DE8437701U1

DE8437701U1 - Membranpumpe

Info

Publication number: DE8437701U1
Application number: DE8437701U
Authority: DE
Original assignee: Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Current assignee: Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-01-09

Description

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Membranpumpe

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Membranpumpen dieser Art erfordert die Funktion solcher Pumpen üblicherweise sowohl eine Permanententgasung der im Druckraum des Hydraulikkolbens und der Membran arbeitenden Hydraulikflüssigkeit sowie eine Leckergänzung. Hierbei ist eine ständige Leckergänzung deswegen erforderlich, um die minimale Leckage innerhalb des Hyüvauliksystems zur Sicherstellung der richtigen Arbeitslage der Membran zu gewährleisten.

Zur Durchführung der Permanententgasung sowie der Leckergänzunc ist es bekannt (DE-PS 23 33 876 und ¹DE-PS 31 51 764), funktionell getrennte Einrichtungen im Druckraum sowohl des Hydraulikkolbens als auch der Membran anzuordnen. Derartige Einrichtungen bestehen üblicherweise aus einem Entgasungsventil mit zugeordnetem Entlüftungskanal sowie aus einem Schnüffelventil für die Leckergänzung.

Eine derartige Anordnung und Ausbildung ist jedoch stets als konstruktiv aufwendig und damit kostenintensiv empfunden worden, ohne daß es bisher gelungen ist, diese Nachteile zu be seitigen. Hinzu kommt außerdem, daß sowohl dem Entgasungsventil als auch dem Schnüffelventil jeweils eine Bohrung bzw. ein Kanal zugeordnet sein müssen, was den Bauaufwand für die Pumpe weiter erhöht und auch hinsichtlich der Ventile ein genaues Einpassen erfordert.

Schließlich ist auch aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung der bekannten Membranpumpe mit Entgasungsventil und Schnüffel-

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ventil ein gewisser Aufwand erforderlich, um die Pumpe vor der Inbetriebnahme in betriebssicherer Weise mit der Hydraulikflüssigkeit zu befüllen, ohne daß eine Fehlmenge bzw. Übermenge vorliegt und ohne daß übermäßig viele Gasanteile bereits beim Befüllen in den Druckraum gelangen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Membranpumpe der yä11üngsgeüiäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß der konstruktive und kostenmäßige Aufwand für die Entgasungseinrichtung und die Leckergänzungseinrichtung ohne Beeinträchtigung deren Funktion entscheidend verringert ist und gleichzeitig das Befüllen der Pumpe vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den bisher für die Entlüftung sowie Leckergänzung erforderlichen konstruktiven Aufwand in Form eines vorzusehenden Entgasungsventils und Schnüffelventils dadurch entscheidend zu verringern, daß zwischen Hydraulikvorratsraum und Kolbendruckraum ein ventilfrei ausgestalteter Verbindungskanal vorgesehen ist, der die Doppelfunktion eines Entgasungs- und Leckergänzungskanals bzw. -einrichtung ausübt und an der geodätisch höchsten Stelle des Kolbendruckraums mündet.

Hierbei ist die Ausgestaltung derart getroffen, daß der Hydraulikkolben am Ende seines Saughubes diesen Verbindungskanal freigibt und am Beginn seines Druckhubes wieder verschließt.

Dadurch ist auf konstruktiv außerordentlich vereinfachte Weise eine permanente Entgasung und Leckergänzung des Druckraumes

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sowohl des Kolbens als auch der Membran sichergestellt. Diep bringt eine bedeutende Kostenersparnis, da sich die Leckergänzung und die Entgasung des Druckraumes auf einfache Weise durch eine einzige Bohrung erzielen lassen. Damit entfallen auch das üblicherweise eingebaute Gasausschleusventil und das Schnüffelventil, und es sind auch keine Einschraubbohrungen für diese Ventile mehr erforderlich.

Von wesentlicher Bedeutung ist demgemäß bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Membranpumpe, daß der Verbindungskanal zwischen dem Kolbendruckraum und dem Hydraulikvorratsraum an der geodätisch höchsten Stelle des Kolbendruckraumes mündet, um es dadurch zu ermöglichen und sicherzustellen, daß durch die am Ende des Kolbensaughubes offene Verbindung zum Hydraulikvorratsraum Gasblasen aus dem Kolbendruckraum entweichen können und fehlende Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum ergänzt werden kann.

Es ist möglich, den Hydraulikkolben in einer beliebigen Bewegungsrichtung arbeiten zu lassen, sofern nur gewährleistet ist, daß der Verbindungskanal an der geodätisch höchsten Strlle des Kolbendruckraumes mündet. Jedoch ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Hydraulikkolben von oben nach unten arbeitend in schräger oder auch vertikaler Achsrichtung angeordnet ist, wobei der Druckhub nach unten und der Saughub nach oben gerichtet ist. Bei dieser Anordnung empfiehlt es sich, die Membran vertikal vorzusehen. Insgesamt ergibt sich mit solch einer Ausbildung der entscheidende Vorteil, daß eine eindeutige Lage der geodätisch höchsten Stelle gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Membran auch in waagrechter Lage mit unterhalb liegendem Förderraum und oberhalb liegendem Membrandruckraum angeordnet sein. In jedem Fall ist immer eine einfache InbeLriebnahme der Pumpe ohne vorher riges Entlüften des Druckraumes von Hydraulikkolben und

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und Membran möglich. Es ist auch nicht erforderlich, den Druckraum von Hydraulikkolben und Membran gesondert vor der Inbetriebnahme der Pumpe zu befüllen, d& sich dieser Druckraum beim Anfahren der Pumpe automatisch aus dem Hydrat 1ikvorratsraum über den Verbindungskanal zum Kolbendruckraum füllt.

Bei waagrechter Lage der Membran mit obenliegendem Membrandruckraum und untenliegendem Förderraum ergibt sich darüber hinaus der wesentliche vorteil einer exakt symmetrischen l.embranverformung. Dies beruht darauf, daß keine Druckdifferenzen durch geodätische Flüssigkeitshöhenunterschiede auftreten. Ein solcher Faktor wirkt sich positiv auf die Membranlebensdauer aus.

Gleichzeitig wird auch der Vorteil erzielt, daß Schmutzablagerungen auf der Förderseite der Membran vermieden werden. Dies trägt ebenfalls zu einer optimalen Membranlebensdauer bei.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch ein Kanal die geodätisch höchste Stelle des Membrandruckraums mit dem Kolbendruckraum verbinden. Bei einer derartigen Anordnung ist es dann möglich, die Membran in beliebiger Lage, also beispielsweise auch vertikal, vorzusehen.

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

Fig. 1 im Schnitt eine Membranpumpe gemäß der Erfindung mit vertikalem Hydraulikkolben und waagrecht angeordneter Membran;

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform mit vertikal angeordneter Membran und

Fig. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform mit geeigneter Anordnung des Kolbens bei vertikaler Membranlage.

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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die dargestellte Membranpumpe ein Pumpengehäuse 1 auf, das stirnseitig durch einen Pumpendeckel 2 verschlossen ist und eine grundsätzlich vertikale Anordnung aufweist. Zwischen Puinpengehäuse 1 und Pumpendeckel 2 ist mit ihrem Umfangsrand e:ne Membran 3 in horizontaler Lage eingespannt, wobei diese Membran 3 einen Förderraum 4 von einem vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Membrandruckraum 5 trennt. Der Membrandruckraum 5 ist über mehrere vertikal nach oben verlaufende Hydraulikkanäle 6 mit einem Kolbendruckraum 7 verbunden, der ebenfalls mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist.

In diesen Kolbendruckraum 7 mündet von oben eine im .Pumpengehäuse 1 vorgesehene vertikale Bohrung 8. in der ein Hydraulikkolben 9 zur oszillierenden Betätigung der Membran 3 hin- und herbewegbar ist. Dieser Hydraulikkolben 9 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel in vertikaler Achsrichtung angeordnet und wird mittels eines Motors 10 über eine Antriebswelle 11 sowie eine Exzenterscheibe 12 angetrieben.

Der Pumpendeckel 2 weist ein federbelastetes Saugventil 13 sowie ein federbelastetes Druckventil 14 auf, wobei diese Ventile 13, IA derart mit dem unterhalb der Membran 3 liegenden Förderraum 4 in Verbindung stehen, daß das zu fördernde Medium bei dem nach oben erfolgenden Saughub des Hydraulikkolbens 9 bzw. der Membran 5 in Richtung des Pfeiles A über das Saugventil 13 in den Förderraum 4 angesaugt und bei dem nach unten gemäß Fig. 1 erfolgenden Druckhub der Membran 5 über das Druckventil 14 in Richtung des Pfeils B dosiert aus dem Förderraum 4 herausgedrückt wird.

Oberhalb der Membran 3 ist im Membrandruckraum 5 in dessen vertikaler Hauptachsrichtung verschiebbar im Pumpengehäuse 1 ein federbelasteter Stützteller 15 gelagert, der sich beim Saughub der Membran 3 zusammen mit dieser in die hintere bzw.

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obere Totpunktlage v/erschiebt und in dieser Position eine einwandfrei gestaJtete oberseitige Membranabstützung gewährleistet .

Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich, trennt der in der Bohrung 8 verschiebbare Hydraulikkolben 9 den Kolbendruckraum 7 von einem Hydraulikvorratsraum 16, der im oberen Teil de^ Pumpengehäuses 1 gebildet ist und über eine Bohrung 17 mit einem Überdruckbegrenzungsventil 18 in Verbindung steht. Dieses Überdruckbegrenzungsventil 18 ist seinerseits über eine weitere Bohrung 19 mit einem der Hydraulikkanäle 6 verbunden, so daß dadurch in der üblichen Weise beim Membrandruckhub eine Überlastung der Membran 3 sowie der gesamten Membranpumpe verhindert werden kann.

An der geodätisch höchsten Stelle des Kolbendruckraums 7 mündet ein Verbindungskanal 20 aus, der den Kolbendruckraum mit dem Hydraulikvorratsraum 16 verbindet. Hierbei ist die Anordnung in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise derart getroffen, daß der Hydraulikkolben 9 in vertikaler Achsrichtung mit nach unten gerichtetem Druckhub sowie nach oben gerichtetem Saughub angeordnet ist und am Ende seines Saughubes diesen Verbindungsksnal 20 zum Hydraulikvorratsraum 16 freigibt. In

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dieser Lage des Kolbens/erfolgt ohne weiteres die Entgasung der im Kolbendruckraum 7 sowie Membrandruckraum 5 befindlichen Hydraulikflüssigkeit sowie gleichzeitig auch eine Leckergänzung aus dem Hydraulikvorratsraum 16. Bei Beginn des Kolbendruckhubes wird dann dieser Uerbindungskanal 20 wieder verschlossen, wobei gewährleistet ist, daß sich im Kolbendruckraum 7 sowie im Mebrandruckraum 5 exakt die erforderliche Menge an Hydraulikflüssigkeit befindet.

Wie anhand der beschriebenen Membranpumpe leicht ersichtlich, ist es nicht erforderlich, diese vor Inbetriebnahme gesondert zu befüllen. Vielmehr füllt sich die Membranpumpe beim Anfah-

ren automatisch über den Verbindungskanal 20.

Bei der abgewandelten Ausführungsform der Membranpumpe gemäß Fig. 2 ist bei ansonsten gleicher Ausbildung die Membran 3 in vertikaler Lage zwischen Förderraum 4 und Membrandruckraum 5 angeordnet. Hierbei ist der den Membrandruckraum 5 mit dem Kolbendruckraum 7 verbindende Hydraulikkanal 6 ebenfalls derart angeordnet, daß er vom unteren Ende des Kolbendruckraumes 7 zur geodätisch höchsten Stelle des Membrandruckraumes 5 verläuft. Auch mit dieser Anordnung der Membranpumpe gemäß Fig. 2 werden insofern die gleichen Vorteile und technischen Effekte wie mit der zuvor beschriebenen.Ausführungsform erzielt, als die üblicherweise eingebauten Schnüffel- und Gasausschleusvfentile entfallen sind, da der ventilfreie Verbindungskanal 20 an der geodätisch höchsten Stelle des Kolbendruc-kraumes 7 vorgesehen ist, der die DoppelfunktioYi einer EntgaJungseinrichtung sowie einer Leckergänzungseinrichtung erfüllt.

Besonders gut für bestimmte Anwendungsfälle eignet sich die weiterhin abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 3, bei der - bei senkrechter Lage der Membran 5 - der Kolben 9 in der dargestellten Weise geneigt angeordnet ist. Der Kolben 9 wird hierbei durch einen Hubmagnet 22 betätigt, der den Kolbendruckhub bewirkt, während eine Rückholfeder 23, die sich an einem mit dem Kolben 9 verbundenen Federteller 24 abstützt, den Saughub bewirkt. Der Verbindungskanal 20 zwischen Kolbendruckraum 7 und Vorratsraum 16 ist in einer Kolbenführung 25 vorgesehen, die in den Kolbendruckraum 7 eingeschraubt ist und eine Büchse 26 umgibt. Diese geneigte Anordnung des Kolbens bei vertikaler Membranlage erbringt den Vorteil einer eindeutigen Lage der geodätisch höchsten Stelle für die auszuschleusenden Gasblasen.

Claims

POSTFACH 260251 8000 MÜNCHEN 26 TELEFON: 089/221806 HERRNSTRASSE 15 8000 MÜNCHEN LEWA Herbert Ott GmbH + Co. Ulmer Straße 10 7250 Leonberg Membranpumpe ansprüche:

1. Membranpumpe mit wenigstens einer Membran, die mit ihrem Umfangsrand zwischen einem Pumpengehäuse und einem Pumpendeckel eingespannt ist und einen Förderraum voneinem wollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Membrandruckraum trennt, und einem die Membran oszillierend antreibenden Hydraulikkolben, der in einer Bohrung des Pumpengehäuses zwischen einem Hydraulikvorratsraum und einem mit dem Membrandruckraum verbundenen Kolbendruckraum hin- und herbewegbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (9) am Ende seines Saughubes einen Verbindungskanal (20) zwischen Kolbendruckraum (7) und Hydraulikvorratsraum (16) freigibt, der an der geodätisch höchsten Stelle des Kolbendruckraumes (7) mündet und bei Beginn des Druckhubes wieder verschließbar ist.

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2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (9) won oben nach unten arDeitend angeordnet ist, wobei der Druckhub nach unten und der Sauhub nach oben gerichtet ist.

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) mit schräger Achsrichtung angeordnet ist.

4. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) mit vertikaler Achsrichtung angeordnet ist.

5. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) in waagrechter Lage mit unterhalb liegendem Förderraum (4) und oberhalb liegendem Membrandruckraum (5) angeordnet ist.

6. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal ( 6 ) die geodätisch höchste Stelle des Membrandruckraumes (5) mit dem Kolbendruckraum (7) verbindet.