DE4203534C2 - Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe.

Aus der DE 37 27 831 A1 ist ein selbsttätiges magnetisches Ventil bekannt, das für dickflüssige Harze in Pumpanlagen Verwendung findet.

Die US 3 891 000 beschreibt ein Evakuiergerät mit einem magnetisch wirkenden Abdichtventil.

Weiterhin ist aus der DE-PS 3 01 480 ein schraubenlinien­ förmiger Faltenbalg mit einem durch Schwerkraft schließenden Kugelventil in einer Pumpe bekannt.

Es sind außerdem zahlreiche Pumpen bekannt, die aber nicht die gewünschten Eigenschaften in einer Pumpe vereinigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe zu schaffen, die verbesserte Dosiermöglichkeiten der Pumpmenge gestattet, die lageunabhängig ist, kleinste Mengen dosiert fördert, selbstansaugend ist, für Flüssigkeiten und gasförmige Medien geeignet ist, und mit kleinsten Pumpenkammern von wenigen Kubikzentimetern aufgebaut werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung bestehen die Ventile der Pumpe ganz oder teilweise aus gummielastischem Material, das zusätzlich magnetische Eigenschaften aufweist, die so ausgenutzt wer­ den, daß die Schließ- und Rückstellkräfte der Ventile durch Magnetkräfte aufgebracht werden. Die elastischen Eigen­ schaften der Ventile erhöhen die Dichtigkeit, was durch die zusätzlichen Magnetkräfte unterstützt wird. Weiter wird durch das Ausnutzen der Magnetteile der Vorteil erzielt, daß keine Rückstellfedern oder dergleichen verwendet werden müssen. Hierdurch verringert sich der Raumbedarf und die Ventile lassen sich sehr klein aufbauen.

Wenn die Schließkörper der Ventile als dünne Magnetgummi­ folien ausgebildet werden, ergeben sich schnelle Schaltge­ schwindigkeiten, da nur geringe Massen bewegt werden müs­ sen. Ebenso definieren die Magnetkräfte exakte Schalt­ punkte.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Pumpe nach der Er­ findung im Schnitt, und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils.

In Fig. 1 ist eine Pumpe im Schnitt erkennbar, die eine Pumpkammer 1 aufweist. Die Pumpkammer 1 kann aus einem Me­ tall-, Gummi- oder Kunststoffbalg bestehen. Ebenso kann die Pumpkammer 1 aus einer Dose bestehen, die mit einer Pump­ membrane verschlossen ist. Die Pumpkammer 1 besitzt die Ei­ genschaft, daß sie nach Zusammendrücken wieder ihre ur­ sprüngliche Form einnimmt, was durch Rückstellfedern (nicht dargestellt) oder durch das Material selbst erfolgen kann, aus dem die Pumpkammer 1 aufgebaut ist. Bevorzugt und er­ findungsgemäß besteht die Pumpkammer 1 aus einem Falten­ balg.

Der Faltenbalg nach Fig. 1, der die Pumpkammer 1 bildet, ist an dem vorderen und hinteren Ende durch Wandungen 8, 9 abgeschlossen. An den Wandungen ist ein Einlaßventil 2 und ein Auslaßventil 3 angeordnet. Das Einlaßventil 2, das ein Einlaßrohr 4 abdeckt, ist im Inneren der Pumpkammer 1 ange­ ordnet. Das Auslaßventil 3 ist ausgangsseitig an der Wan­ dung 9 und somit außerhalb der Pumpkammer 1 befestigt. In den Wandungen 8, 9 befinden sich entsprechende Bohrungen, die in Ventilbohrungen 10 der Ventile 2, 3 münden. Das Aus­ laßventil 3 ist wiederum durch eine Kappe 16 abgedeckt, die eine Zwischenkammer 13 für das hindurchströmende Medium, was gasförmig oder flüssig sein kann, bildet. Von der Zwi­ schenkammer 13 mündet das zu pumpende Medium in ein Auslaß­ rohr 5. Beim Pumpen gelangt das zu befördernde Medium über das Einlaßrohr 4 durch das Einlaßventil 2 in die Pumpkammer 1 und anschließend über das Auslaßventil 3 in die Zwischen­ kammer 13 und schließlich zum Auslaßrohr 5.

Die soweit beschriebene erfindungsgemäße Konstruktion der Pumpe ist zwischen Anschlägen 11 und einem Exzenter 12 ein­ gespannt. Bei der Drehung des Exzenters 12, was auch im Handbetrieb erfolgen kann, wird der Falten- oder Pumpbalg 15 zusammengedrückt, was eine Volumenverringerung bewirkt. Soweit sich schon ein zu pumpendes Medium in der Pumpkammer 1 befindet, tritt dieses durch das Auslaßventil 3, was öff­ net, in die Zwischenkammer 13 ein. Gleichzeitig wirkt das Einlaßventil 2 im Volumen verringerten Zustand des Balges 15 als Rückschlagsperre. Dreht sich der Exzenter 12 weiter, kann sich der Balg 15 wiederum entspannen und in seinem Vo­ lumen vergrößern, wobei das Auslaßventil 3 in diesem Fall schließt und das Einlaßventil 2 öffnet, weshalb das zu pum­ pende Medium über das Einlaßrohr 4 angesaugt wird. Damit arbeiten die erfindungsgemäßen Ventile 2, 3 wechselweise als Rückschlagventile.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäßen Ven­ tile 2, 3. Die Ventile 2, 3 bestehen aus einem Ventilkörper 6 mit der Ventilbohrung 10 und einem Schließkörper 7, der die Ventilbohrung 10 öffnet und verschließt. Die Ventile 2, 3 erlauben im Zusammenwirken mit den Volumenänderungen der Pumpkammer 1 das exakte Dosieren der zu fördernden Pumpmen­ gen. Weiter werden die Rückstell- und Schließkräfte der Ventile 2, 3 durch Magnetkräfte aufgebracht. Die Magnet­ kräfte können beispielsweise dadurch aufgebracht werden, indem der Ventilkörper 6 aus einem Magneten und der Schließkörper 7 aus einem Gummiteil besteht, in das ferro­ magnetische Teilchen eingelagert sind. Umgekehrt können kleinste Magnete ausorientiert in den Schließkörper 7 ein­ gelagert sein und der Ventilkörper 6 besteht beispielsweise aus einer magnetisierbaren Stahlplatte.

Bevorzugt wird die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ver­ wendet, bei der der Schließkörper 7 eine dünne Gummifolie mit eingelagerten ferromagnetischen Teilchen, z. B. Eisen­ teilchen, ist und es sich bei dem Ventilkörper 6 um einen Magneten handelt. Der Ventilkörper 6 kann auch aus Magnet­ folie gestanzt sein oder aus einem Ringmagneten bestehen, wobei der Durchbruch in dem Ringmagnet die Ventilbohrung 10 selbst bildet. Das Herstellen der gummielastischen Teile, in die ferromagnetische Teile oder Magnete eingelagert sind, läßt sich beispielsweise leicht durch Silikon­ kautschuk realisieren, wobei vor dem Aushärten die entspre­ chenden Teilchen eingerührt und bei Magneten durch einen äußeren starken Magneten ausgerichtet werden.

In anderen Ausführungsformen ist es möglich, den Schließkörper 7 oder den Ventilkörper 6 aus einem starren Körper zu bilden, der die notwendigen magnetischen Eigen­ schaften aufweist und mit einer gummielastischen Schicht überzogen ist. Der Schließkörper 7 kann beispielsweise durch Nieten 14 an dem Ventilkörper 6 befestigt sein. Ebenso sind andere Befestigungsmöglichkeiten realisierbar, die von Kleben, Einspannen und Festschrauben reichen kön­ nen. Darüber hinaus ist es möglich, den Schließkörper 7 lose auf den Ventilkörper 6 aufzulegen, wobei nur noch ent­ sprechende Führungselemente vorzusehen sind, die ein seit­ liches Wegdrücken oder Wegschieben vermeiden, da die Teile aufgrund der magnetischen Eigenschaft selbst aneinander haften. Zusätzlich ist es möglich, Haltekäfige vorzusehen, wenn beispielsweise der Schließkörper 7 als gummielastische Kugel oder starre Magnetkugel ausgebildet ist.

Die magnetischen Eigenschaften bringen relativ hohe Schließkräfte auf, was ein sicheres Verschließen bewirkt.

Zusätzlich wird das Abdichten durch die elastischen Mate­ rialeigenschaften erhöht. Die Magneteigenschaften lassen sich durch die Art der verwendeten Magnete und den Anteil an eingelagerten ferromagnetischen Teilchen in weiten Be­ reichen variieren. Umgekehrt unterstützt die Elastizität des Schließkörpers 7 den Durchlaß von kleinsten Mengen an dem zu pumpenden Medium. Nach dem Austritt einer kleinen Pumpmenge aus der Ventilbohrung wird diese parallel zu der Dichtebene weggedrückt, wobei die Magnetkräfte gleichzeitig ein schnelles Abdichten und weiteres Nachaußendrücken der kleinen Pumpmenge zum Rand des Schließkörpers 7 bewirkt. Damit lassen sich kleinste Fördermengen bewegen und gleich­ zeitig lassen sich die Ventile sehr klein im Millimeterbe­ reich, beispielsweise von 1-5 mm, aufbauen. Durch die Magnetkräfte wird ein selbsttätiges Schließen der Ventile 2, 3 erzielt.

Claims (3)

1. Dosierpumpe, die ein Einlaßrohr (4) und ein Auslaßrohr (5) und eine im Volumen veränderbare Pumpkammer (1) aufweist, wobei innerhalb der Pumpkammer ein selbstschließendes Ein­ laßventil (2) und außerhalb der Pumpkammer (1) ein selbst­ schließendes Auslaßventil (3) angeordnet sind, die jeweils aus einem magnetischen Ventilkörper (6) mit einer Ventil­ bohrung, die kleiner als 5 mm im Durchmesser ist, und einem ferromagnetischen Schließkörper (7) bestehen, der ein Silikon­ bauteil mit eingelagerten ferromagnetischen Teilchen ist, und wobei der Pumpkammer (1) eine Zwischenkammer (13) strömungsmäßig in Reihe nachgeschaltet ist, die das Auslaß­ ventil (3) und das Auslaßrohr (5) aufweist.

2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) durch einen Haltekäfig am Ventil­ körper (6) gesichert ist.

3. Dosierpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (1) aus einem federelastischen Pumpbalg (15) oder einer Pumpmembrane besteht.