DE4327969C2 - Hydraulisch angetriebene Membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Mem­ branpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Membranpumpe der gattungsgemäßen Art (DE 41 22 538 A1) sind die vorgesehenen beiden Membranlagen relativ straff zwischen dem Pumpendeckel und dem Pumpenkör­ per eingespannt, so daß bei der Hin- und Herbewegung der Membranlagen eine fortwährende Materialdehnung und -kon­ traktion stattfindet. Hierdurch wird die Lebensdauer der Membran stark beeinträchtigt. Insbesondere ist bei dieser bekannten Membranpumpe von Nachteil, daß sich beim Durch­ gang der Membran durch die Null-Lage die Biegerichtung, in der die Membran gebogen wird, umkehrt, was eine Erhöhung der Materialbelastung der Membran zur Folge hat. Weiterhin ist beim Auftreten hoher Über- oder Unterdrücke die Gefahr des "Durchschießens" der Membran relativ hoch, da diese Drücke im Übergangsbereich zwischen randseitiger Einspan­ nung der Membran und Versteifungselement allein von der freischwebenden Membran abgenommen werden müssen. Diese be­ kannte Membranpumpe eignet sich daher auch nicht für hohe Über- und Unterdrücke, wodurch sowohl ihr Wirkungsgrad als auch ihr Einsatzbereich stark eingeschränkt sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Membranpumpe der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß sie bei einer langen Lebens­ dauer eine hohe Funktionssicherheit ohne die Gefahr des Durchschießens der Membran aufweist, einen verbesserten Wirkungsgrad besitzt und universell einsetzbar ist.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Er­ findung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausge­ staltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen be­ schrieben.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Anschlag­ flächen für das Versteifungselement einerseits sowie der Anlageflächen für die Membran andererseits wird eine im we­ sentlichen durchgehende Membranabstützfläche geschaffen, die eine Beschädigung der Membran in der Druckhub- und Saughubgrenzstellung praktisch völlig ausschließt und die Materialbeanspruchung äußerst niedrig hält. Lebensdauer, Funktionssicherheit und Einsatzmöglichkeiten der Pumpe wer­ den hierdurch beträchtlich erhöht. Außerdem kann ein "Durchschießen" der Membran auf diese Weise zuverlässig verhindert werden.

Außerdem wird durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Boh­ rungen am geodätisch höchsten bzw. tiefsten Punkt des Pum­ pendeckels eine Spülwirkung erreicht, so daß auch hierdurch der Einsatzbereich der Pumpe entscheidend verbessert ist.

Vorteilhafterweise liegt das Versteifungselement an der Außenfläche der Membran an. Bei einer derartigen Anordnung bewirkt das Versteifungselement einen zusätzlichen Schutz der Membran sowohl in chemischer Hinsicht, indem es Schutz vor aggressiven Medien bietet, als auch in mechanischer Hinsicht, indem es die mechanische Beanspruchung der Mem­ bran in ihrem Hauptbeanspruchungsbereich durch das zu för­ dernde Medium verringert. Ein derartiges Versteifungsele­ ment stellt außerdem ein Schutzelement dar, wenn die Mem­ bran in ihrer Druckhubgrenzstellung an die entsprechende Anschlagfläche des Pumpendeckels anschlägt.

Zweckmäßigerweise besteht das Versteifungselement aus einem förderraumseitigen und einem hydraulikraumseitigen Kopp­ lungsglied, zwischen denen die Einzellagen der Membran ein­ gespannt und dadurch mechanisch miteinander verbunden sind. Auf diese Weise verhindert das erfindungsgemäße Ver­ steifungselement zuverlässig ein gegenseitiges Abheben der Membranlagen während des Saughubes. Eine dadurch verur­ sachte Beeinträchtigung der Saug- und Pumpleistung kann da­ her sicher vermieden werden. Außerdem wird verhindert, daß durch das gegenseitige Abheben der Membranlagen Druckände­ rungen zwischen den Membranlagen auftreten, die zum Anspre­ chen einer angeschlossenen Membranbruchanzeigevorrichtung führen, obwohl keine Membranundichtigkeit vorliegt.

Von besonderem Vorteil ist, wenn die Kopplungsglieder als rotationssymmetrische Stützteller mit insbesondere ebenen Stirnflächen ausgebildet sind. Die der Membran abgewandte ebene Stirnfläche wirkt dabei als großflächige Anschlagflä­ che in der Druckhub- bzw. Saughubgrenzstellung, während die der Membran zugewandte ebene Stirnfläche als großflächige Abstützfläche für die Membran ausgebildet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Versteifungselement zumindest teilweise mit einer Kunststoffschicht umhüllt. Diese Kunststoffschicht schützt das Versteifungselement einerseits vor aggressiven Medien und kann andererseits derart ausgelegt werden, daß es als Dämpfungsglied wirkt, wenn das Versteifungselement bei­ spielsweise in der Druckhubgrenzstellung am Pumpendeckel anschlägt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das förder­ raumseitige Kopplungsglied ein stabartiges Befestigungsteil auf, das durch zentrale Durchgangslöcher in der Membran und dem hydraulikraumseitigen Kopplungsglied hindurchtritt und an einem Steuerschieber einer membranlagengesteuerten Leck­ ergänzungseinrichtung befestigt ist. Hierbei weist vor­ teilhafterweise auch der Steuerschieber eine durchgehende Längsbohrung auf, durch die das stabartige Befestigungsteil hindurchtritt, so daß es an dem dem Verdrängerkolben Zuge­ wandten Ende des Steuerschiebers festgelegt werden kann.

Eine einfache Ausbildung ergibt sich, wenn das hydraulik­ raumseitige Kopplungsglied integral, d. h. einstückig, mit dem Steuerschieber ausgebildet ist.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann das Versteifungselement zwischen den Einzellagen der Membran angeordnet und mit diesen fest verbunden, insbeson­ dere verklebt oder verschweißt sein. Bei einer derartigen Ausführungsform besteht das Versteifungselement ebenfalls vorzugsweise aus einer rotationssymmetrischen, ebenen Scheibe, was eine einfache Ausgestaltung des Versteifungs­ elements und der zugeordneten Anschlagflächen im Pumpen­ deckel und Pumpenkörper ermöglicht.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das Verstei­ fungselement zumindest teilweise unabhängig von einem hydraulikraumseitigen zentralen Stützteller zwischen seiner Saughub- und Druckhubendstellung bewegbar.

Vorteilhafterweise ist der Radius des Verstärkungselements gleich oder größer als der halbe Radius des im Förderraum liegenden Membranabschnitts. Hierdurch werden große An­ schlag- bzw. Abstützflächen erzielt, die die mechanische Druckbelastung auf das Versteifungselement, den Pumpenkör­ per- bzw. Pumpendeckel sowie die Membran vermindern und gleichzeitig sicherstellen, daß die einzelnen Membranlagen sicher aneinander gehalten werden.

Vorteilhafterweise münden die Ein- und Auslaßkanäle derart in den Förderraum, daß ihr Mittelpunktsabstand von der zen­ tralen Achse des Förderraums maximal 50% des größten För­ derraum-Radius beträgt.

Die pumpeninternen Druckverluste können vorteilhafterweise weiterhin dadurch reduziert werden, daß die Ein- und Aus­ laßkanäle im Bereich ihrer förderraumseitigen Mündungen parallel zur Bewegungsrichtung der Membran ausgerichtet sind.

Da das Versteifungselement formstabil ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Membran-Einzellagen im Bereich zwischen Versteifungselement und randseitiger Einspannung eine Sicke aufweisen. Diese Sicke ermöglicht einerseits die gewünschte Bewegbarkeit der Membran und ist andererseits zweckmäßigerweise jedoch genügend steif ausgebildet, um das gegenseitige Abheben der einzelnen Membranlagen im Saughub zu verhindern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 schematisch im Querschnitt eine Membranpumpe ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Versteifungs­ elements in der Form zweier Kopplungsglieder, zwischen denen die Membran eingespannt ist, wo­ bei das förderraumseitige Kopplungsglied mit Kunststoff ummantelt ist und

Fig. 3 eine Teildarstellung einer abgewandelten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Membranpumpe.

Aus Fig. 1 ist eine hydraulisch angetriebene Membranpumpe ersichtlich, die eine aus zwei voneinander getrennten Ein­ zellagen 1a, 1b bestehende Membran 1, insbesondere aus Kunststoff, aufweist. Diese ist an ihrem Rand zwischen einem Pumpenkörper 2 sowie einem hieran stirnseitig lösbar festgelegten Pumpendeckel 3 eingespannt und trennt einen Förderraum 4 von einem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Hydraulikraum 5, der den Kolbenarbeitsraum darstellt.

Die Membranpumpe weist einen hydraulischen Membranantrieb in Form eines oszillierenden Verdrängerkolbens 6 auf, der im Pumpenkörper 2 abgedichtet zwischen dem Kolbenarbeits­ raum 5 und einem Vorratsraum 7 für die Hydraulikflüssigkeit verschiebbar ist. Der Kolbenarbeitsraum 5 steht über wenig­ stens eine im Pumpenkörper 2 angeordnete axiale Bohrung 8 mit einem membranseitigen Druckraum 9 in Verbindung, der den Membranarbeitsraum darstellt und zusammen mit dem Kol­ benarbeitsraum 5 insgesamt den Hydraulikraum bildet. Wie ersichtlich, ist der Membranarbeitsraum 9 einerseits durch die Membran 1 sowie andererseits durch eine hintere (kol­ benseitige) Kalotte 10 begrenzt. Diese hintere Begrenzungs­ kalotte 10 wird durch die entsprechend ausgebildete Stirn­ fläche des Pumpenkörpers 2 gebildet und stellt einen Teil derjenigen mechanischen Abstützfläche dar, an der sich die Membran 1 am Ende des Saughubes anlegt.

Gegenüber der kolbenseitigen Begrenzungskalotte 10 ist im Förderraum 4 eine durch die Stirnfläche des Pumpendeckels 3 gebildete vordere Begrenzungskalotte 11 gebildet. Der Pumpendeckel 3 ist in der üblichen Weise mit einem Einlaßventil 12 (Saugventil) sowie einem Auslaßventil 13 (Druckventil) versehen. Diese beiden Ventile 12, 13 stehen über einen Einlaßkanal 14 sowie einen Auslaßkanal 15 derart mit dem Förderraum 4 in Verbindung, daß das Fördermedium bei dem nach rechts gemäß Fig. 1 erfolgenden Saughub dem Verdrängerkolbens 6 und damit der Membran 1 über das Saug­ ventil 12 und den Einlaßkanal 14 in den Förderraum 4 ange­ saugt wird. Demgegenüber wird bei dem nach links gemäß Fig. 1 erfolgenden Druckhub der Membran 1 das Fördermedium über den Auslaßkanal 15 und das Druckventil 13 dosiert aus dem Förderraum 4 ausgetragen.

Um am Ende des Membransaughubes das Auftreten von Kavita­ tion zu verhindern und für die aufgrund der Leckageverluste erforderliche Leckergänzung zu sorgen, ist eine Leckergän­ zungseinrichtung vorgesehen. Diese weist ein übliches fe­ derbelastetes Schnüffelventil 16 auf, das über einen Kanal 17 mit dem Vorratsraum 7 sowie über einen Kanal 18 und den Verbindungskanal 8 einerseits mit dem Kolbenarbeitsraum 5 und andererseits mit dem Membranarbeitsraum 9 in Verbindung steht.

Die Leckergänzung wird durch ein Steuerventil gesteuert, das einen Steuerschieber 19 aufweist. Dieser ist achsgleich mit dem Verdrängerkolben 6 im Bereich des Verbindungskanals 8 zwischen Membranarbeitsraum 9 und Kolbenarbeitsraum 5 verschiebbar in einer entsprechenden Bohrung des Pumpenkör­ pers 2 geführt. An einer bestimmten Stelle des Umfangs des Steuerschiebers 19 ist eine umlaufende Nut 20 vorgesehen, die in der Saughubendstellung der Membran 1 die Verbindung zwischen dem Schnüffelventil 16 der Leckergän­ zungseinrichtung und dem Hydraulikraum 5, 9 - über die Kanäle 18, 8 - herstellt.

Die Einzellagen 1a, 1b der Membran 1 sind rotationssymme­ trisch ausgebildet und weisen in ihrem randnahen Bereich Sicken 21 auf, die die freie Beweglichkeit der Lagen 1a, 1b zwischen ihrer Saughub- und Druckhubendstellung ermögli­ chen. Im Bereich dieser Sicken 21 verlaufen die Einzellagen 1a, 1b im Abstand zueinander, so daß ein Membranzwischen­ raum 22 gebildet wird. Dieser Membranzwischenraum 22 dient im Fall eines Bruchs einer Membranlage 1a, 1b zur schnellen Membranbruchsignalisierung, und zwar mittels einer entspre­ chenden Anzeigevorrichtung 23, die mit dem Membranzwischen­ raum 22 in Verbindung steht. Der Membranzwischenraum 22 wird dadurch gebildet, daß die Membranlagen 1a, 1b in ihrer randseitigen Einspannzone durch einen Ring 24 auf Abstand gehalten werden. Dieser Ring 24 ist mit einem oder mehre­ ren, nicht dargestellten Kanälen versehen, welche die Ver­ bindung zwischen dem Membranzwischenraum 22 und dem Innern der Membranbruchanzeigevorrichtung 23 herstellen.

Im Gegensatz zu ihren Randbereichen verlaufen die Einzella­ gen 1a, 1b der Membran 1 in ihrem mittleren Bereich nicht beabstandet, sondern werden durch beidseitig angeordnete Kopplungsglieder in der Form von scheibenförmigen Stütztel­ lern 25, 26 dicht aneinandergehalten. Die Stützteller 25, 26 sind im wesentlichen spiegelbildlich ausgebildet und zentral zur Mittelachse 27 des Steuerschiebers 19 angeord­ net. Die Stützteller 25, 26 bilden zusammen ein formstabi­ les Versteifungselement für die Membran 1.

Der förderraumseitige Stützteller 25 weist eine dem Pumpen­ deckel 3 zugewandte ebene Stirnfläche 28 auf, die parallel zu einer ebenfalls ebenen Stirnfläche 29 des Pumpendeckels 3 liegt. Diese Stirnfläche 29 des Pumpendeckels 3 befindet sich zwischen den Mündungen des Einlaßkanals 14 und Auslaß­ kanals 15 in den Förderraum 4 und dient in der Druckhub­ grenzstellung der Membran 1 als Anschlagfläche für den Stützteller 25.

Der Durchmesser des förderraumseitigen Stütztellers 25, d. h. seine Erstreckung in radialer Richtung, ist so bemes­ sen, daß der Stützteller 25 die Mündungen der Einlaß- und Auslaßkanäle 14, 15 in radialer Richtung vollständig über­ deckt, so daß diese Mündungen in der Druckhubgrenzstellung der Membran 1 vom Stützteller 25 verschlossen sind. In die­ ser Druckhubgrenzstellung liegt der Stützteller 25 in einer axialen Bohrung 30 des Pumpendeckels 3, so daß die an der Membran 1 anliegende ebene Abstützfläche des Stütztellers 25 zusammen mit dem radial außerhalb liegenden Bereich der Kalotte 11 des Pumpendeckels 3 eine der natürlichen Mem­ brangeometrie angepaßte, nahezu spaltfreie Abstützfläche bildet. Auch bei großen Drücken kann die Membran 1 daher nicht in die Einlaß- oder Auslaßkanäle 14, 15 eingedrückt und beschädigt werden.

Der hierzu im wesentlichen spiegelbildlich ausgebildete hydraulikraumseitige Stützteller 26 tritt in der Saughub­ grenzstellung der Membran 1 in eine axiale Bohrung 31 des Pumpenkörpers 2 ein, wobei die dem Verdrängerkolben 6 zuge­ wandte Stirnfläche des Stütztellers 26 an einer Stirnfläche 41 des Pumpenkörpers 2 anschlägt. Die an der Membranlage 1b anliegende ebene Abstützfläche des Stütztellers 26 bildet zusammen mit der radial außerhalb liegenden Membranarbeits­ raum-Begrenzungsfläche der Kalotte 10 ebenfalls eine der natürlichen Membrangeometrie angepaßte, nahezu spaltfreie Abstützfläche für die Membranlage 1b. Der Stützteller 26 ist integral mit dem Steuerschieber 19 ausgebildet, d. h. an diesen angeformt.

Die Befestigung des förderraumseitigen Stütztellers 25 am hydraulikraumseitigen Stützteller 26 bzw. am Steuerschieber 19 erfolgt mittels eines stabartigen Befestigungsteils 32, das sich durch zentrale Durchgangsbohrungen innerhalb der Membranlagen 1a, 1b, des hydraulikraumseitigen Stütztellers 26 und des Steuerschiebers 19 hindurch erstreckt und an dem dem Verdrängerkolben 6 zugewandten Ende des Steuerschiebers 19 mittels einer Mutter 33 festgelegt ist.

Um den Bewegungsraum des Verdrängerkolbens 6 nicht einzu­ schränken, ist im Verdrängerkolben 6 eine stirnseitige Axi­ albohrung 34 vorgesehen, deren Durchmesser größer als der­ jenige des Steuerschiebers 19 ist. Auf diese Weise kann sich der Verdrängerkolben 6 über das vorstehende Ende des Steuerschiebers 19 hinaus in Richtung der Membran 1 bewe­ gen.

Die Einlaß- und Auslaßkanäle 14, 15 sind derart ausgerich­ tet, daß sie im Bereich ihrer Mündungen parallel zur Mittelachse 27 des Steuerschiebers 19 und damit parallel zur Bewegungsrichtung der Membran 1 verlaufen. Da sie wei­ terhin relativ nah an der Mittelachse 27 angeordnet sind, liegen sie im Bereich der größten Hubbewegung der Membran 1, so daß eine Zwangsdurchströmung des Förderraums 4 er­ zielt wird.

Am geodätisch höchsten Punkt des Förderraumes 4 ist minde­ stens eine druckfest ausgelegte kleine Bohrung 35 vorgese­ hen, die in den Auslaßkanal 15 mündet. Diese Bohrung dient der Entlüftung des Förderraums 4.

Ferner ist am geodätisch tiefsten Punkt des Förderraumes 4 ebenfalls mindestens eine druckfest ausgelegte kleine Boh­ rung 36 vorgesehen, die in den Einlaßkanal 14 mündet. Diese Bohrung 36 dient dazu, sedimentierte Partikel abzuführen, um zu verhindern, daß diese zwischen Pumpendeckel 3 und Membran 1 eingeklemmt werden und zu Schäden an der Membran 1 führen.

Im Normalbetrieb arbeitet die Membran 1 in deutlichem Ab­ stand zur Begrenzungskalotte 11 im Pumpendeckel 3, so daß die Membran 1 nicht durch die mechanische Anlage bean­ sprucht wird. Beim Anfahren der Pumpe kann es allerdings vorkommen, daß sich die Membran 1 über ihre Druckhubend­ stellung hinaus bis zu ihrer Druckhubgrenzstellung bewegt, in welcher der Stützteller 25 an der Stirnfläche 29 des Pumpendeckels 3 anschlägt und die Membran 1 sich an die Stützfläche im Pumpendeckel 3 anlegt. Bewegt sich der Verdrängerkolben 6 daraufhin weiter in Richtung seiner Druckhubendstellung oder wird ein bestimmter vorgegebener Maximaldruck überschritten, wird überschüssige Hydraulik­ flüssigkeit über einen Kanal 37 und über ein mit diesem in Verbindung stehendes Druckbegrenzungsventil 38 sowie einen Kanal 39 in den Vorratsraum 7 abgeführt. Bewegt sich die Membran 1 beim Anfahren der Pumpe zunächst über ihre Saug­ hubendstellung hinaus bis zu ihrer Saughubgrenzstellung, in welcher der Stützteller 26 an der Stirnfläche 41 des Pum­ penkörpers 2 anschlägt und die Membran 1 sich an die Stütz­ fläche im Pumpenkörper 2 anlegt, wird über das Schnüffel­ ventil 16 und den Steuerschieber 19 Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 7 angesaugt. In beiden Grenzpositionen erfolgt jedoch eine rein mechanische Abstützung der Membran 1 über die Stützteller 25, 26, die gleichzeitig eine si­ chere gegenseitige Verbindung der Membranlagen 1a, 1b ge­ währleisten.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der förderraumseitige Stützteller 25 vollständig mit einer Kunststoffschicht 40 ummantelt, die beim Anschlag des Stütztellers 25 an der Stirnfläche 29 des Pumpendeckels 3 stoßdämpfend wirkt und außerdem derart beschaffen sein kann, daß der Stützteller 25 vor aggressiven Medien ge­ schützt wird. Auch bei dieser Ausführungsform werden die Membranlagen 1a, 1b in ihrem zentralen Bereich mittels der Stützteller 25, 26 versteift, so daß eine Beschädigung der Membran 1 in diesem Bereich sicher vermieden werden kann.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein scheibenförmiges, rotationssymmetrisches Versteifungs­ element 42 vorgesehen, welches zwischen den Membranlagen 1a, 1b zentrisch zur Mittelachse 27 angeordnet ist. Die Membranlagen 1a, 1b sind mit dem Versteifungselement 42 verschweißt oder verklebt, so daß sie sich auch bei großen Unterdrücken im Saughub nicht vom Versteifungselement 42 lösen und ihre gegenseitige, beabstandete Relativlage bei­ behalten.

Der Durchmesser des Versteifungselements 42 ist derart be­ messen, daß er nur geringfügig kleiner ist als derjenige der Bohrung 30 innerhalb des Pumpendeckels 3, so daß die förderraumseitige Membranlage 1a in ihrem mittleren Bereich zusammen mit zumindest einem Teil des Versteifungselements 42 soweit in die Bohrung 30 eindringen kann, bis die Mem­ branlage 1a an der Stirnfläche 29 des Pumpendeckels 3 an­ schlägt. In dieser Anschlagposition, d. h. in der Druckhub­ grenzstellung der Membran 1, sind die Ein- und Auslaßkanäle 14, 15 wiederum nahezu vollständig vom Versteifungselement 42 überdeckt, so daß ein Eindrücken der Membran 1 in die Ein- und Auslaßkanäle 14, 15 zuverlässig verhindert ist.

Auf der Hydraulikraumseite ist fluchtend zum Versteifungs­ element 42 ein spiegelbildlich gestalteter Stützteller 26′ angeordnet, der einstückig mit dem Steuerschieber 19 ausge­ bildet ist. Der Steuerschieber 19 steht bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel unter der Wirkung einer Druckfeder 43. Diese Druckfeder 43 stützt sich einerseits im Pumpenkörper 2 sowie andererseits am Stützteller 26′ ab, so daß der Steuerschieber 19 in Richtung der Membran 1 vor­ gespannt ist und der Bewegung der Membran 1 von der Saug­ hubendstellung in Druckhubrichtung folgt. Diese Folgebewe­ gung findet jedoch lediglich über einen solchen Bereich statt, der beispielsweise 30-40% des anfänglichen Mem­ brandruckhubes beträgt, da der Steuerschieber 19 an seinem kolbenseitigen Ende einen - nicht dargestellten - Anschlag, beispielsweise in Form eines Seegerringes, aufweist, der den Verschiebeweg des Steuerschiebers 19 in Richtung des Membrandruckhubes begrenzt. Die Membran 1 bewegt sich somit über einen bedeutenden Teil ihres Hubes unabhängig und los­ gelöst vom hydraulikraumseitigen Stützteller 26′ in Rich­ tung ihrer Druckhubendstellung.

Um die freie Beweglichkeit zwischen Druckhub- und Saug­ hubendstellung zu gewährleisten, weisen die Membranlagen 1a, 1b im Bereich zwischen dem Versteifungselement 42 und ihrer randseitigen Einspannzone jeweils eine doppelte, d. h. wellenförmige Sicke 21′ auf. Die Sicken 21′ legen sich in der Druckhub- bzw. Saughubgrenzstellung an die Begrenzungs­ wände des Pumpenkörpers 2 bzw. Pumpendeckels 3 an, die zur Membranschonung die gleiche wellenförmige Kontur wie die Sicken 21′ aufweisen.

Claims (15)

1. Hydraulisch angetriebene Membranpumpe mit einer randseitig zwischen einem Pumpenkörper (2) und einem Pumpendeckel (3) eingespannten Membran (1), die aus wenig­ stens zwei Einzellagen (1a, 1b) besteht, einen getrennte Ein- und Auslaßkanäle (14, 15) für ein Fördermedium auf­ weisenden Förderraum (4) von einem Hydraulikraum (5) trennt und von einem hydraulischen Membranantrieb in Form eines oszillierenden Verdrängerkolbens (6) zwischen einer Saug­ hub- und Druckhubendstellung hin- und herbewegbar ist, wo­ bei im mittleren Membranbereich ein mit der Membran (1) in Anlage gehaltenes, sich zusammen mit der Membran (1) bewe­ gendes formstabiles Versteifungselement (25, 26; 42) vorge­ sehen ist und die Ein- und Auslaßkanäle (14, 15) zumindest größtenteils radial innerhalb des Versteifungselements (25, 26; 42) in den Förderraum münden, so daß sie vom Verstei­ fungselement (25, 26; 42) entsprechend überdeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß förderraum- und hydraulikraumseitig jeweils eine mit dem Versteifungselement (25, 26; 42) in einer Druckhub- bzw. Saughubgrenzstellung zusammenwirkende Pumpendeckel- bzw. Pumpenkörperanschlagfläche (29, 41) für eine beidsei­ tig mechanische Hubbegrenzung vorgesehen ist,
daß pumpendeckel- und pumpenkörperseitige Membrananla­ geflächen (11, 10) vorgesehen sind, die in der Druckhub- bzw. Saughubgrenzstellung zusammen mit dem Versteifungsele­ ment (25, 26; 42) eine zumindest im wesentlichen durchge­ hende Membranabstützfläche bilden, die an die natürliche Membrangeometrie angepaßt ist, und daß im geodätisch höch­ sten und/oder tiefsten Punkt des Pumpendeckels (3) eine Bohrung (35 bzw. 36) vorgesehen ist, die mit dem Auslaß­ bzw. Einlaßkanal (15 bzw. 14) in Verbindung steht.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Versteifungselement (25, 26) an der Außenflä­ che der Membran (1) anliegt.

3. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungselement aus einem förderraumseitigen und einem hydraulikraumseiti­ gen Kopplungsglied (25, 26) besteht, zwischen denen die Einzellagen (1a, 1b) der Membran (1) eingespannt und da­ durch mechanisch miteinander verbunden sind.

4. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsglieder (25, 26) als rotationssymmetrische Stützteller mit insbesondere ebenen Stirnflächen ausgebildet sind.

5. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungselement (25, 26) zumindest teilweise mit einer Kunststoffschicht (40) umhüllt ist.

6. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß das förderraumseitige Kopplungsglied (25) ein stabartiges Befestigungsteil (32) aufweist, das durch zentrale Durchgangslöcher in der Membran (1) und dem hydraulikraumseitigen Kopplungsglied (26) hindurchtritt und an einem Steuerschieber (19) einer membranlagengesteuerten Leckergänzungseinrichtung befestigt ist.

7. Membranpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das stabartige Befestigungsteil (32) des förder­ raumseitigen Kopplungsglieds (25) durch eine durchgehende Längsbohrung innerhalb des Steuerschiebers (19) hindurch­ tritt und an dessen dem Verdrängerkolben (6) zugewandten Ende festgelegt ist.

8. Membranpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das hydraulikraumseitige Kopplungsglied (26) einstückig mit dem Steuerschieber (19) ausgebildet ist.

9. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Versteifungselement (42) zwischen den Einzel­ lagen (1a, 1b) der Membran (1) angeordnet und mit diesen vorzugsweise fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, ist.

10. Membranpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Versteifungselement (42) aus einer rotations­ symmetrischen ebenen Scheibe besteht.

11. Membranpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Versteifungselement (42) zumindest teilweise unabhängig von einem hydraulikraumseitigen Stütz­ teller (26′) zwischen seiner Saughub- und Druckhubendstel­ lung bewegbar ist.

12. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Verstei­ fungselements (25, 26; 42) gleich oder größer ist als der halbe Radius des im Förderraum liegenden Membranabschnitts.

13. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßkanäle (14, 15) derart in den Förderraum (4) münden, daß ihr Mit­ telpunktsabstand von der Mittelachse (27) des Förderraums (4) maximal 50% des größten Förderraum-Radius beträgt.

14. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßkanäle (14, 15) im Bereich ihrer förderraumseitigen Mündungen par­ allel zur Bewegungsrichtung der Membran (1) ausgerichtet sind.

15. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran-Einzellagen (1a, 1b) im Bereich zwischen Versteifungselement (25, 26; 42) und randseitiger Einspannung eine Sicke (21, 21′) auf­ weisen.