DE2851060A1

DE2851060A1 - Membranpumpe zur erzeugung von ueber- und unterdruck in gasfoermigen medien

Info

Publication number: DE2851060A1
Application number: DE19782851060
Authority: DE
Inventors: Arnold Seipel; Guentherm Borchen Sendfeld
Original assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1978-11-25
Filing date: 1978-11-25
Publication date: 1980-06-12
Also published as: FR2442355A1; GB2037375A; SE7908141L

Description

Membranpumpe zur Erzeugung von tfoer- und Unterdruck in gasförmigen Medien.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe zur Erzeugung von Über- und Unterdruck in gasförmigen Medien mit einem Antrieb durch ein im Zentralbereich einer Membran angreifendes Pleuel oder dergleichen, und mit zwei Pumpenkammern.

Aus der DE-OS 22 32 956 ist eine pneumatische Anlage zur Beaufschlagung von membrangesteuerten Arbeitselementen bekanntgeworden, mit der ein Druckerzeuger verwendet wird, der sowohl Über- als auch Unterdruck erzeugt und Überdruck wie Unterdruck an die Arbeitselemente liefert. Der Druckerzeuger ist nicht näher beschrieben. Ferner ist aus der DE-OS 21 45 619 eine Steuervorrichtung für einen doppelt wirkenden pneumatischen oder hydraulischen Servomotor bekanntgeworden, der ebenfalls von einem nicht näher beschriebenen Druckgenerator, wie einer Druckpumpe, mit gleichzeitiger Über- und Unterdruckerzeugung Gebrauch macht.

Es ist ferner eine Doppelkammer-Membranpumpe bekanntgeworden, bei der ein gemeinsamer elektrischer Antrieb zwei einzelne Membranpumpen antreibt, von denen eine den Überdruck und die andere den Unterdruck erzeugt. Obgleich diese Doppelkammer-Membranpumpe für die beiden vorgenannten Anwendungsfälle geeignet ist, weist sie jedoch verschiedene Nachteile auf, die durch die Erfindung überwunden werden.

030024/0067

Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine Membranpumpe der eingangs genannten Art. Sie hat zum Ziel, einen besseren Wirkungsgrad und eine geringere Geräuschentwicklung zu erreichen. Erfindungsgemäß sind beide Pumpenkammern einander gegenüberliegend durch eine Membran voneinander getrennt angeordnet, und jede Pumpenkammer hat sowohl einen Überdruckais auch einen Unterdruckanschluß. Es ergibt sich dadurch bei gleicher Leistung ein geringerer Hub bei zusätzlich geringerer Antriebsdrehzahl, woraus sich insbesondere die Geräuscharmut ergibt. Da der Hub in beiden Richtungen genutzt wird, ergibt sich ein sehr guter Wirkungsgrad für die Überdruck- und Unterdruckseite· Der wirksame Membrandurchmesser kann verhältnismäßig klein gewählt werden.

In den Zeichnungen sind in den Figuren 1 bis 5 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Figur 1 zeigt eine Membranpumpe mit ihrem Antrieb im Schnitt. Figur 2 zeigt die Ein- und Auslaßventile derselben Membranpumpe. Figur 3 zeigt ein Gehäuseteil einer anderen Membranpumpe im Schnitt. Figur 4 zeigt das zugehörige Gehäuseteil ebenfalls im Schnitt, und Figur 5 zeigt in Draufsicht das Gehäuseteil gemäß Figur 3-

Die Membranpumpe gemäß Figur 1 besitzt zwei Pumpenkammern, die durch eine gemeinsame Membran 1 voneinander getrennt sind. Die Pumpe wird im wesentlichen durch zwei Gehäuseteile 2 und 3 gebildet, die z. B. aus Kunststoff bestehen können. Sie können z. B. durch eine Schnappverbindung miteinander verbunden sein, wobei die Membran 1 mit ihrem Randteil zwischen den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 eingefaßt wird. Die Membran 1 ist von zwei Membrantellern 4 und 5 umfaßt, die mit dem Antrieb verbunden sind.

Der Antrieb kann z. B. aus einem Elektromotor 6 bestehen, der ein Pleuel 7 antreibt. Eine Schraube 8 verbindet die Membranteller 4 und 5 mit dem Pleuel 7. In die Wand des Gehäuseteils 2 ist ein Formteil 9 aus einem gummielastischen

030024/0067

Stoff eingesetzt, durch das das Pleuel hindurchgeführt ist. Das Formteil 9 ist zumindest teilweise als Faltenbalg ausgebildet. Es dient zur Abdichtung der einen Pumpenkammer gegen den Antrieb und ermöglicht die Bewegung des Pleuels im erforderlichen Umfang.

Sowohl die Membranteller 4 und 5 und die Pumpenwände der Gehäuseteile 2 und 3 sind als Kugelabschnitte ausgebildet. Hierdurch wird besonders wenig toter Raum erzielt und der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht. Der Hub des Antriebs ist so bemessen, daß die Membranteller 4 und 5 in ihrer jeweiligen Endstellung gerade eben nicht an der Pumpenwand anliegen. Während der Pleuelbewegung werden die Membranteller, die als Kugelabschnitte geformt sind, nicht nur auf und ab bewegt, sondern auch in geringem Maße auf der ebenfalls kugelabschnittartig konkav ausgebildeten Innenwand der Pumpenkammer sozusagen abrollend. Die Membranpumpe ist als Folge dieser Maßnahmen auch sehr geräuscharm.

In Figur 2 sind die Überdruckanschlüsse 10 und 11 und die Unterdruckanschlüsse 12 und 13 der Pumpe gemäß Figur 1 dargestellt. Es sind lediglich die Anschlüsse selbst und die mit ihnen zusammenwirkenden Teile der Pumpenkammerwande geschnitten dargestellt. Die übrigen Teile der Pumpe sind nicht geschnitten. Wie aus der Figur 2 hervorgeht, sind die jeweiligen Anschlüsse als Kunststoff-Formteile ausgebildet, die in einer Schnappbefestigung in den Gehäuseteilen 2 und befestigt sind. Die Anschlüsse bilden zusammen mit einer gummielastischen Membran, die eingelegt ist, und entsprechend ausgebildeten Öffnungen der Kammerwände jeweils ein Ventil, das im Falle der Anschlüsse 10 und 11 das Ausdrücken des Überdruckes aus den beiden Pumpenkammern erlaubt und im Falle der Anschlüsse 12 und 13 die Verbindung des Unterdrucksystems mit den beiden Pumpenkammern zum Zwecke des Auspumpens.

Die erfindungsgemäße Anordnung und Form bringt einen guten Wirkungsgrad für die Über- und Unterdruckseite. Der Hub wird

030024/006?

in beiden Richtungen genutzt. Über- und Unterdruck werden pro Motorumdrehung zweimal erzeugt. Dies ist im Kurvenverlauf etwa vergleichbar mit der Doppelweg-Gleichrichtung in der Elektrotechnik. Pneumatisch zeigt sich eine Wirkung, die etwa zwischen einer Kolbenpumpe, bei der pro Motorumdrehung einmal Unter- und Überdruck gepulst erzeugt werden, und einer gleichmäßigen Förderpumpe, ζ. Β. einer Verdrängerpumpe oder einem Gebläse, liegt. Wegen des guten Wirkungsgrades kann die Antriebsleistung relativ gering sein und der wirksame Membrandurchmesser verhältnismäßig klein.

In den Figuren 3 und 4 ist im Schnitt ein anderer Aufbau der Pumpenkammern dargestellt. Figur 3 zeigt ein Gehäuseteil 21 im Schnitt, das die Wand der von der Antriebsseite abgewandten Pumpenkammer bildet, während Figur 4 ein Gehäuseteil 22 im Schnitt zeigt, das die Wandung der dem Antrieb näher liegende Pumpenkammer bildet. Beide Teile können ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sein und in einer Schnappverbindung miteinander befestigt sein.

Während bei der Pumpe gemäß Figur'1 und 2 die Anschlüsse 10 bis 13 von außen in die Kammerwände eingesetzt sind und zur Bildung der notwendigen Ventile dienen, sind bei der Pumpe gemäß Figur 3 und 4 entsprechende Formteile in die Innenseite der Kammerwände eingesetzt, welche die Bin- und Auslaßventile für die Unter- und Überdruckseite bilden. Das Überdruckventil des Gehäuseteils 21 mündet in einen Kanal 24, während das Unterdruckventil in einen Kanal 25 mündet. In gleicher Weise mündet das Überdruckventil des Gehäuseteils 22 in einen Kanal 26 und das Unterdruckventil in einen Kanal 27.

Beim Zusammenbau der Gehäuseteile 21 und 22 wird die entsprechende Membran zur Bildung der beiden Pumpenkammern der Membranpumpe dazwischengelegt, die in gleicher Weise wie die Pumpe gemäß Figur 1 und 2 mit entsprechenden Membrantellern und einem entsprechenden Antrieb versehen ist. Das Randteil dieser Membran ist erheblich breiter ausgebildet als für eine Einspannung und Abdichtung notwendig wäre,

030024/0067

denn es dient auch 2ur Abdichtung der Stellen, an denen der Kanal 26 und der Kanal 24 (Überdruck) aufeinander treffen sowie der Kanal 25 und der Kanal 27 (Unterdruck). An diesen Stellen weist der Rdndteil der Membran jeweils eine Öffnung auf, die die Verbindung zwischen den jeweiligen Kanälen erlaubt und gleichzeitig an der Verbindungsstelle für die notwendige Abdichtung gegenüber den Pumpenkammern sorgt.

Ein Deckelteil 28 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 29 auf das Gehäuseteil 21 aufgesetzt. Es besitzt einen Überdruckanschluß 28a und einen Unterdruckanschluß 28b. Figur zeigt den Deckel in Draufsicht.

Durch das System der Kanäle 24 bis 27 ist dafür gesorgt, daß die Membranpumpe trotz ihrer zwei Kammern nur einen Überdruck- und einen Unterdruckanschluß aufweist, also leicht an die jeweiligen Verbraucher, z. B. an ein Zentralverriegelungssystem in einem Kraftfahrzeug, angeschlossen werden kann. An die Stelle des Deckelteils 28 kann auch z. B. ein Steuergerät für derartige Zwecke treten. Infolge der inneren Verbindungen gemäß Figur 3 und 4 wird also ein sehr kompaktes und verlustarmes Gerät geschaffen.

Man kann auch die beiden Pumpenkammern hintereinander statt parallel schalten und dadurch einen höheren Unter- bzw. Überdruck erreichen. Auch in diesem Falle ergeben sich die' Vorteile des hohen Wirkungsgrades, der kompakten Bauweise und des geräuscharmen Laufs. Die Hintereinanderschaltung kann z. B. durch eine ähnliche Verbindung über Kanäle wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3, 4 und 5 erfolgen, oder über ein Ventil in der die beiden Kammern trennenden Membran mit den beiden Membrantellern bewirkt werden.

0 3002A/0 067

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Membranpumpe zur Erzeugung von Über- und Unterdruck in gasförmigen Medien mit einem Antrieb durch ein im Zentralbereich einer Membran angreifendes Pleuel oder dergleichen, und mit zwei Pumpenkammern, dadurch gekennzeichnet,

daß beide Pumpenkammern einander gegenüberliegend durch eine Membran (i) voneinander getrennt angeordnet sind, und daß jede Pumpenkammer sowohl einen Überdruck- als auch einen Unterdruckanschluß hat.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruck- und Unterdruckanschlüsse beider Pumpenkammern in dem gemeinsamen Gehäuse (21, 22) miteinander verbunden sind»
3. Membranpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen (21, 22) besteht, die die Membran (1) zwischen sich einschließend miteinander verbunden sind, und daß in den Gehäuseteilen Kanäle (24, 25, 26, 27) eingebracht sind, die aneinanderstoßend die Überdruck- und Unterdruckanschlüsse miteinander verbinden.
4. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) mit einem Randteil versehen ist, das als Dichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen dient.
5. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) von zwei Membranteilen (4, 5) umfaßt ist, die mit dem Antrieb verbunden sind.
6. Membranpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranteller (4, 5) in ihrer Formgebung der Form der Pumpenkammerwände entsprechen.
7· Membranpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

030024/0067 ORIGINAL INSPECTED

daß die Membranteller (4, 5) und Pumpenwände als Kugelabschnitte ausgebildet sind.
8. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Membran (1) antreibendes Pleuel (?) durch die Wand einer Pumpenkammer mit Hilfe eines gummielastischen Pormteils (9) geführt ist.

9· Membranpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (9) zumindest teilweise als Faltenbalg ausgebildet ist.

030024/0067