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Pumpe oder Kompressor, insbesondere Kältemaschinenkompressor Zur Förderung
von gasförmigen oder flüssigen Mitteln werden vielfach Behälter verwendet, die eine
oder zwei bewegliche Wände besitzen. Diese Wände werden dabei durch eine Antriebsvorrichtung,
beispielsweise Kurbeltrieb, elektrischen Schwingankerantrieb o. dgl., in eine hin
und her gehende Bewegung versetzt, wodurch der vori dem Behälter umschlossene Arbeitsraum
abwechselnd vergrößert und verkleinert wird. An diesem Arbeitsraum ist an geeigneter
Stelle eine Saug- und Druckleitung angeschlossen. Es ist bekannt, bei Einrichtungen
dieser Art eine bewegliche Wand= zu verwenden, die aus Gummi oder einem ähnlichen
elastischen Baustoff hergestellt ist. Diese Wände haben gegenüber den zu dem gleichen
Zweck verwendbaren Metallmembranen den Vorteil, daß sich die bei der hin und her
gehenden Bewegung im Material auftretenden Ringspannungen infolge der Elastizität
des Baustoffes gut aufnehmen lassen, so daß die bei den Metallmembranen vorhandene
Bruchgefahr wesentlich verringert ist.
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Bei einer bekannten Einrichtung, die mit einer kreisrunden Gummimembran
arbeitet, erfolgt der Antrieb der Membran durch einen von einem Kurbeltrieb angetriebenen
Stempel, der mit -Hilfe einer durch die Membran hindurchgeführten Schraube befestigt
ist. Zur Versteifung der Membran sind dabei auf beiden Seiten dünne Stahlplatten
verwendet. Bei dieser Konstruktion muß man einen verhältnismäßig großen schädlichen
Raum in Kauf nehmen, da hierbei der Gummi am Ende des Druckhubes auf der .dem Arbeitsraum
zugiewendeten
Seite nicht unmittelbar fest gegen die gegenüberliegende
Wand g epreßt werden li:ann.
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Bei einer anderen mit einer Gummi= membran arbeitenden Pumpe ist die
Membran über einem Halter ausgespannt, der eine den Arbeitsraum bildende Vertiefung
besitzt. In diesem Falle hat die Gummimembran. auf der dem Arbeitsraum zugewendeten
Seite keine metallischen Antriebsteile. Um bei dieser Konstruktion am Ende des Druckhubes
ein weitgehendes Anliegen der Gummimembran am Halter zu erzielen, muß der Antriebsstempel
in der Größe gewählt werden, wie es der Grundfläche des Arbeitsraumes entspricht.
Trotzdem ist hierbei die Gewähr dafür, daß die Gummimembran sich am Ende des Druckhubes
allseitig fest gegen die Unterlage anlegt, nicht gegeben.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran aus Gummi oder einem ähnlichen
elastischen Baustoff, die von einem auf und ab schwingenden äußeren Antrieb aus
direkt angetrieben wird und die auf 'der dem Arbeitsraum zugewendeten Seite keinerlei
metallische Antriebsteile besitzt. Erfindungsgemäß haben die Gummiwand und die gegenüberliegende
Wand des Arbeitsraumes eine solche Form, daß sich beim Druckhub der Durchmesser
des Arbeitsraumes nach einer bestimmten Stelle, vorzugsweise nach dem die Saug-
und Druckleitung aufnehmenden Teil des Arbeitsraumes hin, fortschreitend verkleinert.
Man erhält so eine Anordnung, bei der ebenfalls metallische Antriebsteile auf der
dem Arbeitsraum zugewendeten Seite vermieden werden und bei der man ganz sicher
am Ende des Druckhubes ein sehr festes Anpressen der Gummimembran an die gegenüberliegende
Wand erzielen kann. Es ist infolgedessen eine so weitgehende Ausnutzung. des Arbeitsraumes
möglich, daß der schädliche Raum praktisch Null ist. Die Einrichtung wird vorzugsweise
so durchgebildet, daß die dem Arbeitsraum zugewendete Seite der Gummiwand in der
Ruhelage der Fördervorrichtung gewölbt ist. Beim Druckhub wird hier der Gummi auf
Druck beansprucht, während die bekannten Gummimembranen beim Druck- und Saughub
auf Zug beansprucht werden. Bei der Erfindung wird durch die Formgebung des Gummiteiles
dafür gesorgt, daß ein Ausbuchten des Gummis beim Betrieb nicht auftreten kann.
Im mittleren Bereich des Gummiteiles läßt man zweckmäßig einen zum direkten Antrieb
dienenden Stempel angreifen. Dieser kann aus einem anderen Baustoff als die bewegliche
Gummiwand selbst bestehen, vorzugsweise wird man diesenAntriebsstempel jedoch zusammen
mit der Gummiwand aus einem Stück herstellen. Besondere Druckverteilungsplatten
können bei dieser Konstruktion entbehrt werden, da man der mit dem Antriebsstempel
aus einem Stück herzustellenden Gummiwand von vornherein eine solche Form geben
kann, daß sich der von der Antriebsvorrichtung ausgeübte Druck in der gewünschten
Weise auf die Wände verteilt. Falls an manchen Stellen Versteifungen erforderlich
sind, kann man hierfür geeignete mehr oder weniger elastische Teile, wie Blechstücke,
Metalldrähte, Faserstoffe o. dgl., in den Gummiteil selbst einvulkanisieren,wobei
vorzugsweise dafür gesorgt wird, daß die den Arbeitsraum selbst begrenzende Oberfläche
elastisch bleibt und sich am Ende des Druckhubes überall fest an die gegenüberliegende
Wand des Arbeitsraumes anschmiegen kann. Man kann bei der praktischen Ausführung
der Erfindung die Fördereinrichtung beispielsweise so ausbilden, rlaß der Arbeitsraum
von der Gummiwand und einer gegenüberliegenden feststehenden Wand umschlossen wird,
an welche in der :Mitte die Saug- und Druckleitung angeschlossen ist. Es ist aber
auch möglich, die Fördereinrichtung gemäß der weiteren Erfindung aus zwei einander
gegenüberliegenden Wänden aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Baustoff herzustellen.
Man kann dann unter Umständen den gesamten Behälter mit seinem Antriebsstempel aus
einem einzigen Stück herstellen.
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In vielen Fällen wird man mit einer homogenen Gummimasse für die Antriebsteil-_
<:--beiten können. Gegebenenfalls kann es aber auch vorteilhaft . sein, für den
Aufbau der Gummiwände mehrere Lagen verschiedener Elastizität zu verwenden, z. B.
derart, daß die dem Arbeitsraum unmittelbar benachbarten Teile der Gummiwand aus
elastischerem Material bestehen als die weiter entfernt liegenden Teile oder umgekehrt.
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Die Figuren zeigen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig.
i ist ein Gaskompressor dargestellt, der beispielsweise bei einer Haushaltskältemaschine
verwendet werden kann. Der Kompressor besteht im wesentlichen aus einer mit i bezeichneten
feststehenden Wand und einer relativ dazu auf und ab beweglichen Wand a aus Gummi
oder einem ähnlichen Baustoff. Die Gummiwand ist zusammen mit einem Antriebsstempel
3 aus einem Stück hergestellt. An diesen Antriebsstempel greift oben eine Stange
d. an, die beispielsweise von einem in der Figur nicht dargestellten Kurbeltrieb
o. dgl. auf und ab bewegt werden kann. Die Wände i und 2 werden durch Schellen 5
und damit verbundenen Schrauben 6 und Druckstücken 7 zusammengehalten. In der Mitte
der Wand i
ist eine Saugleitung 8 und eine Druckleitung 9 angeschlossen.
Mit 18 sind Kühlrippen bezeichnet; durch welche die Abwärme der Vorrichtung an die
umgebende Luft abgeführt wird. Die übrigen Teile der Kältemaschine sind in der Figur
nicht dargestellt.
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Der von den Wänden i und 2 umschlossene Arbeitsraum io. des Kompressors
hat in der dargestellten Ruhelage der Fördereinrichtung sein größtes Volumen. Beim
Druckhub wird infolge der Formgebung der Wände r und 2 der Durchmesser D dieses
Arbeitsraumes nach dem mittleren, die Saug- und Druckleitung aufnehmenden Teil des
Behälters hin fortschreitend verkleinert, wie dies durch mehrere gestrichelt angedeutete-
Lagen der Gummiwand 2 angedeutet ist.
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Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier ist,der
Arbeitsraum io der Fördereinrichtung umschlossen von zwei Gummiwänden ii und _r2,die
zusammen mit einem Antriebsstempel ä3 -.aus: einem Stück hergestellt sind. Mit 8
und 9 sind auch hier wieder Saug- und Druckleitungen bezeichnet, die durch die Behälterwand
i i hindurchgeführt sind. Der hier dargestellte Kompressor ist auf einer feststehenden
Platte 14 mit Hilfe der Druckstücke 15 und Druckschrauben 16 befestigt. Auch in
diesem Falle ist durch die besondere aus der Figur erkennbare Formgebung der Gummiwand
dafür gesorgt, daß sich beim Druckhub der Durchmesser des Arbeitsraumes nach der
die Saug- und Druckleitung aufnehmenden Stelle des Behälters hin fortschreitend
verkleinert, so daß auch in diesem Falle der schädliche Raum der Einrichtung praktisch
gleich Null ist. Bei dieser Ausführungsform werden die Ventile und die Rohranschlüsse
8 und 9 für die Saug- und Druckleitung vorzugsweise in den Gummiteil einvulkanisiert.
Mit 17 sind in der Platte 14 befindliche Ventilationslöcher bezeichnet.
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In Fig.3 und q. ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Auch hier besteht ähnlich wie bei Fig. i der Kompressor im wesentlichen aus einer
mit 21 bezeichneten feststehenden Wand und einer relativ dazu auf und ab beweglichen
Wand 22, die zusammen mit einem Antriebsstempel 23 aus Gummi hergestellt ist. Die
Wände 21 und 22 sind durch Schrauben 24 und Druckstücke 25 zusammengehalten. Mit
26 ist eine Antriebsstange bezeichnet, deren unterer Teil 27 in der aus der Figur
ersichtlichen Weise in den Gummikörper 22, 23 einvulkanisiert ist. Die Stange 26
ist bei 28 in -der Scheibe 29 drehbar gelagert, und diese Scheibe wird mit Hilfe
einer Welle 31 und eines Triebrades 30 von einem Elektromotor 3¢ angetrieben. Bei
dieser Ausführungsform macht der Gummikörper bei der Drehung der Scheibe 29 Schwingbewegungen
in der Zeichenebene mit. In den beiden Endlagen des Saug- und Druckhubes steht die
Antriebsstange -26 jedoch senkrecht zur feststehenden Platte 21. Die Druckleitung
ist mit 3-2, die Saugleitung finit 33 bezeichnet. 40 ist eine an der Stange 26 befestigte
Stützplatte, die sich gegen den oberen Teil des Antriebsstempels 23 anlegt. Der
Antrieb der Fördereinrichtung erfolgt von dem Elektromotor 34 mit Hilfe des Riementriebes
30, 35, 36. Auf der Motorwelle ist ein Ventilatorflügel 37 befestigt, der in der
Pfeitrichtung einen Kühlluftstrom über die Fördereinrichtung und evtl. andere zu
kühlende Teile der Anlage bläst. Mit 38 sind Kühlrippen bezeichnet, die am unteren
Teil der feststehenden Wand 21 angeordnet sind. Mit 39 ist ein Halter der Fördereinrichtung
bezeichnet. ' Die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Gummiteile können so
bemessen sein, daß sie im entspannten Zustande gerade in die festen Halteplatten
i (Fig. i) bzw. 14. (Fig. 2) passen. Man kann die Gummiteile auch mit größerem Außendurchmesser
ausführen und mit entsprechender Vorspannung in die Halteplatten einsetzen. Der
Saughub kann bei den dargestellten Ausführungsformen unter Umständen auch über die
dargestellte Ausgangsstellung hinausgehen, so daß dann die Gummiteile auf dem letzten
Teil des Saughubes auf Zug beansprucht werden.