenwirken, um als Einlaß- bzw. Auslaßrückschlagventile
zu wirken.
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Dabei hat man solche Einlaß- oder Auslaßventilabschnitte als
im
wesentlichen getrennte Teile der Membran ausgebildet, z.B.
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gemäß US-PS 3,752,366.
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Aufgahe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pumpe zu schaffen,
die bei einfachem Aufbau, insbesondere eine leichte Montage ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1, während
die Unteransprüche Weiterbildungen definieren. Demgemäß ist die Membran hier so
ausgebildet, daß sie im Zusammenwirken mit anderen Teilen der Pumpe ein einstückig
mit ihr ausgebildeter Umfangsflansch sowohl als Einlaß- und Auslaßventilglied dient,
wie auch als Mittel für die Montage der Membran im Pumpengehäuse, wobei dieser Flansch
zugleich die Flachdichtung bildet, die normalerweise zum Unterbinden des Leckens
zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen ist. Darüberhinaus bildet gemäß der Lehre
der Erfindung ein Abschnitt der selben Membran das Ventilglied zum Zusammenwirken
mit einer Belüftungsleitung, um diese geschlossen zu halten, mit Ausnahme der deformierten
Position der Membran während des Pumpens.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die zusammenwirkenden
Teile so aufeinander abgestimmt, daß keine Notwendigkeit besteht, die Membran relativ
zu den anderen Teilen in Umfangsrichtung auszufluchten, während die Pumpe zusammengebaut
wird.
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Aus vorstehendem ergibt sich, daß eine Pumpe gemäß der Erfindung ein
Minimum an Einzelteilen erfordert, und der Zusammenbau sehr einfach ist, so daß
insgesamt eine höchst wirtschaftliche Fertigung ermöglicht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Pumpengehäuse nach
Art eines Kragträgers an einer Seite eine.s Behälters abgestützt, der das von der
Pumpe zu pumpende Fluid enthält.
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Die Anordnung ist dshei so getroffen, daß das Gehäuse eine abwärtsgerichtete
G,Lnung aufweist, durch welche ein Arm eines
Betätigungshebels ragen
kann, und aufwärtsbeweglich ist in Deformationsverbindung mit der Membran. Durch
diese Anordnung ist die Membran gegen zufällige Beschädigung beim Stapeln der Behälter
mit denen die Pumpe verbunden ist, geschützt, während gleichzeitig ehe höchst einfache
und direkte Einwirkung des Hebels oder eines anderen Betätigungsmechanismus für
die Pumpe ermöglicht wird.
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Zusammengefaßt umfaßt die Pumpe gemäß der Erfindung obere und untere
Gehäuseteile, die fluidlich miteinander verbunden sind, um ein Pumpengehäuse zu
definieren, in dem die verbundenen Gehäuseteile jeweils einander zugekehrte obere
und untere Klemmflächen in sich geschlossener Konfiguration aufweisen. Die elastisch
deformierbare Pumpenmembran hat einen Umfangsflansch ebenfalls in sich ge.schlossen,
der zwischen die Klemmflächen der Gehäuseteile in normalerweise fluiddichter Weise
eingeklemmt ist, wobei die Membran und das obere Pumpengehäuseteil gemeinsam eine
umschlossene Pumpenkammer bilden. Das untere Gehäuseteil weist eine Zentralöffnung
auf, die sich hindurcherstreckt und umgeben ist von der Klemmfläche des unteren
Gehäuseteils, während ein Betätigungshebel oder ein anderes Betätigungsglied von
dem Gehäuse getragen wird, derart, daß es durch die Zentralöffnung beweglich ist,
um die Membran zu deformieren. Abwärtsgerichtet von dem unteren Gehäuseteil gegenüber
dem Betätigungsglied jenseits der Öffnung befindet sich ein Stopfenfortsatz oder
Flansch, mittels dem die Pumpe auf einem Fluidbehälter abgestützt werden kann, dessen
Inhalt durch die Pumpe gepumpt werden soll, wobei die Kommunikation mit dem Innenraum
des Behälters über den Flansch erfaS3-t. Zu diesem Zweck ist das untere Gehäuseteil
der Pumpe mit einer Einlaßöffnung versehen, die mit dem Behälter durch den oben
erwähnten Flansch kommuniziert und die sich nach oben durch die untere Klemmfläche
des unteren Gehäuseteils an einer Stelle öffnet, unterhalb des Membranflanschs.
Die Obere Klemmfläche des oberen Gehäuseteils ihrerseits weist gegenüber dieser
Einlaßöffnung eine Ausnehmung auf, um eine örtlich begrenzte aufwärtsgerichtete
Deformationsbewegung des Flansches derart zu ermöglicheg, daß das Fluid durch die
Einlaßöffnung durch die Pumpenkammer
beim Expansionshub der Membran
eingesaugt werden kann. Das obere Gehäuseteil weist eine Auslaßöffnung in Kommunikation
mit der Pumpenkammer auf 1 welche Auslaßöffnung sich nach unten durch die Klemmfläche
öffnet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Membranflansch sich normalerweise
gegen die letzterwähnte Klemmfläche setzt, um die Außlaßöffnung verschlossen zu
halten. Gegenüber der Auslaßöffnung ist das untere Gehäuseteil mit einer Ausnehmung
versehen, um eine örtlich begrenzte, abwärts gerichtete Auslenkung oder Deformation
eines äußeren Abschnitts des Membranflansches zu ermöglichen, so daß das Fluid aus
der Pumpenkammer in diese Ausnehmung fließen kann, wenn die Membran bei dem Kompressionshub
deformiert wird. Die letztgenannte Ausnehmung ihrerseits kommuniziert über eine
Tülle mit der Atmosphäre.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung
ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine Pumpe gemäß der Erfindung,
in Verbindung mit einem konventionellen Behälter, wobei mittels der Pumpe das in
dem Behälter enthaltene flüssige oder fluide Produkt abgegeben werden soll.
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Fig. 2 ist eine, die Einzelheiten verdeutlichende Darstellung auf
das untere Gehäuseteil des Pumpengehäuses, wobei das obere Gehäuseteil und die Membran
entfernt sind.
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Fig. 3 zeigt eine Fig. 2 entsprechende Ansicht des oberen Pumpengehäuses
von unten Fig. 4 und 5 sind ähnliche Teilschnitte der Linie 4-4 der Fig.
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1, der beweglichen Teile der Pumpe, zur Darstellung der Positionen,
die von diesen Teilen während der Kompression oder des Pumpenhubes und während des
Saug- oder Rücklaufhubes eingenommen werden.
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Die Pumpe umfaßt gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein massives
Pumpengehäuse, bestehend als dem oberen und unteren massiven Gehäuseteilen lo bzw.
12 mit einander jeweils zugekehrten oberen bzw. unteren KlemmflächeA4bzw. 16 die
am besten in Fig. 3 bzw. 2 erkennbar sind und in sich geschlossene vorzugsweise
runde Konfigurationen aufweisen.
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Zwischen den Klemmflächen ist der Umfangsflansch 18 einer elastisch
deformierbaren Membran 20 eingeklemmt, die mit dem oberen Gehäuseteil lo zusammenwirkt,
um eine eingeschlossene Pumpenkammer 22 zu definieren. Die Gehäuseteile können mittels
konventioneller Mittel verbunden werden, die Gewindebolzen, die sich durch Löcher
23 erstrecken. Die Membran 20 umfaßt einstückig mit ihr ausgebildet einen zentralen
Dom, generell halbkugeliger Form, innerhalb des vorzugweise runden Umfangsflansches
18, wobei die konkave Seite des Doms dem oberen Gehäuseteil zugekehrt ist, um mit
diesem die Pumpenkammer 22 zu definieren, und die aufwärtsgerichtete Basis oder
Peripherie des Doms an der Stoßstelle mit dem flansch, vorzugsweise in Anschlag
gelangt, an der Unterseite des oberen Gehäuseteils lo, so daß die Membran komprimiert
und deformiert werden kann, während des Pumpens.
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Die konvexe Seite des Doms sitzt in der zentralen Öffnung 24 des unteren
Gehäuseteils, um in Kontakt zu treten mit dem Hebelarm 25 eines Betätigungshebels
26, dessen oberes- Ende bei 27 an dem unteren Gehäuseteil angelenkt ist, für eine
Schwingbewegung in einem Schlitz 28( Fig. 2) der mit der Öffnung 24 in Verbindung
steht. Es ist festzuhalten, daß in der dargestellten Ausführungsform der innere
Kantenabschnitt des Flansches 18 dauernd in Abdichtverbindung steht mit der unteren
Klemmfläche 14-, vollständig rings um die Öffnung 24, um auf diese Weise ein Lecken
des zu pumpenden Fluidprodukts in die Öffnung zu verhindern.
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Während durch das Vorsehen der noch zu beschreibenden Einlaß-und Auslaßöffnungen
und Durchtritte der Durchtritt von Fluid
nach außen aus der Pumpenkammer
22 oberhalb des Flansches 18 infolge der Pumpenbetätigung ermöglicht wird, sind
die beiden Gehäuseteile lo und 12 im übrigen in fluiddichter Weise miteinander verbunden
etwa durch eine Ringdchtung 30 um unerwunschtes Lecken des flüssigen Produktes aus
dem Gehäuse zu verhindern, und dieses zu zwingen, dem gewünschten Durchlaßpfad zu
folgen.
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Von dem oberen Gehäuseteil 12 erstreckt sich an einer Stelle auf der
anderen Seite der zentralen öffnung 24 gegenüber dem Betätigungshebel 26 ein Stützflansch
32, der vorzugsweise einen einstückigen Abschnitt des unteren Gehäuseteils 12.
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Der Flansch 32 erstreckt sich durch eine Öffnung in einer Verschlußkappe
33, die auf den Hals des Behälters aufgeschraubt ist, und wird mit einem einstückig
angeformten Umfangsfortsatz 31 ausgebildet, der zwischen die Kappe und das obere
Ende des Behälterhalses geklemmt ist. Der Flansch trägt auf diese Weise das Pumpengehäuse
10,12 und den Betätigur-gshebel 26, in Form eines Kragträgers am Behälter, wobei
sowohl der Betätigungshebel 26 wie auch die Membran 20 seitlich von dem Behälter
versetzt angeordnet sind, was alles den Zweck hat, die Gesamthöhe des Behälters
mit der Pumpe minimal zu halten, während zugleich der sich nach unten erstreckende
Betätigungshebel 26 in optimaler Position für die Betätigung durch die gleiche Hand
des Benutzers plaziert wird, die den oberen Abschnitt des Behälters während des
Pumpens umfaßt und festhält.
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Es ist festzuhalten, daß der Flansch 32 sich in die öffnung 24 erstreckt,
und sein oberer Endabschnitt so ausgebildet ist, daß sich eine abdichtende Oberfläche
34 ergibt, die so geformt und angeordnet ist, daß sie in Abdichteingriff mit der
äußeren konvexen Oberfläche des Membrandoms 20 steht, wenn der letztere in der normal,
vollständig expandierten und undeformierten Lage ist.
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Eh Belüftungsdurchlaß 35 -rstreckt sich nach oben vom Inneren
des
Behälters durch das untere Ende des Flansches 32 und endet in einer Belüftungsmündung,
die sich gegen die Atmosphäre öffnet, über einen Belüftungsventilsitz definiert
in der Oberfläche 34.
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Ebenfalls erstreckt sich nach oben aus dem Inneren des Behälters durch
den Flansch 32 ein Einlaß 36, der sich nach oben durch die obere Klemmfläche 16
öffnet, um so eine Einlaßöffnung an einer Stelle zu definieren, die normalerweise
von dem Flansch 18 bedeckt und verschlossen wird, der sich gegen die untere Klemmfläche
setzt, rings um die so geschaffene öffnung. Mittels eines konventionellen Saugröhrchens
37 kommuniziert der Einlaß mit dem unteren Ende des Behälterinnenraums.
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Die obere Klemmfläche 14 des oberen Gehäuseteils weist eine Ausnehmung
38, direkt gegenüber der Einlaßöffnung 36 auf, um eine lokale aufwärtsgerichtete
Deformation und ein Abheben des äußeren Kantenabschnitts des Flansches 18 zu ermöglichen.
Da die Ausnehmung 38 mit der Pumpenkammer über die obere Oberfläche des Flansches
18 kommunizert, öffnet ein Saugdruck, erzeugt durch Expansion der Pumpenkammer bei
dem Saughub das Ventil durch Abheben des Flansches 18 von der Einlaßöffnung 36 und
Flüssigkeit wird aus dem Behälter in die Pumpenkammer gesogen.
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Ferner ist im oberen Gehäuseteil eine Auslaßöffnung gebildet durch
eine oder mehrere Schlitze 40, die sich nach aussen teilweise über die abwärts gerichtete
Klemmfläche 14 erstrecken und sich nach unten auf den Flansch 18 zu öffnen.
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Der Flansch 18 setzt sich in seinem undeformierten Zustand normalerweise
gegen die Klemmfläche 14 und über die abwärtsgerichtete Auslaßöffnung 40, um die
letztere al verschließen.
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Direkt unter der Auslaßöffnung 40 weist das untere Gehäuseteil eine
Ausnehmung 42 auf, die sich unter die äußere Umfangskante des Flansches erstreckt,
und so bemessen ist,
daß eine lokale abwärtsgerichtete Auslenkung
des äußeren Kantenabschnitts des Flansches ermöglicht wird, derart, daß der letztere
von der Auslaßöffnung 40 abheben kann, und diese öffnet, womit Fluid aus der Pumpenkammer
22 in die Ausnehmung 42 strömen kann, welche ihrerseits mit einer in die Atmosphäre
führenden Tülle kommuniziert.
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Wenn die in so weit beschriebene Puiripe auf einen Behälter aufgesetzt
wird, kann dieser in einer Hand gehalten werden, wobei die Finger dieser Hand den
abwärts gerichteten Betätigungshebel 26 umfassen, und damit intermittierend diesen
zu einer Schwenkbewegung antreiben können und danach wieder loslassen können. Dabei
wird iternierend die Pumpenkammer 22 zusammengepreßt, wie in Fig. 4 dargestellt
und sie expandiert danach wieder in Folge ihrer eigenen Elastizität.
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Die elastische Expansion der Kammer, die immer dann eintritt, wenn
der Betätigungshebel losgelassen wird, dient dazu den Hebel in seine Normalposition
nach Fig. 1 zurückzudrücken.
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Es sei angenommen, daß die Pumpe in irgendeiner Weise in ihrer Pumpenkammer
mit zu pumpender Flüssigkeit gefüllt ist. Dann wird immer dann, wenn der Betätigungshebel
betätigt wird, um den federnden Membrandom 20 zusammenzudrücken, der resultierende
Druck des Fluids auf den Flansch 18, diesen von der öffnung 40 abheben, um so zu
ermöglichen, daß ein Teil des Inhalts der Pumpenkammer durch die öffnung und durch
die Durchlässe 42,44 in die Atmosphäre abgegeben wird. Beim Loslassen des Betätigungshebels
führt die resultierende elastische Expansion des Domes den Betätigungshebel in seine
Ausgansposition zurück, wobei der Flansch 18 von der Einlaßöffnung 36 abgehoben
wird, infolge des entstehenden unteratmosphärischen Drucks, wobei eine frische Quantität
an Fluid aus dem Behälter in die Pumpenkammer gesogen, wie am besten in Fig. 5 erkennbar.
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Man erkennt, ohne weiteres, daß bei jedem Kompressionshub
die
Deformation des Doms 20 durch den Betätigungshebel - -gemäß der Zeichnung dazu führt,
daß der Dom das obere Ende der Lüftungsleitung 35 öffnet, so daß Atmosphärenluft
in die Öffnung einströmen kann, und durch den Durchtritt in den Behälter gelangt,
um jenen Anteil an flüssigem Produkt zu ersetzen, der aus dem Behälter durch die
Pumpenwirkung abgesogen wird, und insgesamt um das Innere des Behälters im wesentlichen
unter Atmosphärendruck zu halten.
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Man erkennt demgemäß, daß die einstückige einzige Membran so ausgebildet
ist, daß sie im Zusammenwirken mit anderen Pumpenteilen in ihren einzelnen Bestandteilen
mehrfacher Funktionen als Einlaß- und Auslaßventil erfüllt, wie auch als Belüftungsventil
und daß zusätzlich der Innenumfang des Flansches als Dichtung dient, zum Unterbinden
vom Lecken von Flüssigprodukt durch die zentrale öffnung 24 des unteren Gehäuseteils
durch die der Hebelarm 25 in Eingriff mit dem elastisch deformierbaren Dom gelangt.
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Man erkennt ferner, daß bei der bevorzugten Ausbildung des Domes und
seines Flansches in runder Konfiguration diese ohne weiteres mit den Gehäuseteilen
zusammengebaut werden können, ohne die Notwendigkeit winkelmäßige Orientierungen
der Teile relativ zueinander vorzunehmen, wobei es nur erforderlich ist, daß die
Teile des Gehäuses selbst relativ zueinander orientiert werden. Dies kann ohne weiteres
erfolgen durch Verwendung entsprechend positionierter Befestigungselemente oder
anderer im Stand der Technik vorgegebener Mittel.
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P atentansprüche: