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DE8808819U1 - Gaspumpe oder -verdichter

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Publication number: DE8808819U1
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Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1988-09-01

Description

&igr; 08. Juli 1988

Otto Hayn 17.510-IV/ek

b BESCHREIBUNG:

"Gaspumpe odor -verdichter"

Die Neuerung betrifft eine Gaspumpe oder einen Gasverdrehter der im Oberbegriff c)<^;s Schutzanspruches 1 angegebenen Art.

Eine derartige Pumpe bzw. ein derartiger Verdichter sind aus der DE-OS 20 00 375 bekannt. Der hierDei verwirklichte Linearantrieb hat gegenüber dem im übrigen weit verbreiteten Antrieb über Kurbelwelle, Exzenter und Pleuel erhebliche Vorteile hinsichtlich Kompaktheit und Laufruhe. Der Pumpkolben und dessen Dichtungen sind materialmäßig und konstruktiv so ausgebildet, daß die Pumpe für sehr heiße und/oder aggressive Fluide wie z.B. Autoabgase, die bei ca. 200° C in Meßeinrichtungen untersucht werden, verwendbar sind. Durch die Ausbildung des Zylinderbodens als Membran wird völlige Gasdichtheit erreicht, da zwar Leckagen zwischen den Kolbendichtungen und der Zylinderlaufbahn unvermeidlich sind, jedoch lediglich zum Aufbau eines Druckpolsters in dem Raum zwischen dem Kolben und der den Zylinderboden bildenden Membran führen. Allerdings hat sich nun gezeigt, daß dieses Druckpolster dann nachteilig ist, wenn in einer nachgeschalteten Meßeinrichtung die quantitative Zusammensetzung des gepumpten Fluids fortlaufend in Echtzeit gemessen werden soll und diese Zusammensetzung raschen Änderungen unterworfen ist. In diesem Fall verfälscht nämlich das das genannte Druckpolster bildende Fluid das Meßergebnis, da das

Fluid mit zeitlicher Verzögerung an den Kolbendichtungen vorbei teilweise wieder in den Pumpraum gelangt und sich dort mit dem gerade gepumpten Fluid gegebenenfalls

veränderter Zusammensetzung mischt. 5

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe oder einen Verdichter der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die bzw. der unter Aufrechterhaltung ihrer Gasdichtheit gegenüber der Umgebung die fortlaufende Echtzeitmessung der Zusammensetzung des gepumpten Fluids in einer nachgeordneten Meßenrichtung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist neuerungsgemäß durch die im kenn-¹^ zeichnenden Teil des Schutzanspruches angegebenen

Merkmale gelöst. Durch diese Lösung wird erreicht, «

daß Kluidmengen, die an den Kolbendichtungen vorbei i

in den Raum zwischen den Kolben und der den Zylinder- ^

boden bildenden Membran gelangen, sofort mit dem ^O nächsten Pumpenhub wieder zurück in den Pumpraum und von diesem weiter zu der Meßeinrichtung gefördert werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine beispielsweise gewählte Ausführungsform der Pumpe nach der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt, die in schematischer Vereinfachung einen Schnitt recht-OQ winklig zur Achse der Antriebswelle zeigt.

Die Pumpe besteht aus einem Antriebsgehäuse 1 und einem Pumpenkopf 2. In dem quadratischen Antriebsgehäuse ist in in dem Schnitt nicht, sichtbaren Lagern eine Antriebswelle 2 mittig gelagert, die einen Exzenterabschnitt 3 hat, der in einem Wälzlager 4 aufgenommen ist. Das Wälz-

lager 4 sitzt in einem Quader 5, auf dessen vier in der Zeichnung sichtbaren Außen- bzw. Seitenflächen vier Stößel 6a bis 6d unter Zwischenschaltung von nur angedeuteten Rollenlagern derart gelagert sind, daß der Quader sich in zwei zueinander rechtwinkeligen Richtungen relativ gegenüber den Stößeln verschieben kann. Jeder der Stößel ist mit einer Membran 7a bis 7d verbunden, die an ihrem Umfang an dem Antriebsgehäuse 1 festgelegt ist. Die jeweils einander gegenüberliegenden Stößel 6a und 6c bzw.

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Figur nur der die Stößel 6b und 6d verbindende Bügel 8a sichtbar ist. Diese Bügel sorgen dafür, daß die sich gegenüberliegenden Stößel sich im Gegentakt bewegen und daß das vorgegebene Lagerspiel für die zwischen den Stößelunterseiten und den Seitenflächen des Quaders 5 angeordneten Rollenlager eingehalten wird. Durch diese Konstruktion wird die Drehbewegung der Antriebswelle 2 in eine reine Linearbewegung längs zweier zueinandei rechtwinkliger Achsen umgesetzt, mit der den vier Stößeln

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eine ausschließlich hin- und hergehende Bewegung erteilt wird.

Im Ausführungsbeispiel ist nur auf eine der Seitenflä chen des Antriebsbehäuses 1 ein Pumpenkopf 2 aufgebaut.

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Weitere Pumpenköpfe können auf jede der drei anderen

Seitenflächen aufgebaut werden. Die Membranen 7a bis 7d f

haben lediglich die Aufgabe, die zugehörigen Stößel zentrisch zu halten und zu führen. Daher sind die Membranen 7b bis 7d durch Deckel 8b bis 8d festgelegt, die jeweils mit einer Ausnehmung versehen sind, deren Tiefe

p dem Stößelhub entspricht. Weiterhin weisen die Deckel

Be- und Entlüftungsbohrungen auf, die vermeiden, daß sich

h in den Ausnehmungen ein Druck oder ein Vakuum aufbaut.

Demgegenüber ist der Umfangsbereich der Membran 7a an dem Antriebsgehäuse 1 durch einen Ring 10 festgelegt, der

Stützen 11 trägt, die zur thermischen Trennung des

Pumpenfcopfes ? von dem Antriebtsgehäuse 1 in Längsrichtung und in zwei aufeinender rechtwinklig stehenden Querrichtungen mit zahlreichen Bohrungen versehen sind. 5

Der Pumpenkopf 2 besteht aus einem Zylindergehäuse 12, das eine Laufbüchse 13 enthält und mit dem eine Ventilplatte 14 sowie ein Zylinderkopf 15 über Bolzen 16 verschraubt ist. Der Zylinderkopf 15 enthält einen Saug- kanal 17, der gegenüber einem Ventil 18 ir. der Ventilolatte 14 endet, sowie einen Druckkanal 19, der gegenüber einem Ventil 20 endet. Der Zylinderkopf 15 und/oder das Zylindergehäuse 12 können außerdem in der Zeichnung nicht sichtbare Bohrungen zur Aufnahme von Heizpatronen enthalten.

In der Zylinderlaufbüchse 13 ist ein Kolben angeordnet, der aus zwei miteinander verschraubten Platten 21a und 21b

besteht, zwischen die zwei Dichtringe 22a, 22b auf PTFE-Basis mit

gegensinnig gerichteten Dichtlippen eingespannt sind.

An der Kolbenunterseite sind zwei Klemmplatten 23a und 23b angeordnet, zwischen denen eine Membran 24 eingespannt ist, deren Umfang zwischen eine an dem Zylindergehäuse 12 ausgebildete Ringschulter und den unteren Stirnrand der Lauf-25

büchse 13 druckdicht eingeklemmt ist. Der Oberrand der

Laufbüchse 13 ist durch eine O-Ringdichtung 25 abgedichtet, die in einer Ringnut der Ventilplatte 14 liegt. Die aus dem Kolben 21a, °¹b und der Membran 24 mit ihren Klemmplatten 23a und 23b bestehende Einneit ist mit dem Stö-30

Bel Ba über eine Stange 26 kraftschlüssig verbunden, die

gleichartig wie die Distanzbolzen 11 ausgebildet ist.

Der Raum zwischen dem Pumpkolben 21a, 21b und der den Zylinderboden bildenden Membran 24 ist über eine ex Bohrung 30a im Mantel des Zylinders 12 und eine zweite Bohrung 30b im Zylinderkopf 15 mit dem Saugkanal 17 verbunden.

Der durch die Bohrungen 30a und 30 b gebildete Verbindungskanal enthält ein Rückschlagventil, das in Richtung des Saugkanales 17 öffnet. Das Röckschlagventil ist in montagetechnisch vorteilhafter Weise zwischen der Stirnfläche des Zylinders 12 und der gegenüberliegenden Stirnfläche des Zylinderkopfes 15 angeordnet. Der Zylinderkopf 15 ist hierzu mit einer Ausnehmung 31 versehen, in der ein Ventilplättchen 32 in Schließrichtung belastet durch eine Druckfeder 33, angeordnet ist. Die Konstruktion des Rückschlagventils kann im Prinzip in verkleinerter Ausführung genau derjenigen der in der Ventilplatte 14 angeordneten Ventile 18 und 20 entsprechen. Zur gasdichten Verbindung der Bohrungen 30a und 30b über die Trennebene zwischei Zylinder und Zylinderkopf hinweg dient ein in eine entsprechende Ringnut eingelegter O-Ring 34.

Claims

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Otto Hayn 17.510-IV/ek

SCHUTZANSPRÜCHE:

10 1. Gaspumpe oder -verdichter, bestehend aus in einem

Antriebsgehäuse aufgenommenen und gelagerten Antriebswelle, die einen Exzenterabschnitt hat, der mittig in einem Quader drehbar gelagert ist, der seinerseits in zwei zueinander rechtwinkeligen Richtungen linear 15 verschiebbar gelagert und geführt ist und die Drehbewegung der Antriebswelle in eine ausschließlich hin- ^nd hergehende Bewegung längs dieser beiden Richtungen umsetzt und auf mindestens einen Stößel überträgt, der mit ein^m Pumpkolben kraftschlüssig verbunden ist, 20 der abgedichtet in einem aus einem Zylindergehäuse und einem Zylinderkopf bestehenden Zylinder läuft, I dessen Zylinderboden aus einer Membran besteht deren

If mittlerer Teil druckdicht zwischen zwei auf dem

I Stößel angeordneten Klemmplatten eingespannt ist und

I 25 die an ihrem Umfang druckdicht mit dem Zylinder-I gehäuse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

I der Raum zwischen dem Pumpkolben (21a, 21b) und der

&Idigr; den Zylinderboden bildenden Membran (24) über einen

Kanal (30a, 30b) mit dem Einlaß (17) der Pumpe bzw.

;' 30 des Verdichters verbunden ist.

^! 2. Pumpe oder Verdichter nach Anspruch 1, dadurch ge-

j kennzeichnet, daß der Kanal (30a, 30b) ein in Rieh-

^ tung des Einlasses (17) öffnendes Rückschlagventil

I 35 (32, 33) enthält.

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3. Pumpe oder Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal aus je einer Bohrung (30a bzw. 30b) in dem Zylindergehäuse (12) bzw. im Zylinderkopf (15) besteht und die Verbindungsstelle der beiden Bohrungen durch einen O-Ring (34) abgedichtet ist.

4. Pumpe oder Verdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil aus einem im Bereich zwischen dem Zylindergehäuse (12) und dem Zylinderkopf (15) angeordneten, durch eine Feder (33) in Schließrichtung belasteten Ventilplättchen (32) besteht.