DE2911609A1 - Membranpumpe - Google Patents

Membranpumpe

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DE2911609A1 DE19792911609 DE2911609A DE2911609A1 DE 2911609 A1 DE2911609 A1 DE 2911609A1 DE 19792911609 DE19792911609 DE 19792911609 DE 2911609 A DE2911609 A DE 2911609A DE 2911609 A1 DE2911609 A1 DE 2911609A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009Special features
    • F04B43/0054Special features particularities of the flexible members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/14Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action having plate-like flexible members

Description

  • Membranpumpe Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einem ringhohlraumförmigen Arbeitsraum, der durch eine feste Arbeitsraum-Außenwand sowie durch eine verförmbare Arbeitsraum-Innenwand (Ringmembrane) begrenzt ist, wobei ein mit einem Exzenterantrieb versehenes Druckglied die Ringmembrane in einem umlaufenden Dichtbereich gegen die Arbeitsraum-Außenwand drückt.
  • Man kennt bereits eine Pumpe mit ringhohlraumförmigem Arbeitsraum und nachgiebiger Innenwand, welche durch ein Druckglied gegen die feste Wand des Arbeitsraumes gedrückt wird. Dabei dienen alsDruckglied mehrere koaxiale Scheiben, die mit unterschiedlicher Exzentrizität auf einer Antriebswelle angeordnet sind. Diese Pumpen haben zahlreiche Nachteile. Das mehrexzentrische Druckglied ergibt einen aufwendigen Aufbau. Außerdem besteht ein wesentlicher Nachteil in einer hohen Belastung der Membrane, die z.B. durch erhebliche Walkarbeit während des Betriebes der Pumpe geleistet werden muß. Hinzu kommt auch eine erhebliche Membran-Belastung durchgrosse Anlageflächen an dem Druckglied und die sich daraus ergebende großflächige Reibung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Membranpumpe zu schaffen, die unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile insbesondere hohe Druckdifferenzen erzeugen kann, dabei vergleichsweise einfach im Aufbau ist und deren Membrane vergleichsweise gering belastet wird. Auch ist erwünscht, daß betriebsbedingte maß-L J liche Änderungen, z.B. Verschleiß od.dgl., keine praktisch ins Gewicht fallenden Änderungen, insbesondere bezüglich der Dichtigkeit der Pumpe hervorrufen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß bei einer Membranpumpe der eingangs er wähnten Artirlas Druckglied einen Rollkolben und der Exzenterantrieb ein Rollkolben-Antriebselement aufweisen und daß, in der Umlaufebene gesehen, der Rollkolben sowohl bezüglich der Arbeitsraum-Außenwand. als auch bezüglich des Rollkolben-Antriebselementes kippbar angeordnet ist.
  • Es ist somit ein zusätzlicher "Freiheitsgrad" für die Bewegung des Rollkolbens geschaffen, so daß dieser innerhalb der Ebene seiner Umlaufbewegung zusätzlich kippbar ist. Durch diese Kippbewegung wird der Dichtbereich gegenüber dem Antriebsangriffsbereich für den Rollkolben verlagert im Sinne eines Spielausgleiches. Dadurch kann man ein Spiel zulassen, ohne daß die Dichtigkeit zwischen den zusammenwirkenden Pumpenteilen praktisch beeinträchtigt wird. Außerdem wird dadurch die Belastung der Membrane erheblich herabgesetzt und ihre Lebensdauer vergrößert. Durch die Kippbewegung des Rollkolbens kann das gegebenenfalls vorgesehene Spiel ausgeglichen und trotzdem ein Dichtbereich aufrechterhalten bleiben.
  • Zweckmäßigerweise ist der Rollkolben innen koaxial zu seinem Außenmantel hohl ausgebildet, wobei das Rollkolben-Antriebselement koaxial zur Arbeitsraum-Außenwand gelagert ist und mit seiner Exzenter-Angriffsstelle die Rollkolben-Innenwand umlaufend beaufschlagt.
  • Der Exzenterantrieb mit dem Rollkolben-Antriebselement kann dadurch innerhalb von dem Rollkolben gelagert werden, so daß sich insgesamt ein einfacher Aufbau ergibt.
  • Um die vorerwähnte Kippbewegung des Rollkolbens zu ermöglichen ist insbesondere vorgesehen, daß mindestens in einer, vorzugsweise in allen Querschnittsebenen der jeweilige Aussenradius des Exzenter-Antriebes zuzüglich der jeweiligen Ringdicke des Rollkolbens, zuzüglich der jeweiligen Wandstärke der Membrane etwa gleich, vorzugsweise unter Bildung eines geringfügigen Spiels ein wenig kleiner als der jeweilige lichte Radius der Arbeitsraum-Außenwand ist.
  • Die Toleranzen dieser Pumpenteile können dadurch definiert in den Untermaßbereich verlegt werden. In vorteilhafter Weise ist dadurch die Herstellung der Pumpenteile wesentlich vereinfacht. Maßliche Abweichungen werden durch eine entsprechende Kippbewegung des Rollkolbens ausgeglichen, so daß sie auf die Dichtigkeit der Pumpe praktisch keine nachteiligen Einflüsse mehr haben. Wenn praktisch kein Spiel vorhanden ist, so wird sich in der Praxis,bedingt durch die Elastizität der Membrane, trotzdem in der Regel ein Nachlauf des Rollkolbens einstellen.
  • Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Membranform und der Membrandurchmesser wenigstens bezUglich ihres Querschnittes so gewählt sind, daß sie in zumindest nahezu allen Drehlagen des Rollkolbens spannungsfrei, zumindest weitgehend spannungsfrei ist.
  • Die Belastung der Ringmembrane ist dadurch wesentlich reduziert, so daß sie auch eine entsprechend lange Lebensdauer aufweisen kann.
  • Zweckmäßigerweise ist die Arbeitsraum-Außenwand, im Längsschnitt gesehen'nach außen gewölbt, wobei die Rollkolbenaußenfläche eine in ihrer Kontur unter Berücksichtigung der Wandstärke der Membrane auf diese Wölbung abgestimmte Aussen-Längsschnittform mit einer Konvexwölbung aufweist. Das wirksame Schöpfvolumen der Pumpe wird dadurch vergrößert.
  • Zur Erhöhung der Lebensdauer trägt auch mit bei, daß die Ringmembran-Innenseite bezüglich der Ablauffläche des Rollkolbens insgesamt eine knickfreie Oberfläche bzw. für den Rollkolben eine stoßfreie Umlauffläche aufweist. Außerdem ist dadurch ein ruhigerer Lauf des Rollkolbens zu erzielen.
  • Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, daß die Ringmembrane aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer besteht und zweckmäßigerweise eine Dicke von etwa 1 mm bis 4 mm aufweist.
  • Eine derartige Ringmembrane weist in vorteilhafter Weise die notwendige Bewegbarkeit auf, wobei jedoch gleichzeitig auch sichergestellt ist, daß die Membrane insbesondere auf der Saugseite von der Arbeitsraum-Außenwand abhebt.
  • Für den letztgenannten Fall ist es auch zweckmäßig und vorteilhaft, wenn die Ringmembrane in Umfangsrichtung praktisch unnachgiebig, in radialer Richtung jedoch dehnbar ist und wenn in Umfangsrichtung vorzugsweise eine etwa zumindest im Vergleich zum Membranwerkstoff unnachgiebige Einlage od.dgl.
  • Verstärkung z.B. aus Fäden, Gewebe od.dgl. vorgesehen ist.
  • Eine unerwünschte und für den Betrieb der Pumpe in Umfangsrichtung auch nicht notwendige Dehnung der Membrane kann dadurch vermieden werden. Außerdem wird, wie schon vorerwähnt, ein sicheres Abheben der Ringmembrane von der Arbeitsraum-Außenwand sichergestellt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Pumpengehäuse und/oder der Rollkolben, vorzugsweise beide Pumpenteile, Spritz- oder Gußteile sind, insbesondere aus Metall, vorzugsweise aus nicht nachbearbeitetem Druckguß. Dadurch ist eine besonders kostengünstige Herstellung möglich, wobei die dabei gegebenenfalls vorhandenen Maßungenauigkeiten und auch Abweichungen von der Kreisform sowohl beim Gehäuse wie auch beim Rollkolben durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rollkolbens ausgeglichen werden können.
  • Um der Ringmembrane in Umfangs richtung eine möglichst geringe Dehnfähigkeit zu geben, kann die Ringmembrane in Umfangsrichtung als Verstärkung od.dgl. wenigstens einen umlaufenden Wulst aufweisen.
  • Dieser ist dann zweckmäßigerweise derart bemessen, daß er bezüglich seines Querschnittes sowie gegebenenfalls seines Biegeträgheitsmomentes die vom Rollkolben unbeaufschlagten Membranabschnitte von der Arbeitsraum-Außenwand mitabziehen.
  • Dabei ist wesentlich, daß die Verformungsarbeit so gering wie möglich bleibt, daß aber andererseits auch beim Ansaugen aus dem Vakuum die entsprechenden Membranabschnitte von der Arbeitsraum-Außenwand abgezogen werden. In diesem Fall kann man gegebenenfalls gut ohne Fadeneinlage bei der Membrane auskommen.
  • Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung sowie in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.
  • Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben.
  • Es zeigen, zum Teil etwas schematisiert, in unterschiedlichen Maßstäben: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Motorpumpen-Aggregates mit zum Teil aufgebrochen dargestellter Pumpe, Fig. 2 einen Querschnitt einer Pumpe gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 3, Fig. 3 einen Längsschnitt einer Pumpe gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine halbseitig quergeschnittene Seitenansicht einer Ringmembrane im unverformten Zustand, Fig. 5 eine Seitenansiöht dieser unverformten Ringmembrane nach Fig.4, zum Teil im Schnitt gehalten entsprechend der dortigen Schnittlinie V-V, Fig. 6 einen vergrößerten Längsschnitt-Ausschnitt einer eingespannten Mkmr brane etwa im Bereich der unteren Hälfte der Pumpe in Fig. 2, wobei der Maßstab in radialer Richtung erheblich ukerhöht ist, Fig. 7 eine etwa Fig. 6 entsprechende Längsschnitt-Teildarstellung, hier jedoch im Bereich des Einspannstückes der Ringmembrane, Fig. 8 eine stark schematisierte Ansicht einer Querschnittsebene einer Ringmembrane in ausgebautem, entspanntem Zustansd, Fig. 9 eine stark schematisierte Seitenansicht einer Membranpumpe mit im unteren Totpunkt befindlichem Rollkolben, Fig. 10 eine stark schematisierte Seitenansicht einer Membranpumpe mit einem gegenüber Fig.9 in Umlaufrichtung mn 900 weitebewegtem R kolben, Fig. 11 eine abgewandelte Ausführungform einer Membranpumpe, die ein Hilfsdruckglied besitzt, Fig. 12 einen Teilquerschnitt einer Pumpe in Einbaulage, Fig. 13 eine Darsteflung zur Verdeutlichung der Andruckverhältnisse im Dichtbereich bei unterschiedlichen Nachlaufwinkeln des Rollkolbens, Fig. 14 ein Diagramm, bei dem der AnpreSdruck im Druckbereich in Ab, hängigkeit vom Nachlaufwinkel aufgetragen ist, Fig. 15 bis 18 Darstellungen für die geometrische Berechnung der Membranumfänge entsprechend den gegen Ende der Beschreibung dargelegten Berechnungsangaben, Fig. 19 und 20 etwa Fig. 4 und 5 entsprechende Ansichten einer Ringmembrane, die hier jedoch mit einem Wulst versehen ist und Fig. 21 eine Detailansicht der in Fig. 3 strichpunktiert umrandeten Einzelheit Q, wobei hier jedoch die Membrane mit einem Wulst versehen ist.
  • Fig. 1 zeigt eine. an einen Antriebsmotor 2 angeflanschte Membranpumpe 1, nachstehend auch kurz "Pumpe 1" genannt. Sie weist einen Sauganschluß 3 sowie einen im Ausführungsbeispiel in gleicher Querschnittsebene angeordneten Druckanschluß - 4 auf. Die Pumpe 1 und der Antriebsmotor 2 bilden hier ein Motor-Pumpenaggregat. Der Motor 2 weist einen Befestigungsfuß 37 auf.
  • Der Innenaufbau der Pumpe 1 ist im wesentlichen. gut in Fig.
  • 2 und 3 erkennbar. Die Pumpe 1 weist einen ringhohlraumförmigen Arbeitsraum 6 auf, der durch eine feste Arbeitsraum-Außenwand 7 sowie durch eine verformbare Arbeitsraum-Innenwand 8 begrenzt ist. Die Arbeitsraum-Innenwand 8 ist durch eine Ringmembrane 9 gebildet.
  • Die Ringmembrane 9 wird durch ein im wesentlichen durch einen Rollkolben 10 gebildetes Druckglied 11 umlaufend gegen die Arbeitsraum-Außenwand 7 gedrückt. Als Antrieb für den Rollkolben 10 dient ein Exzenterantrieb 12. Dieser ist innerhalb von dem innen koaxial zu seinem Außenmantel 13 hohl ausgebildeten Rollkolben 10 angeordnet. Der Exzenterantrieb 12 weist ein Rollkolben-Antriebselement 14 auf. Dieses besitzt einen mit der Antriebswelle 15 (Fig. 3) verbundenen Dreharm 16, der an seinem freien Ende eine Rolle od.dgl., vorzugsweise, wie im Ausführungsbeispiel erkennbar, ein Kugellager 17 trägt Beim Umlauf dieses Kugellagers 17 gemäß dem Pfeil Pf 1 wird der Rollkolben 10 umlaufend an seiner Innenwand 18 beaufschlagt. Entsprechend wird auch die Ringmembrane 9 umlaufend in einem Anpreßbereich Pr dichtend an die Arbeitsraum-Außenwand 7 gedrückt. Dadurch ergibt sich eine Verdrängung des in dem Arbeitsraum 6, insbesondere in dessen Druckteil 6b befindlichen Fördermediums. Dieses Fördermedium ist druckseitig (6b) punktiert und saugseitig (6a) durch Kreuze gekennzeichnet.
  • Erfindungsgemäß ist der Rollkolben 10 durch den vorerwähnten Aufbau der Pumpe 1 sowohl bezüglich der Arbeitsraum-Außenwand 7 als auch bezüglich des Rollkolben-Antriebselementes 14 kippbar angeordnet. Bei dieser möglichen Kippbewegung rollt die Innenwand 18 des Rollkolbens 10 auf dem Außenmantel des Kugellagers 17 ab, während der-Außenmantel 13 des Rollkolbens 10, unter Zwischenlage der Ringmembrane 9, auf der Arbeitsraum-Außenwand 7 abrollt. Diese Kippbewegung in der Umlaufebene des Rollkolbens 10 wird durch folgende geometrische MaBnahmen erreicht: Insbesondere ist in vorzugsweise allen Querschnittsebenen der Pumpe der jeweilige Außenradius rl (Pfeil Pf 4 in Fig.2 des Exzenter-Antriebes 12, zuzüglich der jeweiligen Ringdicke d des Rollkolbens 10, zuzüglich der jeweiligen Wandstärke w der Ringmembrane 9 etwa gleich, vorzugsweise geringfügig kleiner als der jeweilige lichte Radius R1 der Arbeitsraum-Außenwand 7.
  • Dadurch ist zwischen den Pumpenteilen 12, 17, 10, 9 einerseits und der Arbeitsraum-Außenwand 7 vorzugsweise etwas Spiel S vorhanden, wie dies in der in Fig. 12 gezeigten Einbaulage deutlich erkennbar ist. In dieser hier gezeigten Einbaulage befindet sich der Rollkolben zur Verdeutlichung der maßlichen Verhältnisse in einer Neutralstellung, in der er relativ zu dem Rollkolbenantriebselement 14 keine Verkippung aufweist. Dementsprechend bildet sich bei dem vorgesehenen Spiel S auch keine Anlagestelle mit entsprechendem Anpreßbereich Pr des Rollkolbens 10 bzw. der Membrane 9 an der Arbeitsraum-Außenwand 7. Die hier gezeigte Stellung des Rollkolbens gibt somit keine Betriebssituation der Pumpe sondern nur eine Darstellung zur Erklärung der Arbeitsweise der Pumpe wieder.
  • Das Spiel S ermöglicht die vorerwähnte Kippbewegung des Rollkolbens 10 gegenüber dem Kugellager 17 einerseits und gegenüber der Arbeitsraum-Außenwand 7 andererseits. Auch wenn das Spiel zwischen den vorerwähnten Pumpenteilen praktisch Null wäre, ist wegen der Druckelastizität der Ringmembrane 9 trotzdem eine dann geringere Verkippung des Rollkolbens 10 möglich. Daraus ist auch erkennbar, daß das Maß der möglichen Kippbewegung des Rollkolbens 10 von dem vorerwähnten Spiel S abhängt. Das Spiel S ist dabei der lichte Radius Rizinus der Summe aus dem Außenradius ruder Ringdicke d sowie der Wandstärke w der Ringmembrane 9 (Fig.12). Dieses Spiel S kann in der Praxis von etwa 0 mm an bis etwa 1,5 mm betragen. Daraus ergibt sich ein Nachlaufwinkel A (Fig. 2) zwischen der Anlagestelle F des Rollkolben-Antriebselementes 14 (Fig. 2) ,-insbesondere des Kugellagers 171 und der Innenwand 18 des Rollkolbens sowie etwa der Mitte der Anpreßbereiches Pr des Rollkolbens 10 bzw. der Ringmembrane 9 an der Arbeitsraum-Außenwand 7 zwischen etwa 10 bis maximal etwa 400.
  • Die Kippung des Rollkolbens 10 in die in Fig. 2 gezeigte Nachlaufstellung mit dem Nachlaufwinkel A ergibt sich einerseits durch die Antriebs- bzw. Drehrichtung des Exzenterantriebes 12 und andererseits aber auch durch die Druckverhältnisse im saugseitigen und druckseitigen Arbeitsraum 6a bzw. 6b. Durch diese Drltckverhältnisse wird auch der Dichtdruck im Anpreßbereich Pr mitbeeinflußt. Unter sonst gleichen Verhältnissen wächst die Dichtkraft im Anpreßbereich Pr mit der Dr'kdifferenz zwischen dem Saug-Arbeitsraum 6a und dem Druck-Arbeitsraum 6b. Somit erlaubt die Pumpe 1 ohne bauliche Veränderungen eine- Anpassung der Abdichtung im Ampreßbereich Pr an die jeweiligen Betriebsverhältnisse der Pumpe 1. Bei kleineren Druckdifferenzen zwischen der Saug- und der Druckseite ergibt sich dementsprehend in der Pegel ein verminderter, den Druckverhältnissen angepaßter Dichtdruck, während bei größeren Druckdifferenzen zwischen der Saug- und der Druckseite entsprechend auch ein höherer Dichtdruck wirksam wird.
  • Die jeweils an betriebsbedingte Gegebenheiten angepaßte Abdichtung wirkt sich auch in vorteilhafter Weise verschleißmindernd auf die Ringmembrane 9 aus, da diese auch nur den jeweiligen Dichtanforderungen entsprechend druckbelastet wird. Außerdem ist auch die notwendige Antriebsleistung der Pumpe, insbesondere deren Leerlaufleistung ,dadurch reduziert.
  • Neben der vorerwähnten Abhängigkeit des Dichtdruckes im Anpreßbereich Pr gemäß dem Pfeil Pf 2 ist dieser Dichtdruck auch noch von der Größe des Nachlaufwinkels A abhängig. Dabei ergibt sich durch die bei unterschiedlichen Nachlaufwinkeln A entsprechend unterschiedlichen Angriffshebelarme eine dem Nachlaufwinkel A etwa umgekehrt proportionale Veränderung des Dichtdruckes. Demnach ist bei kleinem Nachlaufwinkel A der Dichtdruck (Pfeil Pf 2) bei sonst gleichen Bedingungen größer als bei einem größeren Nachlaufwinkel A. Dies wird später anhand der Fig. 13 noch näher erläutert.
  • Der besseren Übersicht wegen ist in Fig. 2 ein für die Praxis sehr großer Nachlaufwinkel A dargestellt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß insbesondere Nachlaufwinkel A im Bereich von etwa 100 sehr günstig sind. Jedoch können unter anderem auch in Abhängigkeit vom Fördermedium zur Erzielung unterschiedlicher Dichtdrücke auch entsprechend andere Nachlaufwinkel A gewählt werden.
  • Ein möglichst kleiner Nachlaufwinkel Ahat auch noch im Bereich des oberen Totpunktes OT des-Rollkolbens 10, woauchderSauganschluß 3 und der Druckanschluß 4 vorgesehen sind, günstige Auswirkungen. In diesem oberen Totpunktbereich OT tritt nämlich eine Anderung der auf den Rollkolben 10 einwirkenden Kräfte auf, so daß dieser das Bestreben hat, eine entsprechende Ausgleichskippbewegung durchzuführen. Bedingt durch den vorzugsweise vorgesehenen kleinen Nachlaufwinkel A wird diese Kippbewegung jedoch in engen Grenzen gehalten. Außerdem sorgt die im Bereich des oberen Totpunktes OT besonders geformte Ringmembrane 9, wie dies später noch beschrieben wird, zu einer guten Führung des Rollkolbens, so daß auch dadurchdie vorerwähnte Ausgleichs-Kippbewegung zumindest gedämpft wird.
  • Für den gleichen Zweck ist es auch vorteilhaft, wenn der Unfangswinkel B zwischen der Auslaßöffnung 19 und dem Einspannstück 20 größer ist als der Nachlaufwinkel A, wobei dieser vorzugsweise wiederum kleiner als der Umfangsabschnitt mit dem Winkel C ist, in welchem das Einspannstück 20 angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Krafteinwirkung auf den Rollkolben 10, die gegebenenfalls zu einer Ausgleichs-Kippbewegung führen kann, in den Bereich nach der Auslaßöffnung 19 und insbesondere auch in den Bereich des Einspannstückes 20 verlegt.
  • Der Umfangswinkel D zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung 21 bzw. 19 ist in der Regel unter Berücksichtigung der Unfangserstreckung des Einspannstückes 20 so klein wie möglich. Dementsprechend ist das wirksame Arbeitsvolumen der Membranpumpe 1 vergleichsweise groß. Gegebenenfalls kann der Unfangswinkel D je nach dem gewünschten Enddruck der Pumpe 1 auch anpaßbar sein.
  • Die Arbeitsraum-Außenwand 7 ist,im Längs schnitt gesehen (Fig.3)1nach außen gewölbt. Entsprechend weist auch der Rollkolben-Außenmantel 13 eine in seiner Kontur unter Berücksichtigung der Wandstärke w der Ringmembrane 9 eine auf diese Wölbung abgestimmte Außen-Längsschnittform mit einer Xonvexwölbung 1 3a auf. Die einzelnen koaxialen Querschnitte der Arbeitsraum-Aussewand 7 sind kreisförmig ausgebildet und das Rollkolhen-Antriebselement 14 ist konzentrisch dazu gelagert. Fig. 3 läßt auch noch gut erkennen, daß die Ringmembrane 9 in ihrem - in der Achsrichtung gesehen - aktiven Umfangsbereich 22 etwa gleiche Wandstärken w hat.
  • In Fig. 3 befindet sich der Rollkolben 10 in einer gegenüber Fig. 2 etwa um 900 weiterbewegten Lage, wie dies auch in Fig.2 strichliniert mittels einem Membran- sowie einem Rollkolbenabschnitt angedeutet ist.
  • Nach einer wesentlichen Ausgestaltung der Erfindung sind die Membranform und der Membrandurchmesser wenigstens bezüglich ihres Querschnittes so gewählt, daß sie in zumindest nahezu allenDrehlagen des Rollkolbens 10 spannungsfrei oder zumindest weitgehend spannungsfrei ist. Die dazu notwendige Formgebung ist insbesondere in Fig. 8 erkennbar. Dabei weist die Ringmembrane 9, insbesondere deren aktiver Umfangsbereich 22 (Fig. 3), in den einzelnen Querschnittsebenen in entspannter Lage eine etwa birnenförmige Umrißform auf. Dabei ist ein im Krümmungsradius K1 kleinerer, etwa kreislinienförmiger Umfangsbereich zumindest etwa symmetrisch sowie benachbart zu dem Einspannstück 20 vorgesehen, an den sich, vorzugsweise unter Zwischenschaltung von vorzugsweise beidseits etwa tangentialen tjbergangsabs chnitten 23, ein Kreisunfangsabschnitt mit größerem Krümmungsradius K 2 anschließt. Der Krümmungsradius K2 der Membrane 9 ist kleiner als der lichte Radius R1 der Arbeitsraum-Außenwand 7 sowie größer als-der Kennt mungsradius R2 des Außenmantels 13 des Rollkolbens 10. Der kleinere Krümmüngsradius K1 der Ringmembrane 9 entspricht höchstens etwa dem Krümmungsradius R2 des Außenmantels 13 des Rollkolbens 10 und ist vorzugsweise etwas kleiner als dieser. Die vorerwähnte Formgebung sowie die Durchmesserverhältnisse sind insbesondere im Hinblick auf eine praktisch spannungsfreie.Umschlingung des Rollkolbens in allen Umlauflagen von diesem sowie auch auf ein möglichst großes Schöpfvolumen der Pumpe vorgesehen. Der Umfangsabschnitt (Winkel E) mit dem kleineren Krümmungsradius K1 erstreckt sich etwa über einen Winkel E von ca. 700. - Die Ubergangsabschnitte 23 bilden dann einen kontinuierlichen Übergang zum größeren Krümmungsradius K2.Durch den gegenüber dem lichten Radius R1 kleineren Krümmungsradius K1 der Membrane 9 wird insbesondere auch im Saug-Arbeitsraum 6a ein Abhebender Membrane 9 von der Arbeitsraum-Außenwand 7 begünstigt. Dagegen ist der größere Krümmungsradius K2 der Membrane unter Berücksichtigung einer weitgehenden Spannungsfreiheit der Membrane in Umfangsr chtung sowie unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Schöpfvolumens der Pumpe 1 gewählt.
  • Die Ringmembrane 9 weist - wiederum in ihrer Achsrichtung gesehen - in demjenigen aktiven Umfangsbereich 22, der den größeren Krümmungsradius K2 aufweist, in entspannter Lage (Fig. 8) eine zylindrische Innenfläche auf (Fig.6). Dagegen ist der mit dem kleineren Krümmungsradius K1 versehene Unfangsbereich (Winkel E) in Anpassung an die Auswölbung 39 der Arbei£sraim2ußenwand 7 etwa symmetrisch zu dem Einspannstück 20, auch im unverformten Zustand zu diesem jeweils hin zunehmend radial ausgewölbt und hat beim Einspannstück 20 eine der aus gewölbten Arbeitsraum-Außenwand 7 mindestens in etwa entsprechende Auswölbung 24. In Fig. 4 ist der zur Auswölbung 24 gehörende Auswölbungsraun 24a und der diese begrenzende Wand mit 24 b bezeichnet.
  • In Fig.7 sind die strichpunktierten Mittellinien des in Achsrichtung aktiven Umfangsbereiches 22 der Ringmembrane in jeweils unterschiedlichem Umfangsabstand von dem Einspannstück 20 eingezeichnet. Dabei gehört die Mittellinie M1 zu einem sich innerhalb des Umfangsabschnittes mit dem Krümmungsradius K2 befindlichen Membranteiles, während die Mittellinie M2 einem in der Nähe des Einspannstückes 20 liegenden Membranabschnitt zugeordnet ist. Die Mittellinie M3 gibt die Krümmung der Auswölbung 24a direkt in der Mitte des Einspannstückes 20 wieder. Die Auswölbung 24a im Bereich des Einspannstückes 20 ist insbesondere vorgesehen, weil die Membrane in diesem Bereich wegen der dort höheren Stabilität nur geringfügig nachgeben und sich an die ausgewölbte Form des Außenmantels 13 des Rollkolbens 10 anpassen kann.
  • Fig. 4 und 5 zeigen die genaue Ausbildung der unverformten Ringmembrane 9, wobei diese -gemäß Fig. 4 halbseitig geschnitten dargestellt ist. Das Einspannstück 20 ist etwa radial orientiert und steht über den Außenumfang der Membrane 9 vor. Das Einspannstück 20 erstreckt sich über die gesamte axiale Breite der Ringmembrane 9 (Fig.5) . Seitlich ihres aktiven Umfangsbereiches 22 weist die Ringmembrane 9 etwa radial orientierte, umlaufende Seiten-Einspannflansche 25 auf, die auch noch über das Einspannstück 20 überstehen. Im Bereich des Einspannstükkes 20 ist auch hier die Auswölbung 24 mit dem Auswölbungsraum 24a sowie der diesen begrenzenden Wand 24b erkennbar (Fig. 4>. Vorteilhafterweise hat die Ringnembran-Innenseite 26 bezüglich der Ablauffläche des-Rollkolbens 10 insgesamt eine zumindest nahezu knickfreie (fläche bzw. für den Rollkolben eine wenigstens nahezu stoßfreie Unlauffläche.
  • Die schon vorerwähnten geometrischen Verhältnisse der Membrane 9, insbesondere ihre Form-und die Durchmesser, gegebenenfalls auch die Materialeigenschaften sind so gewählt, daß auch bei Unterdruck zumindest im saugseitigen Arbeitsraum-Abschnitt 6a der entsprechende Ringmembranteil sich von der Arbeitsraum-Außenwand 7 abhebt. Dazu trägt insbesondere auch bei, daß der Außenumfang der Ringmembrane 9 in der jeweiligen Ebene jeweils kleiner ist als der Arbeitsraum-Außenumfang bzw.
  • die Arbeitsraum-Innenwand 8 in der entsprechenden Ebene. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Ringmembrane 9 in Umfangsrichtung praktisch fast unnachgiebig, in axialer Reich tung aber etwas dehnbar ist. Dazu kann zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung eine etwa zumindest im Vergleich zum Membranwerkstoff unnachgiebige Einlage od.dgl. Verstärkung aus Fäden 38, Gewebe od.dgl. vorgesehen sein. Diese sind in Fig.4 strichpunktiert sowie in Fig.6 im Querschnitt angedeutet.
  • In der Praxis hat es sich gezeigt, daß man vorteilhafterweise die Membrane so ausbildet, daß sie in Umfangsrichtung keine praktisch in's Gewicht fallende Längendehnung hat. In axialer Richtung tritt dagegen in der Regel eine geringfügige Dehnung der Membrane 9 dadurch auf, daß sie vom Rollkolben in diese Auswölbung 39 gedrückt wird. Zweckmäßigerweise ist die Membrane 9 jedoch unverformt derart gestaltet, daß ihre maximale Dehnung in dieser Richtung in der Regel weniger als etwa 4,0 beträgt.
  • Gegebenenfalls besteht auch die Möglichkeit, daß die Ringmembrane 9 in axialer Richtung geringfügig länger ausgebildet ist als es der Auswölbung 24 der Arbeitsraum-Außenwand 7 im Längsschnitt entspricht. Dadurch kann mittels passender Bemessung der Membrane 9 erreicht werden, daß sie auch in axialer Richtung etwa dehnungsfrei bleibt, wenn der Rollkolben 10 sie in die Auswölbung 24 der Arbeitsraum-Außenwand 7 drückt.
  • Die Ringmembrane 9 besteht aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer,und weist zweckmäßigerweise eine Dicke von etwa 1 mm bis 4 mm auf.
  • Um zusätzlich die Membrane 9 vor Verschleiß zu schützen, kann zumindest die Arbeitsraum-Außenwand 7 sowie gegebenenfalls der Außenmantel 13 des Rollkolbens 10 eine Beschichtung, vorzugsweise aus gleitfähigem Kunststoff od.dgl. aufweisen.
  • Die Figuren 9 und 10 zeigen noch stärker schematisiert in einer Seitenansicht der Pumpe 1 unterschiedliche Rollkolben-Stellungen. Insbesondere ist dabei auch die jeweilige Lage der Ringmembrane 9 sowie der saugseitigen bzw. der druckseitigen Arbeitsräume 6a bzw. 6b erkennbar. Die Umlaufrichtung des Rollkolbens 10 ist dabei durch die Pfeile Pf 3 gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Membranpumpe 1 kann ventillos ausgebildet sein. In Fig. 2 ist in Abwandlung dazu beim Druckanschluß 4 noch ein Ventil 27 angedeutet. Die Einlaßöffnung 21 und die Auslaßöffnung 19 sind nahe am Einspannstück 20 der Membrane 9, durch dieses bzw. den Membranansatz'dazu voneinander getrennt, angeordnet In Fig. 6 erkennt man noch einen strichliniert eingezeichneten axialen Verlauf der Membrane 9, der sich theoretisch unter Berücksichtigung einer praktischen Spannungsfreiheit der Membrane in Umfangsrichtung ergibt. Diese Form weicht jedoch maximal nur wenige 10-tel mm von der zylindrischen Form ab.
  • Durch den symmetrischen Aufbau der erfindungsgemäßen Membranpumpe 1 kann diese ohne besondere Maßnahmen in ihrer Drehrichtung und damit auch in ihrer Förderrichtung umgeschaltet werden. Dazu wird lediglich der die Pumpe 1 antreibende Antriebsmotor 2 (Fig.1) in seiner Drehrichtung geändert. Für diesen Zweck ist als Antriebsmotor vorzugsweise ein Gleichstrommotor vorgesehen.
  • Bei flüssigen Fördermedien, z. B. mit einer Förderleistung von etwa 1 bis 100 imin. kann die Pumpe 1 einen Drehzahlbereich von etwa 500 bis 4000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise einen Drehzahlbereich von 1000 bis 1800 Umdrehungen pro Minute aufweisen.
  • Für gasförmige Fördermedien, z. B. bei Förderleistungen von etwa 5 bis 250 Imin. kann ein Drehzahlbereich von etwa 500 bis 4000 Umdrehungen pro Minute vorzugsweise 3000 bis 3600 Umdrehungen pro Minute vorgesehen sein.
  • Gegebenenfalls kann die Auslaßöffnung eine vergleichsweise große lichte Weite in axialer Richtung bei gleichzeitig vergleichsweise geringer Erstreckung in Umfangsrichtung der Pumpe aufweisen. Dagegen kann es zweckmäßig sein, wenn die Einlaßöffnung 21 eine vergleichsweise große lichte Weite bzw. Erstreckung in Umfangsrichtung der Pumpe aufweist. Durch diese vorerwähnten Maßnahmen kann das wirksame Schöpfvolumen der Membranpumpe 1 günstig beeinflußt werden.
  • Fig. 11 zeigt noch eine etwas abgewandelte Membranpumpe 1a, bei der insbesondere der Exzenterantrieb 12a gegenüber z.B.
  • Fig. 2 abgewandelt ausgebildet ist. Dieser Exzenterantrieb 12a für den Rollkolben 10 weist ein Hilfsdruckglied 28 auf, welches den Rollkolben im Sinne einer Kippbewegung in seiner Umlaufebene beaufschlagt. Die Anordnung dieses Hilfsdruckgliedes 28 ist dabei derart vorgesehen, daß ein Kippen des Rollkolbens 10 in Richtung seines Umlaufes {Pfeil Pf 3) erfolgt. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ergibt sich somit ein Vorlaufwinkel A' zwischen der Mitte des Anpreßbereiches Pr' des Rollkolbens 10 bzw. der Ringmembrane 9 an der Arbeitsraum-Außenwand 7 sowie der Anlagestelle des Rollkolbenantriebselementes, insbesondere des Kugellagers 17 und der Innenwand 18 des Rollkolbens 10.
  • Das Hilfsdruckglied 28 weist eine Rolle, insbesondere ein Xugellager 29 auf, welches in Umlaufrichtung (Pfeil Pf 3) des Rollkolben-Antriebselementes 14a vor diesem angeordnet ist und die Innenwand 18 des Rollkolbens 10 beaufschlagt. Das Kugellager 29 ist an einem Ende eines Verbindungshebels 30 angeordnet, der mit seinem anderen Ende drehbar mit dem hier als Segmentplatte 31 ausgebildeten Dreharm verbunden ist. Der Verbindungshebel 30 wird von einer mit dem Dreharm 16 verbundenen Feder 32 im Sinne einer Verschwenkung des Kugellagers 29 zu der Rollkolben-Innenwand 18 hin beaufschlagt.
  • Auf den Rollkolben 10 wirken in Abhängigkeit von seiner Umlaufstellung unterschiedliche Kräfte ein, wobei die größte Kraftbeaufschlagung insbesondere in Kipprichtung, im unteren Totpunkt etwa entsprechend Fig. 2 auftritt. Dies resultiert unter anderem aus den Druckverhältnissen im druck-bzw. saugseitigen Arbeitsraum 6b bzw. 6a. Wie schon vorerwähnt, tritt im Bereich des oberen Totpunktes eine wesentliche Xnderung der Kraftbeaufschlagung des Rollkolbens 10 auf. Bei der Ausführungsform einer Membranpumpe 1a gemäß Fig. 11 ist nun vorgesehen, daß die "Vorspannung"i die zum Verkippen des Rollkolbens 10 in die hier gezeigte Lage führt derart vorgesehen ist, daß sie in jedem Betriebspunkt grösser ist als die betriebsbedingte Druckbeaufschlagung z.B.
  • von der Druckseite bzw. von der Saugseite her. Der Rollkolben 10 wird dadurch immer definiert in der vorgegebenen "Vorlauflage" gehalten. Dadurch kann eine Flatterneigung des Rollkolbens 10 insbesondere im Bereich des oberen Totpunktes vermieden werden. Die durch das Hilfsdruckglied 28 geschaffene "Vorspannung" kann durch die Feder 32 oder aber auch durch die Hebelverhältnisse bzw. Angriffspunkte der Hebel 30 bzw. 31 eingestellt werden.
  • Neben der bevorzugten kreisrunden Form der Arbeitsraum-Außenwand 7 kann diese auch für bestimmte Anwendungsfälle, z.B.
  • zur Erzeugung eines von der Umlaufstellung des Rollkolbens 10 abhängigen Dichtdruckes (Pf 2 in Fig. 2), eine von dieserkreisrunden Form abweichende, z.B. bereichsweise spiralige o4.dgl.
  • Form aufweisen. Dies ist durch das selbsttätige Angleichen des Rollkolbens 10 an eine solche abweichende Form möglich. Dabei ändert sich auch entsprechend der Nach- bzw. Vorlaufwinkel A bzw. A' des Rollkolbens 10 und damit auch der Dichtdruck. Bei geringem Abstand der Arbeitsraum-Außenwand 7 ergibt sich so ein höherer Dichtdruck als bei etwas größerem Abstand der Arbeitsraum-Außenwand 7 vom Mittelpunkt der Antriebswelle 15.
  • Da der Arbeitsraum 6 durch die Ringmembrane 9 gegenüber dem Rollkolben 10 sowie dem Exzenterantrieb 12 bzw. 12a abgedichtet ist; sind zwischen dem Exzenterantrieb 12, 12a und dem Pumpengehäuse 33 besondere Dichtmaßnahmen nicht erforderlich. Es ist somit ein völlig geschlossener, dichter Arbeitsraum geschaffen. Gegebenenfalls kann auch das Rollkolben-Antriebselement 14, insbesondere das Kugellager 17 gekapselt ausgebildet sein, so daß auch von dort her z.B. Fett od.dgl.
  • nicht austreten und gegebenenfalls mit der Membrane in Beziehung kommen könnte.
  • Erwähnt sei noch, daß die erfindungsgemäße Pumpe völlig ölfrei, insbesondere im Arbeitsraumbereich, arbeitet.
  • Das Pumpengehäuse 33 ist insbesondere durch einen Ringkörper 34, der innen die Arbeitsraum-Außenwand 7 aufweist, sowie durch zwei Gehäuseplatten 35 gebildet. Die Gehäuseplatten 35 und der Ringkörper 34 weisen Ausnehmungen 36 auf, die zur Aufnahme der Seiten-Einspannflansche 25 der Ringmembrane 9 dienen. Die Ausnehmungen 36 sind dabei derart bemessen, daß diese Seiten-Einspannflansche 25 zumindest in axialer Richtung dicht eingespannt sind. Fig. 2 läßt noch erkennen, daß auch die Pumpe 1 selbst mit einem Standfuß 37a versehen sein kann.
  • Wie schon vorerwähnt, ist der Anpreßdruck des Rollkolbens 10 mit der Ringmembrane 9 im Anpreßbereich Pr auch von der Größe des Nachlaufwinkels A (Fig.2) abhängig.
  • In Fig. 13 sind anhand von zwei verschiedehen Nachlaufwinkeln A1 bzw. A2 - die hier als Scheitelwinkel eingezeichnet sind -die Druckverhältnisse in den entsprechenden AnpreBbereichen, die hier als Anpreßpunkte Pr1 und Pr2 eingezeichnet sind, wiedergegeben. Der Nachlaufwinkel ist einerseits durch die Anlagestelle F des Rollkolben-Antriebselementes 14, hier des Kugellagers 17, an det Innenwandung 18 des Rollkolbens 10 einerseits sowie etwa der Mitte des jeweiligen Anpreßbereiches bzw. der Anpreßpunkte Pr1 bzw. Pr2 begrenzt. In Fig. 13 sind die einzelnen Bauteile zur Vereinfachung weggelassen und nur deren Berührungspunkte und dgl. eingezeichnet.
  • Die Trennung des Druckraumes 6b vom Saugraum 6a (Fig. 2) erfolgt durch die Ringmembrane 9. Dabei ist eine Dichtstelle 20a durch das Einspannstück 20 und die andere Dichtstelle durch den Anpreßbereich z.B. Pr gebildet. Die Trennung ist durch Trenngeraden 40 (strichliniert) sowie 40a (strichpunktiert) zwischen der Dichtstelle 20a und dem jeweiligen Anpreßpunkt Pr1 bzw. Pr2 in Fig. 13 dargestellt.
  • Zunächst seien die Druckverhältnisse bei einem vergleichsweise großen Nachlaufwinkel A1 betrachtet. Dabei sind die strichlinierten Linien zusammengehörend.
  • Zur Normierung ist die halbe Länge der Trenngeraden 40 in der Mitte ml von dieser senkrecht angreifend, als Druckresultierende Q1 aufgetragen. Diese Druckresultierende Q1 ergibt sich aus der Druckdifferenz des Druckes im Druckraum 6b sowie im Saugraum 6a (Fig. 2). Auch in Fig. 13 ist die gleiche Drehrichtung wie in Fig. 2 gem. dem Pfeil Pf 1 angenommen.
  • Die Druckresultierende Q1 bildet zusammen mit dem Hebelarm 41 zwischen der Anlagestelle F sowie dem Punkt m1 ein Drehmoment, welches unter anderem die Verkippung des Rollkolbens 10 bewirkt. Mit Q1' ist die aus der Druckresultierenden resultierende Kraftkomponente bezeichnet. Aus dem Hebelarm 41 sowie der Kraftkomponente Q1 ergibt sich ein Drehmoment, welches um die Anlagestelle F wirkt. Für die Druckkraft beim Anpreßpunkt Pr1 {Nachlaufwinkel Al) wirkt das gleiche Drehmoment, hier jedoch bei kürzerem Hebelarm. Dieser dafür wirksame Hebelarm 42 befindet sich zwischen der Anlagestelle F und -dem Anreßpunkt Pr3 Bei vorgegebenem Drehmoment - durch den Hebelarm 41 und die Kraft Q1, - ergibt sich senkrecht zum Hebelarm 42 eine der Kraftkomponente N1 entsprechende Kraft. Aus dieser läßt sich die im Anpreßpunkt Pr1 senkrecht zur Arbeitsraum-Außenwand 7 wirkende Dichtkraft P1 ableiten.
  • Im Vergleich zu den vorerwähnten Kräfteverhältnissen bei einem vergleichsweise großen Nachlaufwinkel Al ist nachfolgend noch erläutert, welche Kräfteverhältnisse sich bei einem kleineren Nachlaufwinkel A2 ergeben.
  • Die für diesen kleineren Nachlaufwinkel A2 zusammengehörenden Konstruktionslinien sind strichpunktiert gezeichnet.
  • Die Trenngerade zwischen der Dichtstelle 20a und dem neuen Anpreßpunkt Pr 2 ist mit 40a bezeichnet. Zur Vereinfachung wurde die gleiche Position der Anlagestelle F vorgesehen.
  • Q2 ist die entsprechende Druckresultierende, aus der sich die Kraftkomponente Q2' ergibt. Diese bildet zusammen mit dem wirksamen Hebelarm 41 a ein Drehmoment um die Anlagestelle F.
  • Der Hebelarm 42 a ist bedingt durch den kleineren Nachlaufwinkel A2 vergleichsweise kurz,so daß das Drehmoment aus der Kraft Q2 sowie dem Hebelarm 41 a auch eine entsprechend große, an dem Hebelarm 42 a angreifende Kraftkomponente N2 ergibt. Durch Übertragung dieser Kraft N2 auf die senkrecht beim Anpreßpunkt Pr2 liegende Druckgerade, ergibt sich die Anpreßkraft P2. Diese ist im Vergleich zur Anpreßkraft P1, die bei einem größeren Nachlaufwinkel A1 wirksam ist, wesentlich größer.
  • Insgesamt ergibt sich daraus, daß die wirksamen Anpreßkräfte z.Bs P1, P2 im entsprechenden Anpreßbereich Pr 1 bzw. Pr 2 zu den zugehörigen Nachlaufwinkeln A1 bzw A2 etwa umgekehrt proportional sind Mit 43 ist noch der durch den im Betrieb der Pumpe umlaufenden Mittelpunkt des Rollkolbens AO gebildete Kreis bezeichnet.
  • Fig. 14 zeigt noch ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse der Nachlaufwinkel A und auf der Ordinate der Anpreßdruck P als Variable aufgetragen sind. Diese Darstellung ist rein qualitativ, um in etwa einen Uberblick über den Zusammenhang zwischen dem Nachlaufwinkel A und dem jeweils zugehörigen Anpreßdruck zu erhalten. Der nicht näher untersuchte Ubergang'sbereich ist strichliniert gezeichnet, während die auch anhand der Fig. 13 erläuterten Verhältnisse ab einem bestimmten Nachlaufwinkel Ax qualitativ durch die durchgezogene Kurve dargestellt sind.
  • Wie bereits erwähnt, besteht eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Membranpumpe 1,1a darin, daß die Ringmembrane 9 in'ihren einzelnen Umfangs-Abschnitten jeweils eine derartige Umfangs-Länge erhält, daß die Dehnung der Membrane 9 in Umfangs richtung bei allen Lagen des Rollkolbens wenigstens in etwa gleich Null wird. Wie bereits erwähnt, hat eine derartige Ausbildung der Ringmembrane 9 den Vorteil, daß einerseits ihre Betriebs-Beanspruchung und auch die zu leistende Leerlauf-Arbeit des Pumpenantriebes vergleichsweise kleingehalten werden können; andererseits wird dadurch die Möglichkeit begünstigt, die Ringmembrane 9 in Umfangsrichtung durch Armierungsfäden 38 zu verstärken. Letzteres kommt nicht nur der Stabilität und Lebensdauer der Ringmembrane 9 zugute, sondern begünstigt aucb die Betriebsweise dadurch, daß vergleichsweise große Schöpfräume sichergestellt werden. Auch können unerwünschte Flatter-Bewegungen der Ringmembrane 9 bei entsprechender Längenbemessung der einzelnen Membran-Umfänge U kiemgehalten bzw.
  • ausgeschlossen werden.
  • Um die Ringmembrane 9 mit derartigen, erfindungsgemäßen Abmessungen zu versehen, kann man einzelne Umfänge U der Membrane 9 in unterschiedlichen Querschnittsebenen berechnen. Als Beispiel sind dazu in Fig.6 elf Querschnittsebenen eingetragen und mit "QO", "QI", "QII", "QIII", "QIV", "QV" bezeichnet.
  • Dabei liegt die Querschnittsebene 'wQO" bezüglich der Längsachse der Ringmembrane 9 in deren Symmetrieebene. Die jeweils rechts und links danebenliegenden Querschnittsebenen QI, QI, QII, QII usw. sind jeweils symmetrisch zu der Querschnittsebene gemäß QO angeordnet, wie es auch der Konkav-Wölbung der in Fig.6 gezeigten Arbeitsraum-Außenwand 7 entspricht. Dabei zeigt Fig.15 die Geometrie der "körperlosen neutralen Zone, wie sie etwa derjenigen Zone in der wirklichen Membrane 9 entspricht, die durch die Fäden 38 (vgl.
  • Fig.4 und 6) charakterisiert ist, in der Darstellung bei Fig.15 jedoch in ungespanntem Zustand der Membrane 9, das heißt, bei einem Einbauzustand noch ohne Rollkolben. Dabei ist die Länge des Umfangs Uu der ungespannten Membrane gemäß Fig.15 Uu = 1e + 2t + 1u wie gut aus Fig. 15 ersichtlich, ergeben sich noch folgende geometrische Beziehungen: le = Rk 360 2# lu = Ru(360-2γ) 360 tan γ = Ru-Rk Dabei stellt Rk den vom Rollkolben 10 her gewählten Radius dar, und zwar unter Berücksichtigung des Anteiles der Dicke der Wandstärke w derart, daß Rk auf die vorerwähnte "neutrale Zone" gemäß den Fäden 38 bezogen ist.
  • Den Winkel γ kann man nach den in der Beschreibung bereits erläuterten Gesichtspunkten wählen und gegebenenfalls variieren. Entsprechendes gilt für die Radien Ra und Ru In Fig. 16 istdann ein Verlauf des Umfanges Uder körperlosen, neutralen Zone der Membrane 9 gemäß Fig.15 dargestellt, jedoch in einer durch den Rollkolben 10 ausgelenkten Stellung, wobei sich der Rollkolben 10 in der Winkelstellung "#" befindet.
  • Für den dort mit U # bezeichneten Umfang der neutralen Zone gelten dann folgende Beziehungen: U= b1 + b2 + 2(b3 + t1+ 2) Dabei sind: b1 = 2α1 360 sin α1 = t2 sin α2 = a Die vorstehenden Beziehungen sind aus Fig. 16 ableitbar.
  • In Fig. 17 und 18 sind dann nochmals der Umfang U der neutralen Zone der Ringmembrane 9 dargestellt, und zwar für die Rollkolben-Stellung # bzw. 3/2# . Dafür gelten folgende Beziehungen iv/2 =U3#/2 = b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + t1 +t2 +t3 sin α1 = Ra-Rk sin α2 = tan α3 = Ra-Rk α4 = 90-(ß3+ß6) α5 = 180-(α3+α6) ß3 = 90-α2 ß6 = 90-α6 Die vorstehenden Beziehungen sind aus den Fig. 17 und 18 herleitbar.
  • Man kann nun beispielsweise bei vorgegebenen Radien Ra und Ru jeweils für die unterschiedlichen . Querschnittsebenen QO, QI usw. (vgl. Fig. 6) jeweils Hin- und Rückrechnungen vornehmen und durch Variationsrechnungen ermitteln, bei welchen variablen Größen der Umfang U der neutralen Zone der Membrane 9 in allen Rollkolben-Lagen in der jeweiligen Schnittebene QO, QI usw. praktisch gleich ist. Die Gleichheit des Umfangs einer solchen Querschnittsebene QO, QI usw. der Membrane 9 bedeutet, daß die Dehnung beziehungsweise Belastung der Membrane 9 in allen Stellungen des Rollkolbens 10 praktisch gegen Null geht.
  • In den vorerwähnten Fig. 17 und 18 sind dabei die geometrischen Angaben zu den zugehörigen Formeln ähnlich den Fig. 15 und 16 dargestellt, wobei jedoch die im Zentrum der Darstellung von Fig. 17 liegenden Winkel- und Streckenangaben der besseren Übersicht wegen in Fig. 18 im vergrößertem Maßstab herausgezeichnet sind.
  • Besondere Ausgestaltungen der Membranform, wie sie insbesondere durch die Ausbeulung 24 (vgl. z.B. Fi 4, 5 und 7) vorgesehen sind, sind bei der vorstehenden, mehr theoretisch-geometrischen Betrachtungsweise außeracht gelassen worden. Auch beziehen sich die in den Formeln zu den Fig. 15 bis 18 verwandten Zeichen U, R, b, t, usw. nur auf die Formeln in Verbindung mit den Fig. 15 bis 18.
  • Die vorstehenden, mit zur Erfindung gehörigen Ausführungen zu den Fig. 15 bis 18 zeigen auf, daß man eine Ringmembraneg schaffen kann, die theoretisch bei allen Stellungen des Rollkolbens 10 in Umfangsrichtung spannungsfrei sein kann.
  • Das bedeutet, daß man in der Praxis eine entsprechende Ringmembrane schaffen kann, die in dieser Umfangsrichtung nur eine geringe Spannungsbelastung erfährt. Man kann sie gemäß einem bereits erwähnten Erfindungsmerkmal auch mit Fäden 38 in der neutralen Zone versehen.
  • Schließlich wird zu Fig. 2 noch erwähnt: Die Anlagepunkte des Rinkolbens 10, nämlich einerseits zwischen der Rollkolben-Innenwand 18 und dem Kugellager 17 bei F und andererseits im Anpreßbereich PR liegen jeweils auf der einen (linken) und der anderen (rechten) Seite der verlängerten Stellung des Dreharmes 16 gemäß Fig.2. Diese Verschiebung der Anlagepunkte gegenüber der Einbaustellung nach Fig. 12 entsteht durch das erfindungsgemäß vorgesehene Kippen des Rollkolbens 10. Der Anlagepunkt 17 verlagert sich etwas in Drehrichtung des Dreharmes 16, während der Anpreßbereich P R der Bewegung des Dreharmes 16 "nachläuft".
  • Die Figuren 19 u. 20 zeigen noch eine gegenüber Fig. 4 und 5 etwas abgewandelte Ringmembrane 9a, die in Umfangsrichtung als Verstärkung einen umlaufenden Wulst 44 aufweist. Dieser steht auf der Innenseite 26 der Ringmembrane 9a vor und kann bei Beaufschlagung der Ringmembrane 9a durch den Rollkolben 10 in eine in diesem vorgesehene Ringnut 45 eingreifen {val. Fig. 21). Diese Ringnut 45 hat mindestens etwa eine dem Querschnitt der Wulst 44 entsprechenden Querschnitt Im Ausführungsbeispiel gemäB Fig. 19 bis 21 weist die Ringmembrane 9a einen einzige etwa in der Mitte ihrer radialen Breite angeordneten Wulst 44 auf-. Gegebenenfalls können auch mehrere Wülste vorgesehen sein. Der bzw die Wülste z.B 44 sind dabei bezüglich ihres <ihrer) Querschnittes sowie gegebenenfalls ihres Biegeträgheitsmomentes derart bemessen, daß die Wülste {der Wulst) die vom Rollkolben 10 unbeaufschlagten Membranabschnitte von der Arbeitsraum-Außenwand 7 mitabzieht. Dies wird durch eine Reduzierung der Dehnbarkeit der Ringmembrane 9a in Umfangsrichtung erzielt, insbesondere auch durch den als Verstärkung in Umfangs richtung dienenden Wulst 44. Der bzw. die Wülste 44 haben somit eine mit den anhand der Fig. 6 erwähnten Fäden 38 vergleichbare Funktion.
  • Fig. 20 und 21 lassen noch erkennen, daß der Wulst 44 einen etwa trapezförmigen, sich zu seinem inneren freien Ende verjüngenden Querschnitt hat, der ein Eintreten in die Ringnut 45 des Rollkolbens 10 begünstigt.
  • Auch die Ringmembrane 9a mit dem Wulst 44 ist so ausgebildet, daß die Verformungsarbeit so gering wie möglich ist, gerade so viel, daß die entsprechenden Membranabschnitte unter Betriebsbedingungen, d.h. auch beim Ansaugen aus dem Vakuum, von der Arbeitsraum-Außenwand 7 abgezogen werden. Die Ringmembrane 9a ohne die Fäden (38) ist einfacher in der Herstellung.
  • Durch die kippbare Anordnung des Rollkolbens 10 und damit die Möglichkeit, durch die Kippbewegung Maßtoleranzen des Rollkolbens 10 und auch des Ringkörpers 34 auszugleichen, kann in besonders vorteilhafter Weise das Pumpengehäuse 33 bzw. der Ringkörper 34 und/oder der Rollkolben 10, vorzugsweise beide Pumpenteile 33 bzw. 34, 10 Spritz- oder Gußteile sein. Insbesondere können sie aus Metallguß, vorzugsweise aus nicht nachbearbeitetem Druckguß besteht. Die bei diesem Werkstoff bzw. bei diesem Herstellungsverfahren meist vorhandenen Maßungenauigkeiten sowohl des Rollkolbens 10 als auch des Gehäuses, insbesondere aber auch Abweichungen von der Kreisform,können durch das Kippen des Rollkolbens 10 ausgeglichen werden.
  • Es ist somit eine besonders kostengünstige Herstellung möglich, da aufwendige Nachbearbeitungen von Pumpenteilen vermieden werden können Erwähnt sei noch, daß die vorerwähnten Pumpenteile, nämlich der Rollkolben 10 und das Pumpengehäuse 33, insbesondere dessen Ringkörper 34 auch aus Kunststoff bestehen können, wobei diese Teile dann vorzugsweise in einem Spritzverfahren hergestellt werden. Derartige Pumpen können dann insbesondere bei kleineren Bauformen, qeringeren Betriebstemperaturen undXoder Belastungen vorgesehen sein.
  • Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (40)

  1. Patentansprüche öP Membranpumpe mit einem ringhohlraumförmigen Arbeitsraum, der durch eine feste Arbeitsraum-Außenwand sowie durch eine verformbare Arbeitsraum-Innenwand (Ringmembrane) begrenzt ist, wobei ein mit einem Exzenterantrieb versehenes Druckglied die Ringmembrane in einem umlaufenden Dichtbereich gegen d ie die Arbeitsraum-Außenwand drückt, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Druckglied (11) einen Rollkolben (10) und der Exzenterantrieb (12, 12a) ein Rollkolben-Antriebselement (14, 14a) aufweisen und daß, in der Umlaufebene gesehen,der Rollkolben (10) sowohl bezüglich der Arbeitsraum-Außenwand (7) als auch bemöglich des Rollkolben-Antriebselementes (14, 14a) kippbar angeordnet ist.
  2. 2. Membranpumpe nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkolben (10) innen koaxial zu seinem Außenmantel (13) hohl ausgebildet ist und daß das Rollkolben-Antriebselement (14, 14a) koaxial zur Arbeitsraum-Außenwand (7) gelagert ist und mit seiner Exzenter-Angriffsstelle die Rollkolben-Innenwand (18) umlaufend beaufschlagt.
  3. 3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einer, vorzugsweise in allen Querschnittsebenen der jeweilige Außenradius (r1) des Exzenter-Antriebes (12, 12a) zuzüglich der jeweiligen Ringdicke (d) des Rollkolbens (10) zuzüglich der jeweiligen Wandstärke (w) der Membrane (9) etwa gleich, vorzugsweise unter Bildung eines geringfügigen Spiels (S) ein wenig kleiner als der jeweilige lichte Radius (R1) der Arbeitsraum-Außenwand (7) ist.
  4. 4. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spiel (s) zwischen dem Radius (R1) der Arbeitsraum-Außenwand (7) einerseits und dem Außenradius (r1) des Exzenter-Antriebes (12, 12a) zuzüglich der Ringdicke (d) des Rollkolbens (10) zuzüglich der Wandstärke (w) der Ringmembrane (9) andererseits'etwa 0,1 mm bis etwa 1,5 mm beträgt.
  5. 5. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen koaxialen Querschnitte der Arbeitsraum-Außenwand (7) kreisförmig ausgebildet und das Rollkolben-Antriebselement (14, 14a) konzentrisch dazu gelagert ist, und daß die Ringmembrane (9) in ihrem aktiven Umfangsbereich (22) wenigstens nahezu gleiche Wandstärken (wl hat.
  6. 6. Pumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (S, Fig. 12) zwischen dem Rollkolben (10) bzw. der Ringmembrane (9? und der Arbeitsraum-Außenwand 17),an an der dem Rollkolben-Antriebselement (14, 14a) radial benachbarten Stelle ;(H,Fig.1Z) derart vorgesehen ist, daß sich-zwischen der Anlagestelle (F,Fig.2) des Rollkolben-Antriebselementes (14,1 4a) an der Innenwand (18) des Rollkolbens (10) einerseits sowie etwa der Mitte des Anpreßbereiches (Pr bzw. Pr') des Rollkolbeins (10) bzw. der Rinomembrane (9) an der Arbeitsraum-Außenwand (7) andererseits ein Nachlaufwinkel (A bzw. A', Al, A2) zwischen etwa 10 bis 400 ergibt.
  7. 7. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Verhältnisse, insbesondere die Form und der Durchmesser, gegebenenfalls die Materialeigenschaften der Ringmembrane (9) so gewählt sind, daß auch bei Unterdruck zumindest im saugseitigen Arbeitsraum-Abschnitt (6a) der entsprechende Ringmembranteil sich von der Arbeitsraum-Außenwand (7) abhebt, insbesondere, daß der Außenumfang der Ringmembrane (9) in der jeweiligen Ebene jeweils kleiner ist als der Arbeitsraum-Außenumfang in der entsprechenden Ebene.
  8. 8. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollkolben-Antriebselement (14, 14a) einen mit der Antriebswelle (15) verbundenen Dreharm (16) od.dgl. aufweist, der mit seinem freien Ende die Rollkolben-Innenwand beaufschlagt, zweckmäßigerweise mittels einer Rolle od.dgl., die vorzugsweise von einem Kugellager (17) gebildet ist.
  9. 9. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranform und der Membrandurchmesser wenigstens bezüglich ihres Querschnittes so gewählt sind, daß sie in zumindest nahezu allen Drehlagen des Rollkolbens (10) spannungsfrei, zumindest weitgehend spannungsfrei ist.
  10. 10. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsraum-Außenwand (7), im Längsschnitt gesehen, nach außen gewölbt ist, und daß der Rollkolben-Außenmantel (13) eine in seiner Kontur unter Berücksichtigung der Wandstärke (w) der Membrane (9) auf diese Wölbung abgestimmte Außen-Längsschnittform mit einer Konvexwölbung (13a) aufweist.
  11. 11. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembrane (9) ein etwa radial orientiertes Einspannstück (20) besitzt, das am Außenumfang der Ringmembrane (9) radial vorsteht und das sich vorzugsweise über die gesamte axiale Breite der Ringmembrane (9) erstreckt.
  12. 12. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran-Innenseite bezüglich der Ablauffläche des Rollkolbens insgesamt eine zumindest nahezu knickfreie Oberfläche bzw. für den Rollkolben (10} eine wenigstens nahezu stoßfreie Umlauffläche aufweist.
  13. 13 Membranpumpe, deren Ringmembrane seitlich ihres aktiven Umfangsbereiches etwa radial orientierte, umlaufende Seiten-Einspannflansche aufweist, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten-Einspannflansche (25) jeweils radial bzw. seitlich etwa bis zum radialen Ende des Einspannstückes (20) reichen'vorzugsweise über das Einspannstück vorstehen (Fig. 5).
  14. 14. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembrane (9), insbesondere deren aktiver Bmfangsbereich (23), in den einzelnen Querschnittsebenen in entspannter Lage eine etwa birnenförmige Umrißform aufweist, wobei vorzugsweise ein im Krümmungsradius (K1) kleinerer, etwa kreislinienförmiger Umfangsbereich zumindest etwa symmetrisch sowie benachbart zu dem Einspannstück (20) ist, und daß sich daran gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Ubergangsabschnitten (23), ein Kreisumfangsabschnitt mit größerem Krümmungsradius (K2) anschließt.
  15. 15. Membranpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Krümmungsradius (K2) der Membrane (9) kleiner als der lichte Radius (R1) der Arbeitsraum-Außenwand (7) sowie größer als der Krümmungsradius (R2) des Außenmantels (13) des Rollkolbens (10) ist, und daß der kleinere Krümmungsradius (K1) der Ringmembrane (9) höchstens etwa dem Krümmungsradius (R2) des Außenmantels (13) des Rollkolbens (10) entspricht, vorzugsweise etwas kleiner ist.
  16. 16. Membranpumpe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Umfangsabschnitt der Membrane (9), im Regelfalle jeweils in einer Querschnittsebene gesehen, mit dem kleineren KrUmmungsradius (K1) etwa über einen Winkel (E) von ca. 700 erstreckt, wobei vorzugsweise die Ubergangsabschnitte (23) vom kleineren zum größeren Krummungsradius (K1 bzw. K2) einen kontinuierlichen Ubergang der Membrane aufweisen.
  17. 17. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Krümmungsradius (K2) der Membrane (9), im Regelfalle jeweils in einer Querschnittsebene gesehen, unter Berücksichtigung einer weitgehenden Spannungsfreiheit der Membrane (9> im Umfangsrichtung sowie unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Schöpfvolumens der Pumpe (1) gewahlt ist.
  18. 18. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane in demjenigen aktiven Umfangsbereich, der den größeren Krümmungsradius IK2) aufweist, in entspannter Lage eine zylindrische Innenfläche besitzt und daß der mit dem kleineren Krummungsradius <K1) versehene Umfangsbereich in Anpassung an die Auswölbung der Arbeitsraum-Außenwand vorzugsweise zumindest etwa symmetrisch zu dem Einspannstück, zu diesem jeweils hin zunehmend radial ausgewölbt ist und beim Einspannstück eine der ausgewölbten Arbeitsraum-Außenwand mindestens in etwa entsprechende Auswölbung besitzt.
  19. 19. Membranpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Dehnung der Membrane (9) in axialer Richtung weniger als etwa 4,0 beträgt.
  20. 20. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (9) in axialer Richtung geringfügig länger ausgebildet ist als es der Auswölbung der Arbeitsraum-Außenwand im Längsschnitt entspricht derart, daß die Membrane beim Einlegen in die Auswölbung (39) der Arbeitsraum-Außenwand (7) durch den Rollkolben (10) in axialer Richtung etwa dehnungsfrei bleibt.
  21. 21. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen bezüglich seiner Drehrichtung umschaltbaren Antrieb besitzt, der vorzugsweise von einem umschaltbaren Gleichstrommotor gebildet ist. -
  22. 22.Membranpumpe für flüssige Fördermedien mit einem Förderleistungsbereich insbesondere von etwa 1 bis 100 l/min., nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Drehzahlbereich von etwa 500 bis 4000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise einen Drehzahlbereich von 1000 bis 1800 Umdrehungen pro Minute hat.
  23. 23-. Membranpumpe für gasförmige Fördermedien mit einem Förderleistungsbereich insbesondere von etwa 5 bis 256 1/min., nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichzeichnet, daß sie einen Drehzahlbereich von etwa 500 bis 4000 vorzugsweise 3000 bis 3600 Umdrehungem pro Minute aufweist.
  24. 24. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß-die Ringmembrane (9) aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, und zweckiiäßigerweise eine Dicke (d) von etwa 1 mm bis 4 mm aufweist.
  25. 25. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Arbeitsraum-Außenwand (7) sowie gegebeWenfalls der Außenmantel (13) des Rollkolbens (10) eine Beschichtung, vorzugsweise aus gleitfähigem Kunststoff od.
    dgl. aufweist.
  26. 26. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie ventillos ausgebildet ist, und daß vorzugsweise die Druck- und die Saugöffnung (19,21) der Pumpe (1)-nahe am Einspannstück (20) der Membrane (9), durch dieses bzw.
    den Membranansantz dazu voneinander getrennt angeordnet sind.
  27. 27. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) zumindest am druckseitigen Auslaß (19) ein Ventil (27) aufweist
  28. 28. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucköffnung (19) eine vergleichsweise große lichte Weite in axialer Richtung bei gleichzeitig vergleichsweise geringer Erstreckung in Umfangsrichtung der Pumpe (1) aufweist.
  29. 29. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung <21) eine vergleichsweise große lichte Weite-bzw. Erstreckung in Umfangsrichtung der Pumpe (1) aufweist.
  30. 30. Membranpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangswinkel (D) zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung (21,19) unter Berücksichtigung der Umfangserstreckung des Einspannstückes (20) so klein wie möglich ist und daß dieser Umfangswinkel (D) je nach gewünschtem Enddruck der Pumpe (1) gegebenenfalls anpaßbar ist.
  31. 31. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangswinkel (B) zwischen der Auslaßöffnung (19) und dem Einspannstück (20) größer ist als der Nachlaufwinkel (A) und daß dieser vorzugsweise wiederum kleiner als der das Einspannstück (20) aufweisende Umfangsabschnitt ist.
  32. 32. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembrane (9) in Umfangsrichtung praktisch unnachgiebig, in radialer Richtung jedoch dehnbar ist und daß in Umfangsrichtung vorzugsweise eine etwa zumindest im Vergleich zum Membranwerkstoff unnachgiebige Einlage (38) od.dgl. V§rstarkung, z.B. aus Fäden, Gewebe od.dgl. vorgesehen ist
  33. 33. Membranpumpe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb (12a) für den Rollkolben (10> ein Hilfsdruckglied (28) aufweist, welches den Rollkolben (10) im Sinne einer Kippbewegung in seiner Umlaufebene beaufschlagt.
  34. 34. Membranpumpe nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdruckglied (28) eine Rolle, insbesondere ein Kugellager (29) aufweist, welches in Umlaufrichtung des Rollkolben-Antriebselementes 114a) gesehen, vor diesem angeordnet ist im Sinne einer Kippung des Rollkolbens (10) in Richtung seines Umlaufes.
  35. 35. Membranpumpe nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdruckglied (28) einen Verbindungshebel (30) aufweist, der mit einem Ende drehbar mit dem Dreharm (16) des Rollkolben-Antriebselementes (14a) verbunden ist, an seinem anderen Ende die Rolle (29) od.dgl.
    trägt und der von einer mit dem Dreharm (16) verbundenen Feder (32) od.dgl. Druckelement im Sinne einer Verschwenkung der Rolle od.dgl. zu der Rollkolben-Innenwand (8) hin beaufschlagt ist.
  36. 36. Membranpumpe nach Anspruch 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse *(33) und/oder der Rollkolben (10), vorzugsweise beide Pumpenteile (33, 10) Spritz-oder Gußteile sind, insbesondere aus Metallguß, vorzugsweise aus nicht nachbearbeitetem Druckguß.
  37. 37. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembrane (9a) in Umfangsrichtung als Verstärkung od.dgl. wenigstens einen umlaufenden Wulst (44) aufweist.
  38. 38. Membranpumpe nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wülste (44) an der Innenseite (26) der Ringmembrane (9a) vorstehen, und daß der Rollkolben (10) als Gegenstück dazu Ringnuten (45) entsprechenden Querschnittes hat.
  39. 39. Membranpumpe nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet,daß die Ringmembrane (9) einen einzigen, etwa in der Mitte ihrer radialen Breite angeordneten Wulst (44) aufweist.
  40. 40. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Wülste (44) bezüglich ihres (ihrer) Querschnittes sowie gegebenenfalls ihres Biegeträgheitsmomentes derart bemessen sind, daß die Wülste (44) die vom Rollkolben (10) unbeaufschlagten Membranabschnitte von der Arbeitsraum-Außenwand (7) mitabziehen.
    -Beschreibung-
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945042A1 (de) * 1979-11-08 1981-05-21 Erich 7812 Bad Krozingen Becker Membranpumpe
EP0604740A1 (de) * 1992-12-31 1994-07-06 KNF Neuberger GmbH Membranpumpe
DE102014108253A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Emitec France S.A.S Pumpe zur Förderung einer Flüssigkeit
WO2016173802A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Pumpenvorrichtung
DE102016111246A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-21 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Pumpenvorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2853916C2 (de) * 1978-12-14 1985-04-18 Erich 7812 Bad Krozingen Becker Membranpumpe mit einer Ringmembrane

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2853916C2 (de) * 1978-12-14 1985-04-18 Erich 7812 Bad Krozingen Becker Membranpumpe mit einer Ringmembrane

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945042A1 (de) * 1979-11-08 1981-05-21 Erich 7812 Bad Krozingen Becker Membranpumpe
EP0604740A1 (de) * 1992-12-31 1994-07-06 KNF Neuberger GmbH Membranpumpe
US5533886A (en) * 1992-12-31 1996-07-09 Knf Neuberger Gmbh Membrane pump and method of operating the same
DE102014108253A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Emitec France S.A.S Pumpe zur Förderung einer Flüssigkeit
US10428815B2 (en) 2014-06-12 2019-10-01 Continental Automotive Gmbh Pump for conveying a liquid
WO2016173802A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Pumpenvorrichtung
US10584588B2 (en) 2015-04-29 2020-03-10 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Pump device
DE102016111246A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-21 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Pumpenvorrichtung

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