DE3529978C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/025—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping members in parallel
- F04B43/026—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping members in parallel each plate-like pumping flexible member working in its own pumping chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/1037—Flap valves
- F04B53/1047—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements
- F04B53/106—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements the valve being a membrane
- F04B53/1065—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements the valve being a membrane fixed at its centre
Description
Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einer rotierenden
Exzenterwelle, einem von der Exzenterwelle auf- und abbewegbaren
Kolben mit einem die ringförmige Membran etwa zentrisch haltenden
Kolbenkopf, der in eine mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil
versehene Pumpenkammer ragt.
Derartige Membranpumpen werden mit einem Kunststoffgehäuse versehen
für die Wasserversorgung in Wohnwagen, Wohnmobilen, Booten
usw. eingesetzt. An derartige Membranpumpen wird die Forderung
gestellt, daß sie einerseits möglichst wenig Raum beanspruchen,
andererseits eine hohe Pumpleistung ermöglichen. Dies erfordert
eine relativ hohe Umdrehungsgeschwindigkeit der Exzenterwelle, um
möglichst viele Pumpenhübe pro Zeiteinheit ausführen zu können.
Zur Steigerung der Pumpleistung wird die Membranpumpe häufig als
Doppelmembranpumpe ausgebildet.
Eine bekannte Doppelmembranpumpe dieser Art weist zwei um 180°
zueinander gedrehte Pumpenkammern auf, in die ein die Exzenterwelle
umgebender Kolben mit seinen beiden Enden ragt. Der Kolben
ist hierzu mit einer Kulisse in dem Gehäuse geführt, so daß er
eine streng lineare Auf- und Abbewegung vollführt. Die beiden,
die Membranen innen haltenden Kolbenköpfe sind auf den Kolben
mittels eines Bajonettverschlusses aufgeschraubt. Die Außenseite
der Membranen werden durch mittels Zugankern aufgeschraubte Gehäuseteile
gehalten. Die Sammelkanäle für die beiden Einlaß- und
die beiden Auslaßseiten der Pumpenkammern befinden sich in dem
Gehäuse. Die bekannte Pumpe baut relativ groß und erlaubt den
Betrieb mit Drehzahlen der Exzenterwelle von 800 bis 1500 Umdrehungen
pro Minute (UpM). Der Zusammenbau der Pumpe ist kompliziert
und erfordert einen relativ hohen Zeitaufwand. Gleiches
gilt für das Öffnen der Pumpe im Reparaturfall, wenn beispielsweise
Ventile oder die Pumpmembranen ausgetauscht werden müssen.
Einen ähnlichen Aufbau weist die aus dem deutschen Gebrauchsmuster
17 94 055 bekannte Doppelmembranpumpe auf, die allerdings
ersichtlich mit einem Metallgehäuse aufgebaut ist. Der von der
Exzenterwelle bewegte Kolben wird von einer etwa viereckig verlaufenden
Leitungsanordnung mit vier im wesentlichen gradlinig
verlaufenden Leitungen umgeben, von denen die untere und obere
Leitung den Zu- bzw. Ablauf bilden und durch die Pumpenkammern
miteinander verbunden sind, wobei am Übergang zwischen den Zu-
bzw. Ableitungen zu den Pumpenkammern Ventile vorgesehen sind.
Das Gehäuse wird mit Bolzen oder Paßstiften zusammengehalten. Die
am Rand fest eingespannten Membranen sind über einen Bolzen fest
mit dem von der Exzenterwelle bewegten Kolben verbunden. Aus der
DE-OS 20 11 042 ist es bei einer Gaspumpe und aus der US-PS
32 77 830 insbesondere bei einer Membran-Benzinpumpe bekannt,
Verbindungen zwischen Kunststoffteilen dieser Pumpe auch durch
Rastung herzustellen. Diese Pumpen weisen jedoch einen grundsätzlich
anderen Aufbau und eine andere Funktionsweise auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Membran
pumpe der eingangs erwähnten Art zu erstellen, die einfach auseinanderzunehmen
und zu montieren ist, die eine hohe Pumpleistung
erlaubt und eine hohe Drehzahl der Exzenterwelle ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Membran auf ihrer Innenseite durch eine Schnappverbindung zwischen
Kolben und Kolbenkopf und auf ihrer Außenseite durch eine
Schnappverbindung zwischen einem Gehäusekörper und einem die Ventile
haltenden und die Pumpenkammer bildenden Wandteil klemmend
gehalten ist und daß ein rastend eingesetztes, U-förmiges Klammerteil
Gehäusekörper und Wandteil zusammenhält.
Die erfindungsgemäße Membranpumpe ist in ihren wesentlichen
Teilen mit Schnappverbindungen zusammengesetzt. Die klemmende
Halterung der Membran mit Schnappverbindungen hat den Vorteil,
daß die Klemmkraft auf kürzestem Wege auf die Membran übertragen
werden kann, so daß bereits hierdurch eine erhebliche Platzersparnis
erzielt wird. Die Ausführung der Schnappverbindungen für
die Halterung der Membran ist auch bei hochtourig laufenden Membranpumpen
möglich, weil die Schnappverbindung durch die spezielle
Form des Klammerteils gesichert wird. Die durch die Schnappverbindungen
bewirkte kompakte Ausführung der Pumpe ermöglicht
eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit und somit eine höhere
Pumpenleistung. Darüber hinaus ist eine einfache Montage und Demontage
der Membranpumpe gewährleistet.
Vorzugsweise wird die Membranpumpe mit wenigstens zwei Pumpenkammern,
also z. B. als Doppelmembranpumpe ausgebildet. In diesem
Fall bilden die Klammerteile in einer bevorzugten Ausführungsform
die Pumpenkammern verbindende Sammelkanäle. Die Sammelkanäle sind
dabei vorgefertigte externe Schnappteile, die mit ihrer U-Form
zugleich die Schnappverbindungen zur Halterung der Membranen sichern.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform halten die rastend
eingesetzten Klammerteile zugleich die Einlaß- bzw. Auslaßventile
der Pumpenkammern, so daß diese Ventile bei der Montage lediglich
eingelegt werden müssen und anschließend durch die aufgeschnappten
Klammerteile gehalten werden.
Für diesen Aufbau der Membranpumpe eignen sich Einlaß- und Auslaßventile
mit einem ringförmigen Grundkörper mit Durchlaßöffnungen,
die einseitig mittels einer auf dem Grundkörper anliegenden
Membran abgedeckt sind. Dabei weist der Grundkörper vorzugsweise
einen zentralen Befestigungsstift für die Membran auf und ist eine
ringförmige Scheibe auf der dem Grundkörper abgewandten Seite
der Membran auf dem Stift befestigt. Diese Ventilanordnung läßt
sich außerordentlich flach ausbilden und erlaubt eine hohe Taktgeschwindigkeit,
die sich aufgrund der hohen Umdrehungsgeschwindigkeit
der Exzenterwelle ergibt.
Zur hohen Umdrehungsgeschwindigkeit der Exzenterwelle trägt in
einer bevorzugten Ausführungsform bei, daß die Kolben einzeln auf
der Exzenterwelle befestigt sind und dabei vorzugsweise einen die
Exzenterwelle umfassenden Ring aufweisen. Die Kolben werden am
Gehäuse ausschließlich mit der eingespannten Membran gehalten und
führen bei der Drehung der Exzenterwelle nicht nur eine lineare
Auf- und Abbewegung aus, sondern bewegen sich auch in der dazu
senkrecht stehenden Ebene in einer Art Taumelbewegung.
Zum Aufschnappen der Klammerteile stehen die Ein- und Auslaßkanäle
der Pumpenkammer vorzugsweise senkrecht zum Kolben, wobei die
Pumpenkammern eine sich konisch vom Kolben weg verjüngende Wandung
aufweisen und die Kolbenköpfe entsprechend konisch ausgebildet
sind. Hierdurch läßt sich die Umsetzung der vertikalen Kolbenbewegung
in eine horizontale Pumprichtung vorteilhaft bewerkstelligen,
wobei die Anpassung der Form der Kolbenköpfe an die
konisch laufende Wandung zur Verminderung des Totraums beiträgt.
Das Gehäuse wird an seiner Stirnseite vorzugsweise durch einen
aufgeschnappten Deckel abgeschlossen, der mit einer Aufnahme das
freie Ende der Exzenterwelle hält. Alle Lagerstellen der Exzenterwelle
in der Pumpe sind vorzugsweise durch Kugellager gebildet.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine auf einen Motor
aufgeflanschte Membranpumpe;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Membranpumpe ent
lang der Linie A-A 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Längsschnitt durch die Membran
pumpe ist entlang der Linie B-B 1 in Fig. 2 geführt. Ein
Gehäusekörper 1 der Membranpumpe ist mit einem rohrförmigen
Ansatz 2 versehen, der zusammen mit einem (nicht dargestell
ten) rohrförmigen Gegenstück das Gehäuse für einen Antriebs
motor 3 bildet. Der Motor 3 treibt eine Antriebswelle 4,
auf der sich ein exzentrischer Körper 5 befindet.
Der Gehäusekörper 1 weist zwei zylindrische, einander ge
genüberliegende Öffnungen 6 auf, die mit einem nach innen
zeigenden, ringförmigen Rastvorsprung 7 abgeschlossen sind.
Parallel zum Rastvorsprung 7 befindet sich ein nach innen
zeigender ringförmiger Anlagesteg 8. In die zwischen Rast
vorsprung 7 und Anlagesteg 8 gebildete Nut ist ein konisches
Wandteil 9 mit einem entsprechenden Rastvorsprung 10 einge
schnappt. Zwischen dem Wandteil 9 und dem Anlagesteg 8 ist
der äußere Rand einer ringförmigen Membran 11 eingeklemmt.
Die Klemmseite des Rastvorsprungs 10 ist dabei schräg aus
gebildet, so daß sich der für die Membran 11 zur Verfügung
stehende Zwischenraum zwischen dem Wandteil 9 und dem Anla
gesteg 8 nach innen verengt.
Auf das Exzenterteil 5 sind Ringe 12 zweier Kolben 13 auf
geschoben. Die Ringe sind durch Kugellager 14 von den Exzen
terteilen 5 getrennt, so daß sich die eigentliche Rotations
bewegung der Exzenterteile 5 nicht auf die Ringe 12 über
trägt. Die Ringe 12 weisen etwa die halbe Breite des Exzen
terteils 5 auf, so daß die beiden Ringe nebeneinander auf
dem Exzenterteil 5 angeordnet sind. Über einen Ansatz 15 er
weitert sich der Kolben zu einem ringförmigen Teil 16, das
sich etwa über die gesamte Breite des Exzenterteils 5 er
streckt, also etwa die doppelte Breite des Ringes 12 auf
weist. Das ringförmige Teil ist an seinem Ende mit einem
Rastvorsprung 17 versehen, der zusammen mit einem parallel
zu ihm verlaufenden Anlagesteg 18 eine Nut bildet, in die
ein Rastvorsprung 19 eines Kolbenkopfes 20 einschnappen
kann. Zwischen Kolbenkopf 20 und dem Anlagesteg 18 ist der
innere Rand der Membran 11 eingespannt. Um ein Ausziehen
der Membran 11 aus der Klemmverbindung zwischen Kolbenkopf
20 und Anlagesteg 18 des Kolbens 13 zu verhindern, ist die
Anlagefläche des Anlagestegs 18 nach außen schräg ansteigend
ausgebildet, so daß sich der für die Membran 11 zur Verfü
gung stehende Zwischenraum nach außen hin verengt.
Das Wandteil 9 ragt über das Gehäuseteil 1 mit einem konisch
zulaufenden Wandteil 21 heraus und ist mit einer ebenen
Stirnfläche 22 abgeschlossen. Eine gleiche kegelstumpfartige
Form weist der Kolbenkopf 20 auf, dessen Außenkontur somit
der Innenkontur des Wandteils 9 angepaßt ist. Hierdurch ge
lingt es, bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 13 den zwi
schen Wandteil 9 und der Membran 11 gebildeten Pumpenraum
23 mit dem Kolbenkopf 20 weitgehend auszufüllen, so daß der
Totraum beim Pumpentakt minimiert wird.
Fig. 2 verdeutlicht, daß an dem Pumpenraum 23 Zuläufe 24
und Abläufe 25 angeschlossen sind, die mittels Einlaßventi
len 26 bzw. Auslaßventilen 27 abgeschlossen sind. Die Einlaß
ventile 26 und Auslaßventile 27 sind identisch aufgebaut
und bestehen aus einem flachen ringförmigen Grundkörper 28,
der einen zentralen Stift 29 aufweist, über den eine Gummi
membran 30 geschoben ist. Die Membran wird auf ihrer von dem
Grundkörper 28 abgewandten Seite durch eine Ventilscheibe 31
gehalten. Die Ventilscheibe 31 kann durch Stauchen des Stif
tes 29 in ihrer Lage fixiert werden. Der im wesentlichen
ringförmige Grundkörper 28 weist speichenartige Verbindungen
zum Stift 29 auf, die zwischen sich Durchgangsöffnungen 32
bilden. Die Durchgangsöffnungen sind durch die Gummimembran
30 verschlossen. Der Außenrand des Grundkörpers 28 verdickt
sich nach außen, so daß die Membran außen an dem Grundkörper
28 unter Vorspannung fest anliegt. Die Membran läßt sich
durch den Wasserdruck von dem Grundkörper 28 wegbiegen und
gestattet somit den Durchfluß des Wassers
in einer Richtung.
In der anderen Richtung wird die Membran 30 durch den Wasser
druck gegen den Grundkörper 28 gedrückt und verschließt so
mit die Durchgangsöffnungen 32, so daß die Ventilfunktion ge
währleistet ist.
Das Ventil 26 ist als flache Einheit ausgebildet und in die
Einlaß- bzw. Auslaßkanäle eingesetzt. Gehalten wird das Ven
til klemmend durch jeweils eine in den Einlaß- bzw. Auslaß
kanal eingeschnappten Ansatz 33 eines im wesentlichen U-för
migen Klammerteils 34, das einen Sammelkanal auf der Einlaß
seite und einen Sammelkanal auf der Auslaßseite der Pumpen
kammer 23 bildet.
Die Klammerteile halten nicht nur die Ventile 26, in dem sie
sie aufgrund der Schnappverbindung gegen einen ringförmigen
Anschlag 35 drücken, sondern sie sichern darüber hinaus die
die Membran 11 haltende Schnappverbindung zwischen dem mitt
leren Gehäuseteil 1 und dem Wandteil 9.
Die Stirnfläche 22 des Wandteils 9 liegt etwa in Höhe der
Mitte der Ventile 26, so daß die Einlaß- und Auslaßkanäle
etwa senkrecht zu den konisch verlaufenden Wandteilen des
Kolbenkopfes 20 stehen und in dieser Richtung einen im we
sentlichen konstanten Querschnitt aufweisen.
Die Ventilteile sind mit einem O-Ring 36 versehen, der ei
nerseits eine Abdichtung bewirkt, andererseits eine den
Schnappvorgang unterstützende Elastizität aufweisen.
Da die Membran 11 an ihrer inneren wie äußeren Kante durch
Schnappverbindungen gehalten wird, wird auf der Membran kei
ne Drehbewegung ausgeführt, so daß keine Gefahr besteht,
die Membran durch Drehbewegungen zu verwinden. Dies erhöht
die Lebensdauer der Membran beträchtlich.
Fig. 1 läßt erkennen, daß die dem Motor 3 abgewandte Stirn
seite des Gehäuses 1 durch einen aufgeschnappten Deckel 38
verschlossen ist, in dem eine Aufnahme 37 für das freie En
de der Exzenterwelle 4 gebildet ist. Auch hier ist zwischen
dem freien Ende 4 und der Aufnahme 37 ein Kugellager 39 vor
gesehen.
Claims (5)
1. Membranpumpe mit einer rotierenden Exzenterwelle (4), einem
von der Exzenterwelle (4) auf- und abbewegbaren Kolben (13)
mit einem die ringförmige Membran (11) etwa zentrisch haltenden
Kolbenkopf (20), der in eine mit einem Einlaß- und einem
Auslaßventil (26) versehene Pumpkammer (23) ragt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Membran (11) auf ihrer Innenseite
durch eine Schnappverbindung zwischen Kolben (13) und Kolbenkopf
(20) und auf ihrer Außenseite durch eine Schnappverbindung
zwischen einem Gehäusekörper (1) und einem die
Ventile (26) haltenden und die Pumpkammer (23) bildenden
Wandteil (9) klemmend gehalten ist und daß ein rastend
eingesetztes, etwa U-förmiges Klammerteil (34) Gehäusekörper (1)
und Wandteil (9) zusammenhält.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens zwei Pumpkammern (23) vorgesehen sind, in die
jeweils ein Kolbenkopf (20) ragt und daß die Klammerteile
(34) die Pumpenkammern (23) verbindende Sammelkanäle bilden.
3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die rastend eingesetzten Klammerteile (34) zugleich die
Einlaß- bzw. Auslaßventile (26) der Pumpkammern (23) klemmend
halten.
4. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einlaß- und Auslaßventile (26) der Pumpenkammern
(23) senkrecht zum Kolben (13) stehen, daß die Pumpkammern
(23) eine sich konisch vom Kolben weg verjüngte Wandung (21)
aufweisen und daß die Kolbenköpfe (20) entsprechend konisch
ausgebildet sind.
5. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende der Exzenterwelle (4) in
einer Aufnahme (37) ruht, die in einem auf das Gehäuse (1)
aufgeschnappten Deckel (38) ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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DE3529978A1 DE3529978A1 (de) | 1987-03-05 |
DE3529978C2 true DE3529978C2 (de) | 1989-04-27 |
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Country Status (1)
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