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Schlauchpumpe
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Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe mit einem eine von außen
antreibbare Antriebswelle lagernden Gehäuse, welches einen Einlaßstutzen und einen
Auslaßstutzen aufweist, mit mehreren um die Antriebswelle verteilt angeordneten
drehbaren Walzen und mit einem elastischen Schlauch, der den Einlaßstutzen mit dem
Auslaßstutzen verbindet und auf einem Teil seiner Länge zwischen der Umfangswand
des Gehäuses und den um die Antriebswelle kreisenden Walzen fortlaufend zusammengedrückt
wird.
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Bei einer bekannten Schlauchpumpe dieser Art (US-PS 2 899 904) ist
der Schlauch entlang der Umfangswand des zylindrischen Gehäuses in einem Winkel
von 1800 verlegt, so daß das Einlaßende unmittelbar neben dem Auslaßende liegt.
Der Schlauch wird durch mehrere Walzen, die von einer gemeinsamen zentralen Welle
angetrieben werden, fortlaufend an der Umfangswand des Pumpengehäuses flachgedrückt,
so daß das in dem Schlauch enthaltene Medium in der zwischen zwei Walzen gebildeten
Pumpenkammer im
Inneren des Schlauches verbleibt und mit der Geschwindigkeit
in dem Schlauch transportiert wird, mit der die Walzen den Schlauch fortlaufend
zusammendrücken.
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Bei anderen bekannten Schlauchpumpen (DT-PS 454 660, DT-PS 77 308
und DT-PS 1 013 172), bei denen ebenfalls Walzen, die um die Mittelachse des Pumpengehäuses
kreisen, den Schlauch fortlaufend gegen die Gehäusewand drücken, liegt der Schlauch
ebenfalls über einen Umfangswinkel von mindestens 180° an der Innenwand des Gehäuses
an.
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Wenn man eine bestimmte Schlauchkammer betrachtet, so wird deren rückwärtiges
Ende zunehmend flachgedrückt und damit verschlossen, bevor noch das vordere Ende
begonnen hat, sich zu öffnen. Damit wird das Medium im Inneren des Schlauches zunehmend
komprimiert, so daß bei jedem Schließvorgang der Schlauch einer starken Druckbelastung
ausgesetzt wird. Außerdem entstehen dadurch, daß die Inhalte der einzelnen Schlauchkammern
in zeitlicher Trennung an die Ausgangsleitung abgegeben werden, Druckimpulse, die
zu Schwingungen an der Pumpe führen können.
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Bei einer weiteren bekannten Schlauchpumpe, bei der die Walzen durch
ein Planeten-Reibradgetriebe angetrieben werden (DT-PS 1 932 847) ist der Schlauch
unter Spannung um die Walzen herumgezogen, so daß er nicht gegen die Wand des Pumpengehäuses
gedrückt werden muß, sondern sich durch starken Zug an der den Einspannstellen abgewandten
Walze abflacht. Auch bei derartigen Pumpen sind die oben erwähnten Nachteile einer
starken Schlauchbeanspruchung und eines starken Pulsierens des Druckes am Pumpenauslaß
anzutreffen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schlauchpumpe der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß die Schlauchbeanspruchung verringert ist, und daß der Druck
am Pumpenauslaß weniger starke Impuls stöße aufweist als bei den bekannten Schlauchpumpen,
insbesondere bei hohen Drehzahlen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
der auf die Antriebswelle bezogene Winkel, über den der Schlauch abgestützt ist,
kleiner ist als der Winkelabstand der Walzen.
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Bei der erfindungsgemäßen Schlauchpumpe ist die Schlauchlänge, über
die eine Zusammendrückung durch die Walzen erfolgt, viel geringer als bei den bekannten
Schlauchpumpen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird jeweils nur eine einzige Schlauchkammer
gebildet, die eine ganz kurze Zeitspanne sowohl am Auslaßende als auch am Einlaßende
offen ist. Durch diesen Zustand, der nur ganz kurzzeitig eintritt, wird eine starke
Kompression des im Inneren der Schlauchkammer befindlichen Mediums vermieden, und
die Druckbelastung des Schlauches verringert. Außerdem entsteht eine gleichmäßigere
Abgabe des Mediums an die Ausgangsleitung der Pumpe. Stärkere und plötzliche Druckstöße
werden vermieden. Die Pumpe neigt daher weniger zu Schwingungen als bekannte Schlauchpumpen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung liegen die Achsen von
Einlaßstutzen und Auslaßstutzen in einer Flucht und die Umfangswand des Gehäuses
stützt den Schlauch über einen Winkel von weniger als 180° ab. Der Umschlingungswinkel
des Schlauches ist geringer als bei allen bekannten Schlauchpumpen. Der Schlauch
wird daher an der außen lie-
genden Seite relativ wenig gestreckt
und an der innen liegenden Seite relativ wenig gestaucht. Derartige Verformungen
wirken sich bei den bekannten Schlauchpumpen, die sämtlich größere Umschlingungswinkel
aufweisen, nachteilig auf die Lebensdauer des Schlauches aus.
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Vorteilhafterweise entspricht der Winkelabstand der Walzen 1200, was
einer Walzenzahl von 3 entspricht und der Winkel, über den der Schlauch abgestützt
ist, beträgt zwischen 800 und 1000 und vorzugsweise 900.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Schlauchpumpe, Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Walzenkäfigs, und Fig. 3 zeigt einen
Schnitt durch den Walzenkäfig entlang der Linie III-III der Fig. 2.
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Die dargestellte Schlauchpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, an dessen
einer Seite sich der Einlaßstutzen 11 und an dessen anderer Seite sich der Auslaßstutzen
12 der Pumpe befindet. Der Einlaßstutzen 11 und der Auslaßstutzen 12 liegen in einer
Flucht, d.h. ihre Achsen liegen auf einer gemeinsamen Geraden. Zwischen ihnen ist
der Schlauch 13 verlegt. Dieser Schlauch besteht aus einem flexiblen Material, wie
Gummi oder Kunststoff, mit einem ausgeprägten Formgedächtnis. Dies bedeutet, daß
der Schlauch nach jeder Zusammendrückung seinen ursprünglichen Zustand
selbsttätig
möglichst vollständig wieder einnimmt.
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Die untere Umfangswand 14 bildet eine Mulde, indem sie ein Kreissegment
um den Mittelpunkt 15 des Gehäuses beschreibt.
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In diese Mulde wird der Schlauch 13 von den Walzen 16, 17 und 18,
die um die Mittelachse 15 kreisen, abwechselnd hineingedrückt und in der Mulde flachgedrückt.
Der Abstand, den die Walzenflächen während des Vorbeilaufs von der Innenfläche der
Mulde haben, entspricht etwa der doppelten Wandstärke des Schlauches 13, so daß
der Schlauch zwischen der jeweiligen Walze und der Mulde vollständig flachgedrückt
wird.
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Die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehenen drei Walzen
16, 17 und 18 sind, bezogen auf die Mittelachse 15, in gleichen Winkelabständen-angeordnet,
so daß der zwischen zwei Walzen gebildete Winkel 19 120° beträgt.
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Der Winkel 20, über den der Schlauch während des Zusammendrückens
durch die Walzen in der Mulde abgestützt wird, beträgt etwa 90°, so daß die Schlauchöffnung
am rückwärtigen Ende des Schlauches immer erst dann geschlossen wird, wenn die vordere
öffnung 22 sich bereits zu einem erheblichen Teil geöffnet hat. Kurzzeitig entsteht
daher eine Fluidverbindung von der Einlaßseite zur Auslaßseite, jedoch kann wegen
des schnellen Laufs der Pumpe in der kurzen Zeit, in der diese Durchgangsverbindung
besteht, kein Rückfluß von der Auslaßseite zur Einlaßseite erfolgen.
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Wie Fig. 1 zeigt, sind die Schlauchenden in dem Einlaßstutzen 11 und
dem Auslaßstutzen 12 mit Klemmstücken 23 bzw. 24 festgeklemmt. Der Schlauch steht
im Inneren des Pumpengehäuses jedoch nicht unter Zugspannung.
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Fig. 2 und 3 zeigen den umlaufenden Käfig 25, in dem die Walzen 16,17
und 18 gelagert sind. Jede der Walzen 16, 17 und 18 ist auf einer Welle 26 gelagert.
Die Wellen 26 sind an ihren beiden Enden an jeweils einer Scheibe 27, 28 befestigt.
Die Wellen 26 bilden zusammen mit den Scheiben 27 und 28 einen starren Käfig, wobei
jede Walze 16, 17, 18 auf der zugehörigen Welle 26 drehbar ist.
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Der Antrieb des Käfigs bzw. der einzelnen Walzen erfolgt über eine
Welle 29, die aus dem Pumpengehäuse 10 herausragt, und an die beispielsweise eine
Handbohrmaschine angesetzt werden kann, um die Pumpe anzutreiben. Die Drehzahl beträgt
z.B. 3.000 U/min.
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An einem Ende jeder Walze 16, 17, 18 befindet sich ein Zahnrad 30,
31, 32. Sämtliche Zahnräder liegen in einer gemeinsamen Ebene. Auch an der Antriebswelle
29 ist ein Zahnrad 33 befestigt. Dieses Zahnrad 33 kämmt mit jedem der drei Zahnräder
30, 31 und 32. Wenn die Welle 29 in Drehung versetzt wird, treibt das Zahnrad 33
die Planetenzahnräder 30, 31 und 32 an und diese laufen um die Achse der Antriebswelle
29 herum um. Dabei dreht sich der Käfig 25, an den die Zahnräder 30, 31, 32 gelagert
sind, mit.
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Sämtliche Teile der Pumpe sind von dem Gehäuse 10 umschlossen, wobei
nur die Antriebswelle 29 und die beiden Schlauchanschlüsse aus dem Gehäuse herausragen.
Die gesamte Pumpe ist daher vollständig gekapselt.
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