DE4412668A1 - Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe mit vom Fördermedium gesteuerten, im Pumpenkopf untergebrachten Zungen-Ventilen, die in Schließstellung an einer Ventildichtfläche des Pumpenkopfes anliegen sowie in Offenstellung in einer Ausnehmung des Ventilkopfes für die Ventilöffnungsbewegung ausweichen, wobei die Ventile eine oder mehrere Ventilscheiben aufweisen, in der beziehungsweise denen sich durch insbesondere teilringkreisförmige Ausnehmungen umgrenzte Ventilzungen befinden, die über einen Steg gelenkig mit der übrigen Ventilscheibe verbunden sind und wobei jeweils in dem ein Ventil umgrenzenden Bereich die Ventilscheibe zwischen Pumpenkopfteilen eingespannt ist.

Um bei solchen, als Membranpumpen ausgebildeten Flüssigkeits- und Gaspumpen ein gutes Selbstansaugeverhalten und einen guten volumetrischen Wirkungsgrad zu erzielen, ist es wichtig, daß die Ventile ihre Öffnungs- und Schließbewegung möglichst synchron oder kongruent zu der Membranhub- und Senkbewegung durchführen und somit möglichst lange Öffnungs- und Schließzeiten erreichen.

Bei Membranpumpen mit Zungenventilen besteht das Problem, daß im Bereich der äußeren Einspannung der Ventilscheibe durch die Pumpenkopfteile eine Druckbeaufschlagung der dazwischen befindlichen Ventilplatte, die aus Gummi oder einem gummiartigen Material besteht, auftritt und daß dies zu einer Materialverdrängung führt. Durch die Nähe der Einspannstelle zu der Ventilzunge beeinflußt das verdrängte Material auch die Ventilzunge, da eine Übertragung über den brückenartigen Verbindungssteg möglich ist.

Diese Materialverdrängung kann zu einer unerwünschten Verformung des Steges und auch der Ventilzunge führen. Aus einer solchen Verformung des Steges beziehungsweise der Ventilzunge resultiert aber eine Beeinträchtigung in dem Sinne, daß die Öffnungs- und Schließbewegung beziehungsweise die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit behindert wird. Es ergibt sich daraus eine Verschlechterung der Ventilreaktionszeit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pumpe mit Zungenventilen der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Reaktionszeiten verbessert sind, so daß die Pumpe auch besonders gut für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten einsetzbar ist. Dabei soll auch das Selbstansaugverhalten und der volumetrische Wirkungsgrad verbessert sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß in einem Verbindungsbereich zwischen Ventilzunge, Steg und äußerer Einspannung, benachbart zu dem Steg, der Ventilzunge abgewandt, wenigstens eine Aussparung oder Unterbrechung der Ventilscheibe vorgesehen ist.

Vom Einspannbereich herrührende Materialverdrängungen gelangen durch die vorgesehene Aussparung nicht mehr zu dem Steg und über diesen in den Bereich der Ventilzunge. Durch die Unterbrechung beziehungsweise Aussparung ist praktisch ein Pufferraum geschaffen, in den auftretende Materialverdrängungen ausweichen können ohne sich auf der anderen Seite weiter auszuwirken.

Man könnte zwar den Abstand zwischen äußerer Einspannung und der Ventilzunge bzw. dem Steg auch vergrößern, um die Auswirkungen der auftretenden Materialverdrängung zu reduzieren, dies ist aber wegen der beengten Platzverhältnisse im Pumpenkopf praktisch nicht möglich.

Beim Erfindungsgegenstand lassen sich dagegen die Auswirkungen der Materialverdrängung praktisch vollständig von der Ventilzunge fernhalten, wobei dies auch unter den gegebenen, beengten Platzverhältnissen gut möglich ist. Zweckmäßigerweise entspricht die Breite der Aussparung in Richtung der Verbindungslinie zwischen Ventilzunge, Steg und äußerer Einspannung zumindest dem Maß einer von der äußeren Einspannung herrührenden Materialverdrängung. Damit ist genügend Freiraum geschaffen, um vom Einspannen der Ventilscheibe herrührende Materialverschiebungen beziehungsweise Materialverdrängungen in Richtung zu dem Steg und der Ventilzunge fernzuhalten.

Vorzugsweise erstreckt sich die in Verlängerung von Ventilzunge und Steg befindliche Aussparung in der Ventilscheibe seitlich und vorzugsweise symmetrisch über die direkte Projektionsverlängerung des Steges hinaus.

Ein seitliches "Umgehen" der Aussparung mit Beeinflussung der Ventilzunge wird dadurch sicher vermieden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Membranpumpe mit Zungenventilen,

Fig. 2 eine Detaildarstellung im Bereich eines Ventiles im Längsschnitt und

Fig. 3 eine Teilaufsicht einer Ventilplatte.

Eine in Fig. 1 gezeigte Membranpumpe 1 weist in einem Kurbelgehäuse 2 einen Kurbeltrieb 3 auf, der über ein Pleuel 4 mit einer Membrane 5 verbunden ist. Der auf der einen Seite von der Membrane 5 begrenzte Pumpraum 6 ist auf der gegenüberliegenden Seite von einer zum Pumpenkopf 7 gehörenden Zwischenplatte 8 begrenzt. An die Zwischenplatte 8 schließt sich eine Kopfplatte 9 an.

Im Pumpenkopf 7 befinden sich ein Einlaßventil 10 sowie ein Auslaßventil 11. Beide Ventile sind als Zungenventile ausgebildet, die in Schließstellung jeweils an Ventildichtflächen 12 anliegen. Gegenüberliegend dieser Ventildichtflächen 12 befinden sich jeweils Ausnehmungen 13, in die die zu den Ventilen gehörenden Ventilzungen 14 bei einer Ventilöffnungsbewegung ausweichen können.

Die Ventile weisen eine vorzugsweise gemeinsame Ventilscheibe 15 auf, in der sich die durch teilringkreisförmige Ausnehmungen 16 (vergleiche Fig. 3) umgrenzten Ventilzungen 14 befinden.

Die Ventilscheibe 15 ist zwischen der Kopfplatte 9 und der Zwischenplatte 8 des Pumpenkopfes 7 eingespannt. Die Einspannstellen umgrenzen dabei jeweils den Bereich des Einlaßventiles 10 und des Auslaßventiles 11 und dichten diese Bereiche auch gegeneinander ab.

Wie gut in den Fig. 2 und 3 erkennbar, befindet sich zwischen den gegenüberliegenden Enden der die Ventilzungen 14 umgrenzende, teilringkreisförmige Ausnehmung 16 ein Steg 17, an dem die Ventilzunge 14 beweglich gehalten und mit der übrigen Ventilscheibe 15 verbunden ist.

Wie bereits vorerwähnt, ist die Ventilscheibe 15 in dem in Fig. 3 strichliniert umgrenzten Bereich zwischen der Kopfplatte 9 und der Zwischenplatte 8 (vergleiche auch Fig. 2) eingespannt. Durch diese Einspannung wird zwangsläufig das dazwischen befindliche Material der elastischen Ventilscheibe 15 etwas verdrängt. Gelangen die Auswirkungen einer solchen Materialverdrängung in den Bereich des brückenartigen Steges 17 beziehungsweise auch bis in den Bereich der Ventilzunge 14, so kann dadurch eine entsprechende Verformung erfolgen. Eine solche Verformung kann zur Folge haben, daß sich die Biegestabilität im Bereich der Ventilzunge und/oder des Steges 17 unkontrolliert verändert, so daß dadurch der vorgesehene Bewegungsablauf beim Öffnen und Schließen der Ventilzunge 14 nicht mehr in erwünschtem Maße gewährleistet ist.

Um nun zu verhindern, daß solche Einspann-Verformungen in den Bereich der Ventilzunge 14 und auch in den Bereich des Steges 17 gelangen, ist zwischen dem dem Steg 17 benachbarten Einspannbereich 18 und dem Steg 17 eine Aussparung 19 in der Ventilscheibe 15 vorgesehen. Diese Aussparung 19 bildet in dem Verbindungsbereich zwischen dem Steg 17 und dem Einspannbereich 18 eine Unterbrechung und einen Pufferbereich, durch den eine Übertragung von Materialverformungen aus dem Einspannbereich 18 auf den Steg 17 und über diesen auf die Ventilzunge 14 vermieden wird.

Im Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 19 als kreisabschnittförmiger Schlitz ausgebildet, der sich beidseitig etwas über den Bereich der Stegbreite fortsetzt.

Die Länge l dieses Aussparungs-Schlitzes ist dabei so bemessen, daß sich die aus dem Einspannbereich 18 ergebenden Verformungen der Ventilscheibe 15 nicht bis zum Steg beziehungsweise zur Ventilzunge 14 fortpflanzen können. Gleiches gilt auch für die Lage der Aussparung 19 relativ zu dem Steg 17, insbesondere auch bezüglich des Abstandes zum Steg 17 und auch bezüglich der Schlitzbreite b. Bevorzugt beträgt die Länge des Aussparungs-Schlitzes 19 etwa dem Fünffachen der Stegbreite s. Der Abstand der Aussparung 19 vom Steg 17 entspricht etwa der Stegbreite.

Die gezeigte kreisabschnittförmige Ausbildung der schlitzförmigen Aussparung 19 ist besonders günstig bei den vorhandenen Platzverhältnissen.

Fig. 2 läßt noch gut erkennen, daß im Bereich der Aussparung 19 ein geringer Abstand der Ventilscheibe 15 jeweils zu der Kopfplatte 9 beziehungsweise der Zwischenplatte 8 genügt.

Durch das Fernhalten von aus Materialverdrängungen herrührenden Verformungen von der Ventilzunge 14 bleiben diese Bereiche frei von äußeren Spannungen, wodurch sich kurze Reaktionszeiten der Ventile mit langen Öffnungs- und Schließzeiten realisieren lassen.

Claims (6)

1. Pumpe mit vom Fördermedium gesteuerten, im Pumpenkopf untergebrachten Zungen-Ventilen, die in Schließstellung an einer Ventildichtfläche des Pumpenkopfes anliegen sowie in Offenstellung in einer Ausnehmung des Ventilkopfes für die Ventilöffnungsbewegung ausweichen, wobei die Ventile eine oder mehrere Ventilscheiben aufweisen, in der beziehungsweise denen sich durch insbesondere teilringkreisförmige Ausnehmungen umgrenzte Ventilzungen befinden, die über einen Steg oder dergleichen gelenkig mit der übrigen Ventilscheibe verbunden sind und wobei jeweils in dem ein Ventil umgrenzenden Bereich die Ventilscheibe zwischen Pumpenkopfteilen eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verbindungsbereich zwischen Ventilzunge (14), Steg (17) und äußerer Einspannung (18), benachbart zu dem Steg, der Ventilzunge abgewandt, wenigstens eine Aussparung (19) oder Unterbrechung der Ventilscheibe (15) vorgesehen ist.

2. Anspruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Aussparung (19) in Richtung der Verbindungslinie zwischen Ventilzunge, Steg und äußerer Einspannung zumindest dem Maß einer von der äußeren Einspannung herrührenden Materialverdrängung entspricht.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Verlängerung von Ventilzunge (14) und Steg (17) befindliche Aussparung (19) in der Ventilscheibe (15) sich seitlich und vorzugsweise symmetrisch über die direkte Projektionsverlängerung des Steges hinaus erstreckt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (19) als Schlitz ausgebildet ist, der vorzugsweise kreisabschnittförmig mit Abstand zum Steg konzentrisch zu der Ventilzunge (14) angeordnet ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aussparung (19) in ihrer Länge (1) über einen etwa zwei bis etwa acht mal, vorzugsweise fünf mal der Stegbreite (s) entsprechenden Bereich erstreckt.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Aussparung (19) vom Steg (17) etwa dem 0,5- bis 2fachen der Stegbreite (s) entspricht.