DE9406216U1 - Membranpumpe mit einer Formmembran - Google Patents
Membranpumpe mit einer FormmembranInfo
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Description
Die Neuerung bezieht sich auf eine Membranpumpe mit einer Formmembran aus elastischem Material, in deren Zentralbereich
zu deren Formstabilisierung ein stabiler Formkern einvulkanisiert ist, wobei die Formmembran benachbart zu
diesem Zentralbereich einen etwa kreisringförmigen, flexiblen Ringbereich hat und mit einem umfangseitig daran
anschließenden Einspannrand am Pumpengehäuse gehalten sowie mittels eines an ihren Zentralbereich angreifenden Pleuels
oder dergleichen Hubvorrichtung von einer oberen in eine untere Totpunktlage und umgekehrt auslenkbar ist, wobei der
größte Außendurchmesser des einvulkanisierten Bereiches des Formkernes größer als ein Sechstel und kleiner als die Hälfte
des Außendurchmessers des Ringbereiches und der Außendurchmesser des Zentralbereiches größer als zwei Fünftel
und kleiner als vier Fünftel des Außendurchmessers des Ringbereiches ist.
Aus DE 40 07 932 C2 ist bereits eine solche Membranpumpe bekannt. Dabei soll der in die Formmembran einvulkanisierte
Formkern den Zentralbereich der Formmembran so verstärken, daß sich dieser bei der Druck- oder Saugbewegung der Membran
möglichst nicht in Richtung der Membran-Längsachse durchbiegen kann. Die dem Pumpraum zugewandte Oberseite des
Zentralbereiches kann dann geometrisch an die diesem benachbarte Pumpraumwand angepaßt werden, so daß der
formstabile Zentralbereich der Membran in deren oberen Totpunktlage praktisch vollständig an der Pumpraumwand
anliegt. Zwischen der Oberseite der Formmembran und der Pumpraumwand ergibt sich dabei ein relativ kleiner Totraum,
weshalb solche Pumpen auch gut als Vakuumpumpen Verwendung finden können.
Nachteilig ist jedoch bei diesen Pumpen, daß die Belastung der Membran mit zunehmendem Membranhub stark ansteigt und daß
deshalb die Lebensdauer der Membran bei einer Erhöhung des Membranhubes entsprechend verkürzt wird. Die vorbekannten
Pumpen ermöglichen daher nur einen vergleichsweise geringen Membranhub, weshalb zur Erzielung eines bestimmten
Fordervolumens ein entsprechend großer Membrandurchmesser
erforderlich ist, der die Baugröße der Pumpe vergrößert.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Membranpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gleichem Fördervolumen
einen kompakteren Aufbau ermöglicht und bei der die Lebensdauer beziehungsweise die Dauerstandzeit der Membran
verbessert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die einvulkanisierte Länge des Formkernes zur Verlängerung der
Krafteinleitungsstrecke für die von dem Formkern in das
elastische Material der Formmembran eingeleiteten Hubkräfte
größer als ein Sechstel und kleiner als die Hälfte des Außendurchmessers des Ringbereiches der Formmembran ist.
Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die größere einvulkanisierte axiale Länge des Formkernes eine günstigere Übertragung der Hubkräfte von dem Formkern auf das elastische Membran-Material ermöglicht, derart, daß die Krafteinleitung in das elastische Material unter einem steileren Winkel zur Längsachse der Membran erfolgt, so daß die Zugspannnung in der Membran und insbesondere die in der Membranquerebene, also senkrecht zur Längsachse der Membran wirkende Zugspannungskomponente reduziert sind. Das elastische Material der Formmembran wird dadurch in seinem sehr hoch belasteten Bereich, nämlich am Außenrand des Formkerns, wo die Membrankräfte auf einen vergleichsweise kleinen Membrandurchmesser einwirken, entlastet. Durch die größere einvulkanisierte Länge des Formkernes ergibt sich außerdem eine größere Kraftübertragungsfläche zwischen dem Formkern und dem elastischen Material, wodurch die am Formkern auf das 0 elastische Material einwirkende Zugspannung zusätzlich verringert wird. Dabei kann der Innendurchmesser des Ringbereiches der Formmembran, der dem Außendurchmesser des Zentralbereiches entspricht, zwischen zwei Fünftel und vier Fünftel des Außendurchmessers des Ringbereiches betragen, so daß für den Ringbereich eine ausreichende, breite bewegliche Zone vorhanden ist, welche die &igr; Hubbewegung der Membran ermöglicht. Der größte Außendurchmesser des einvulkanisierten Bereiches des Formkernes, der zwischen ein Sechstel und der Hälfte des Außendurchmessers des Ringbereiches beträgt, ermöglicht dabei einen zwar elastischen, aber massiven Zentralbereich, der den notwendigen Schöpfraum gewährleistet.
Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die größere einvulkanisierte axiale Länge des Formkernes eine günstigere Übertragung der Hubkräfte von dem Formkern auf das elastische Membran-Material ermöglicht, derart, daß die Krafteinleitung in das elastische Material unter einem steileren Winkel zur Längsachse der Membran erfolgt, so daß die Zugspannnung in der Membran und insbesondere die in der Membranquerebene, also senkrecht zur Längsachse der Membran wirkende Zugspannungskomponente reduziert sind. Das elastische Material der Formmembran wird dadurch in seinem sehr hoch belasteten Bereich, nämlich am Außenrand des Formkerns, wo die Membrankräfte auf einen vergleichsweise kleinen Membrandurchmesser einwirken, entlastet. Durch die größere einvulkanisierte Länge des Formkernes ergibt sich außerdem eine größere Kraftübertragungsfläche zwischen dem Formkern und dem elastischen Material, wodurch die am Formkern auf das 0 elastische Material einwirkende Zugspannung zusätzlich verringert wird. Dabei kann der Innendurchmesser des Ringbereiches der Formmembran, der dem Außendurchmesser des Zentralbereiches entspricht, zwischen zwei Fünftel und vier Fünftel des Außendurchmessers des Ringbereiches betragen, so daß für den Ringbereich eine ausreichende, breite bewegliche Zone vorhanden ist, welche die &igr; Hubbewegung der Membran ermöglicht. Der größte Außendurchmesser des einvulkanisierten Bereiches des Formkernes, der zwischen ein Sechstel und der Hälfte des Außendurchmessers des Ringbereiches beträgt, ermöglicht dabei einen zwar elastischen, aber massiven Zentralbereich, der den notwendigen Schöpfraum gewährleistet.
In vorteilhafter Weise kann also das elastische Membran-Material durch eine längere Krafteinleitungsstrecke am
Formkern in seinem am stärksten belasteten Materialbereich
gezielt entlastet werden. Dadurch ergibt sich einerseits eine längere Lebensdauer der Formmembran und andererseits kann der
Hub der Membran vergrößert werden, was bei gleichem Fördervolumen eine Reduzierung des Membrandurchmessers und
dadurch auch eine entsprechend geringere Baugröße der Pumpe ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der
Querschnitt des Zentralbereiches nach unten hin vorzugsweise kontinuierlich abnimmt. Der Querschnitt des Zentralbereiches
verjüngt sich also an der dem Pumpraum abgewandten Unterseite der Membran in Richtung des Pleuels, wodurch sich eine
| gewichtsreduzierte Formmembran ergibt, die dennoch eine große
Kraftübertragungsfläche zwischen Formkern und elastischem Membranmaterial aufweist und bei der' die Hubkräfte unter einem
spitzer Winkel zur Längsachse der Membran von dem Formkern in das elastische Membranmaterial Formkern eingeleitet werden.
Besonders günstig ist, wenn die Außenkontur des Zentralbereiches in Längsrichtung der Formmembran zumindest
bereichsweise einen konkaven, konvexen oder vorzugsweise geradlinigen Verlauf aufweist. Dabei ermöglicht der
geradlinige Verlauf bei einem vergleichsweise geringen Membrangewicht einen biegesteifen Zentralbereich sowie eine
gute Übertragung der Membrankräfte auf den Formkern. Dadurch
W wird insbesondere auch bei Vakuumpumpen eine gute Ausnützung
des Schöpfraumes gewärleistet.
Zweckmäßig ist, wenn die Zentralbereich unterseitig einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweist und wenn
der zwischen der Längsachse der Formmembran und der Mantelfläche des Kegelstumpfes eingeschlossene Winkel kleiner
als fünfundfünfzig Grad ist. Dabei soll zwischen der Längsachse der Formmembran und der Mantelfläche des
Kegelstumpfes ein möglichst kleiner Winkel gewählt werden,
damit die Membranzugkräfte unter einem möglichst spitzen Winkel zur Längsachse in den Formkern eingeleitet werden
können und dadurch die quer zur Längsachse wirkenden Zugkraftkomponenten entsprechend verringert werden.
Die kegelstumpfförmige Verdickung des elastischen Materials im
Zentralbereich der Membran hat außerdem fertigungstechnische Vorteile. Bei der Herstellung der Formmembran wird der
Formkern unter hohem Druck in einer Druckform in ein pulver- oder granulatförmiges Ausgangsmaterial, beispielsweise ein
Elastomer, einvulkanisiert. Durch die größere Materialdicke kann das Elastomer beim Vulkanisierungsprozeß besser um den
Formkern herumfließen, so daß die Gefahr der Bildung von Poren, die später zum Ausgangspunkt von Rissen im elastischen
Membranmaterial werden können, vermindert wird.
Eine weitere, mögliche Ausführungsform sieht vor, daß die
Formmembran Stützrippen aufweist, die von einem den Formkern aufnehmenden Membran-Kernbereich vorzugsweise radial nach
außen entlang der Unterseite des Zentralbereiches verlaufen.
Durch die Stützrippen kann besonders bei großen Membrandurchmessern das Gewicht der Formmembran reduziert
werden, was besonders bei schnellaufenden Pumpen vorteilhaft ist.
Günstig ist, wenn zwischen dem Zentralbereich und dem Ringbereich an der Unterseite der Formmembran ein Absatz oder
ein stufenförmiger, vorzugsweise gerundeter Übergang vorgesehen ist. Für die Übertragung der Zugkräfte vom
Zentralbereich auf den Ringbereich der Formmembran steht dann im Zentralbereich trotz des in diesem Bereich verkleinerten
Membrandurchmessers eine ausreichende Krafteinleitungsfläche zur Verfügung. Die im Zentralbereich auftretende Zugspannung
kann dadurch vermindert werden. An den Absatz kann sich innenseitig ein vorzugsweise kegelstumpfförmiger, sich nach
unten hin verengender Membranbereich anschließen, der eine gute Krafteinleitung in den Formkern ermöglicht.
Besonders günstig ist, wenn der Formstabilisierungskern als Mitnehmerkern ausgebildet ist und in seinem einvulkanisierten Bereich in Längsrichtung wenigstens eine Querschnittsänderung aufweist. Die an dem Formkern angreifenden Membrankräfte werden dann auf eine größere Vulkanisationsfläche am Formkern verteilt, so daß sich im Übergangsbereich zum Formkern eine kleinere Zugspannung in dem elastischen Membranmaterial ergibt. Eine noch größere Vulkanisationsfläche kann dadurch erreicht werden, daß der Formstabilisierungskern abwechselnd Querschnittserweiterungen und Querschnittsverengungen aufweist
Besonders günstig ist, wenn der Formstabilisierungskern als Mitnehmerkern ausgebildet ist und in seinem einvulkanisierten Bereich in Längsrichtung wenigstens eine Querschnittsänderung aufweist. Die an dem Formkern angreifenden Membrankräfte werden dann auf eine größere Vulkanisationsfläche am Formkern verteilt, so daß sich im Übergangsbereich zum Formkern eine kleinere Zugspannung in dem elastischen Membranmaterial ergibt. Eine noch größere Vulkanisationsfläche kann dadurch erreicht werden, daß der Formstabilisierungskern abwechselnd Querschnittserweiterungen und Querschnittsverengungen aufweist
fet und daß die Außenwand des Formstabilisierungskernes hierzu vorzugsweise in dessen Längsrichtung einen wellenförmigen
Verlauf hat.
Damit die Membranpumpe besser zum Fördern von chemisch aggressiven Medien einsetzbar ist, ist es vorteilhaft, wenn
die Membran an ihrer dem Pumpraum zugewandten Membranoberseite eine dünne, durchgehende, chemisch inerte Beschichtung,
vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist. Da die PTFE-Schicht nur eine vergleichsweise geringe Elastizität
aufweist, ist die erfindungsgemäße Membranpumpe, wegen der verringerten Zugspannung in der Membran und der daraus
resultierenden geringen Dehnung des Membranmaterials besonders P gut für eine solche Beschichtung geeignet.
Die erfindungsgemäße Membranpumpe kann besonders vorteilhaft
zur Förderung von Gasen verwendet werden, wenn der aktive Membrandurchmesser kleiner als 110 Millimeter und die
Hubfrequenz der Formmembran größer als 950 min"1 ist. Der vergrößerte Hub der Formmembran ermöglicht dabei bei gleichem
Fördervolumen eine kleinere und leichtere Membran, die besonders für schnell laufende Pumpen mit hohen Hubfrequenzen
oder Antriebsdrehzahlen geeignet ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren in einer
Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.
Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben und zum Teil stärker schematisiert:
10
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Fig. 1 eine im Schnitt gehaltene Teilansicht einer Membranpumpe mit einer Formmembrane, deren äußerer
fc Membran-Randbereich zwischen dem Kurbelgehäuse der
Pumpe und dem Pumpenkopf eingespannt ist und die mit einem nur teilweise dargestellten Pleuel in Antriebs
verbindung steht,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Längsmittelebene der in Figur 1 gezeigten Formmembran, wobei sich die
Formmembran in Mittelstellung befindet,
Fig. 3 einen Teillängsschnitt entsprechend Figur 2, wobei
sich jedoch die Formmembran in einer nach unten
ausgelenkten Stellung befindet und die in dem elastischen Membranmaterial am größten Außendurch-
messer des Formkernes wirkenden Zugspannungen durch Vektorpfeile symbolisiert sind,
Fig. 4 eine Ansicht auf die Unterseite der Formmembran nach 0 Figur 1, welche die radial nach außen verlaufenden
Stützrippen des Zentralbereiches besonders gut erkennen läßt,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Längsmittelebene einer Formmembran, deren Zentralbereich einen
kegelstumpfförmig sich nach unten verengenden
Membranbereich aufweist und
Fig. 6 eine Unteransicht auf die Formmembran nach Figur 5.
5
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Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Membranpumpe (Figur 1) weist eine Formmembran 2 aus elastischem Material 3 auf, in deren
Zentralbereich 4 zur Formstabilisierung ein stabiler Formkern 5 einvulkanisiert ist. Die Formmembran 2 weist benachbart zu
diesem Zentralbereich einen etwa kreisringförmigen, flexiblen Ringbereich 6 auf und ist mit einem umfangsseitig daran
anschließenden Einspannrand 7 an einem Pumpengehäuse zwischen
fe dem Kurbelgehäuse 8 und dem Pumpenkopf 9 eingespannt. Der
Pumpenkopf 9 weist einen Einlaßkanal 10 und einen Auslaßkanal 11 für das zu fördernde Medium auf, die jeweils in den durch
die Pumpraumwand 12 des Pumpenkopfes 9 und die Oberseite 13 der Formmembran 2 begrenzten Pumpraum 14 einmünden. Die Ein-
und Aulaßkanäle 10, 11 sind in bekannter Weise mit Einbeziehungsweise Auslaßventilen versehen, die aus Gründen der
Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht dargestellt sind. Die Formmembran 2 ist mit einem Pleuel 15, das an einem
Gewindestutzen 16 des Formkerns 5 angreift, in eine obere und eine untere Totpunktlage auslenkbar. Das Pleuel 15 ist dabei
von einem im Kurbelgehäuse 8 befindlichen Kurbeltrieb (nicht dargestellt) angetrieben.
Damit in der Formmembran 2 eine ausreichend breite elastische Zone E vorhanden ist, welche die Hubbewegung ermöglicht, ist
es vorteilhaft, wenn der größte Außendurchmesser F des einvulkanisierten Bereiches des Formkerns 5 möglichst klein
ist. Andererseits darf der Außendurchmesser F des Formkernes 5 auch nicht zu klein gewählt werden, da dann die von dem Pleuel
15 auf den Formkern 5 übertragenen Hubkräfte nur über eine vergleichsweise kleine Fläche in das elastische Material 3
eingeleitet werden können, wodurch sich eine entsprechend
große Zugspannung ergibt. Um nun auch bei einem kleinen Formkern-Außendurchmesser F die Zugspannung in dem elastischen
Material 3 auf einen vergleichsweise geringen Wert begrenzen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
einvulkanisierte Länge L des Formkernes 5 verlängert wird, so daß genügend Vulkanisationsfläche für die Übertragung der
Membrankräfte vorhanden ist. Dabei hat es sich als besonders günstig herausgestellt, wenn die einvulkanisierte Länge L des
Formkerns 5 größer als ein Sechstel und kleiner als die Hälfte des Außendurchmessers D des Ringbereiches 6 ist. Dabei soll
der größte Außendurchmesser F des einvulkanisierten Bereiches des Formkerns 5 ebenfalls größer als ein Sechstel und kleiner
fc als die Hälfte des Außendurchmessers D des Ringbereiches 6
sein und der Außendurchmesser Z des Zentralbereiches 4 soll zwischen zwei Fünftel und vier Fünftel des Außendurchmessers D
des Ringbereiches 6 betragen.
Bei einer solchen Formmembran 2 ergibt sich außerdem ein besonders günstiger Krafteinleitungswinkel in den Formkern 5,
der eine weitere Reduzierung der Zugspannungen in dem elastischen Material 3 bewirkt. In Figur 3 sind bei einer nach
unten ausgelenkten Formmembran 2 die im Bereich des größten Außendurchmessers F des Formkerns 5 in dem elastischen
Material 3 wirkenden Zugspannungskomponenten M, H, R durch Vektorpfeile dargestellt. Dabei setzt sich die resultierende
W Zugspannung R aus einer in Hubrichtung wirkenden Zugspannungskomponente H und einer in der Membranquerebene
wirkenden Zugspannungskomponente M zusammen. Der vergleichsweise große Außendurchmesser Z des sich nach unten
hin in Richtung des Pleuels 15 verengenden Zentralbereiches 4 ermöglicht einen kleinen Krafteinleitungswinkel a, so daß die
Zugspannungskomponente M bei einer vorgegebenen Zugspannungskomponente H einen entsprechend kleinen Wert
annimmt. Die resultierende Zugspannung R, die sich aus der vektoriellen Addition der Zugspannungskomponenten M und H
ergibt, nimmt dadurch ebenfalls einen entsprechend kleinen Wert an. Das elastische Material 3 wird dadurch in dem
besonders beanspruchten Bereich um den Formkern 5 entlastet.
Die verlängerte Krafteinleitungsstrecke sowie der günstige Krafteinleitungswinkel &agr; am Formkern 5 ermöglichen somit eine
deutliche Entlastung des elastischen Membran-Materials 3, so
daß einerseits die Dauerstandzeit der Formmembran 2 verbessert ist und andererseits die Formmembran 2 mit einem größeren Hub
beaufschlagt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß das elastische Membran-Material 3 überlastet wird. Der
Außendurchmesser der Formmembran 2 kann dadurch bei gleicher
L· Förderleistung der Membranpumpe 1 verkleinert werden, was
einen besonders kompakten Aufbau der Membranpumpe 1 ermöglicht.
Die in Figur 1 bis 4 gezeigte Formmembran 2 weist an der Unterseite des Zentralbereiches 4 Stützrippen 17 auf, die von
einem den Formkern 5 aufnehmenden Membran-Kernbereich 18 radial nach außen verlaufen. Die Stützrippen 17 ermöglichen
eine gewichtsreduzierte Formmembran 2 mit einem kleinen Krafteinleitungswinkel a. Die nach außen liegenden Schmalseiten
19 der Stützrippen 17 sind in Längsrichtung geradlinig ausgebildet und können daher die Membrankräfte von dem äußeren
Zentralbereich 4 besonders gut auf den Membran-Kernbereich 18
W übertragen, so daß die gesamte Vulkanisationsfläche für die
Krafteinleitung in den Formkern 5 genutzt werden kann.
Zweckmäßigerweise sind mehrere Stützrippen 17 gleichmäßig über den Umfang des Zentralbereiches 4 verteilt.
Bei dem in Figur 5 und 6 gezeigten Auführungsbeispiel weist der Zentralbereich 4 einen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf,
bei dem der zwischen der Mantelfläche 20 des Kegelstumpfes und der Längsachse 21 der Formmembran 2 innenseitig
eingeschlossene Winkel ß fünfundvierzig Grad beträgt. Die in
dem elastischen Material 3 der Formmembran 2 wirkenden Membrankräfte können dadurch in die gesamte
Vulkanisationsfläche des Formkerns 5 eingeleitet werden. Die
Zugspannung in dem elastischen Membran-Material 3 kann daher, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 bereits
erläutert, entsprechend reduziert werden. Der bezüglich der Außenkontur als Vollkegel aus elastischem Material 3
ausgebildete Zentralbereich 4 hat darüberhinaus auch fertigungstechnische Vorteile. Aufgrund des großen
zusammenhängenden Materialvolumens kann nämlich das pulver- oder granulatförmige Ausgangsmaterial für die Membran beim
Einvulkanisieren des Formkernes 5, das unter hohem Druck in
fc einer Druckform erfolgt, besser um den Formkern 5
herumfließen. Die Gefahr der Bildung von Poren, die beim Betrieb der Formmembran 2 zum Ausgangspunkt von Rissen werden
können, wird dadurch verringert.
An den kegelstumpfförmigen Membranbereich schließt sich nach
oben hin ein stufenförmiger Absatz 22 an, der den Übergang zum Ringbereich 6 bildet. Dadurch ergibt sich ein größere
Krafteinleitungsquerschnitt zwischen dem Ringbereich 6 und dem Zentralbereich 4, so daß die Zugspannungen im Zentralbereich 4
entsprechend verringert sind. Der stufenförmige Absatz 22 ist an dem Übergang zum Ringbereich 6 gerundet, um einen
gleichmäßigeren Kraftfluß zwischen dem Zentralbereich 4 und
&psgr; dem Ringbereich 6 zu ermöglichen. Auch die Formmembrane 2 nach
Figur 1 bis 4 weist zwischen dem Zentralbereich 4 und dem Ringbereich 6 einen entsprechenden Absatz 22 auf.
Der Formkern 5 weist an seinem der Membranoberseite 13 zugewandten Ende eine Querschnittserweiterung 23 auf. Dadurch
ergibt sich einerseits eine formschlüssige Verankerung des Formkerns 5 in dem elastischen Material 3 und andererseits
wird die Vulkanisationsfläche des Formkerns 5 vergrößert. Eine noch größere Vulkanisationsfläche kann durch einen in
Längsrichtung wellenförmig verlaufende Außenkontur des Formkerns 5 erreicht werden.
Die Oberseite 24 des Membrankernbereiches 18 ist etwa kugelkalottenförmig
ausgebildet und der ihr gegenüberliegenden Pumpraumwand 14 weitestgehend angepasst. An ihren seitlichen
Rändern geht die Pumpraumwand 12 wenigstens in etwa in einen Kegelmantelbereich 12a über. Der diesem benachbart liegende
Ringbereich 6 der Formmembran 5 erstreckt sich in radialer Richtung etwa linear, wenn keine Gaswechselkräfte auf ihn
einwirken. Dies ist besonders gut aus Fig. 1 bis 3 sowie Fig. 5 zu erkennen. Dabei ist der Übergang vom Ringbereich 6 zum
Kernbereich 18 als gelenkartige Hohlkehle 30 zwischen dem Ringbereich 6 und dem Kernbereich 18 ausgebildet. Insbesondere
im Zusammenwirken mit der vorbeschriebenen Ausbildung des Pumpenkopfes 9 und der im wesentlichen radialen Erstreckung
des Ringbereiches 6 ergibt sich dadurch zum einen ein verhältnismäßig großes Schöpfvolumen der Membranpumpe 1
(vergleiche Fig. 3) , zum anderen ein sehr geringer Totraum in der oberen Totpunktstellung der Formmembrane 2 (vergleiche
Fig. 1) . Gleichzeitig wirkt die Hohlkehle 30 praktisch als Gelenk am Übergang vom Ringbereich (6) zum Kernbereich 18;
(vergleiche Fig. Iu. 3). Neben den vorerwähnten Vorteilen ist
eine solche Formmembran 2 nicht nur vergleichsweise einfach in der Herstellung (bessere Herstellbarkeit der Form für die
Formmembrane 2) , sondern die gelenkartige Hohlkehle 30 der Formmembrane 2 ist auch verhältnismäßig stabil bei der dort
auftretenden Wechsel-Biegebelastung.
Alle vorbeschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
/Schutzansprüche
Claims (13)
1. Membranpumpe mit einer Formmembran (2) aus elastischem Material (3), in deren Zentralbereich (4) zur deren
Formstabilisierung ein stabiler Formkern (5) einvulkanisiert ist, wobei die Formmembran (2) benachbart
zu diesem Zentralbereich (4) einen etwa kreisringförmigen, flexiblen Ringbereich (6) hat und mit einem umfangsseitig
daran anschließenden Einspannrand (7) am Pumpengehäuse gehalten sowie mittels eines an ihrem Zentralbereich (4)
angreifenden Pleuels (15) oder dergleichen Hubvorrichtung von einer oberen in eine untere Totpunktlage und umgekehrt
auslenkbar ist, wobei der größte Außendurchmesser F des einvulkanisierten Bereiches des Formkernes (5) größer als
ein Sechstel und kleiner als die Hälfte des Außendurchmessers (D) des Ringbereiches (6) und der
Außendurchmesser (Z) des Zentralbereiches (4) größer als zwei Fünftel und kleiner als vier Fünftel des
Außendurchmessers D des Ringbereiches ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einvulkanisierte Länge (L) des
Formkernes zur Verlängerung der Krafteinleitungsstrecke für die von dem Formkern (5) in das elastische Material
(3) der Formmembran (2) eingeleiteten Hubkräfte größer als ein Sechstel und kleiner als die Hälfte des
Außendurchmessers D des Ringbereiches (6) der Formmembran (2) ist.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Zentralbereiches (4) nach unten hin
vorzugsweise kontinuierlich abnimmt.
3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Zentralbereiches
(4) in Längsrichtung der Formmembran (2) zumindest
bereichsweise einen konkaven, konvexen oder vorzugsweise geradlinigen Verlauf aufweist.
4. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zentralbereich (4) unterseitig einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt
aufweist und daß zwischen der Längsachse (21) der Formmembran (2) und der Mantelfläche (2 0) des
Kegelstumpfes eingeschlossene Winkel ß kleiner als fünfundfünfzig Grad ist.
5. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch A gekennzeichnet, daß die Formmembran (2) Stützrippen (17)
aufweist, die von einem dem Formkern (5) aufnehmenden Membran-Kernbereich (18) vorzugsweise radial nach außen
entlang der Unterseite des Zentralbereiches (4) verlaufen.
6. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zentralbereich (4) und
dem Ringbereich (6) an der Unterseite der Formmembran (2) ein Absatz (22) oder ein stufenförmiger, vorzugsweise
gerundeter Übergang vorgesehen ist.
7. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an den Absatz (22) innenseitig ein vorzugsweise kegelstumpfförmiger, sich nach unten hin
verengender Membranbereich anschließt.
8. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstabilisierungskern (5) als
Mitnehmerkern ausgebildet ist und in seinem einvulkanisierten Bereich in Längsrichtung wenigstens eine
Querschnittsänderung (23) aufweist.
9. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Formstabilisierungskern (5) abwechselnd Querschnittserweiterungen und Querschnittsverengungen aufweist und daß die Außenwand des
Formstabilisierungskerns (5) hierzu vorzugsweise in dessen Längsrichtung einen etwa wellenförmigen Verlauf hat.
10. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmembran (2) an ihrer dem
Pumpraum (14) zugewandten Membran-Oberseite (13) eine dünne, durchgehende, chemisch inerte Beschichtung,
vorzugsweise aus PTFE aufweist.
11. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Ringbereich (6) zum
Kernbereich (18) der Membrane (2) als gelenkartige Hohlkehle (30) zwischen diesem Ringbereich (6) und dem
Kernbereich (18) ausgebildet ist.
12. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbereich (6) der Membran (2) vom
Einfluß der Gaswechselkräfte abgesehen - in radialer Richtung im wesentlichen linear verläuft.
13. Verwendung einer Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher der aktive Membrandurchmesser kleiner
als 110 Millimeter und die Hubfrequenz der Formmembran (2) größer 950 min" ist zur Förderung von Gasen.
(W. Maucher)
(H. Schmitt) Patentanwalt
Patentanwalt
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0818626A2 (de) * | 1996-07-09 | 1998-01-14 | Westinghouse Air Brake Company | Verbesserter Einsatzkörper zur Anwendung in einer flexiblen Membran einer Pumpe |
WO1998002661A1 (de) * | 1996-07-11 | 1998-01-22 | Asf Thomas Industries Gmbh | Membrane für eine membranpumpe |
DE19834468C1 (de) * | 1998-07-30 | 2000-02-24 | Asf Thomas Ind Gmbh | Membrane für eine Membranpumpe |
WO2000066891A1 (de) | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Asf Thomas Industries Gmbh | Membranpumpe mit einer durch die membrane gesteuerten einlassöffnung |
EP1725792A2 (de) * | 2004-03-16 | 2006-11-29 | Hargraves Technology Corporation | Pumpendichtungsvorrichtung |
DE102007039964A1 (de) | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Timmer Pneumatik Gmbh | Hochdruck-Doppelmembranpumpe und Membranelement für eine solche Pumpe |
-
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0818626A2 (de) * | 1996-07-09 | 1998-01-14 | Westinghouse Air Brake Company | Verbesserter Einsatzkörper zur Anwendung in einer flexiblen Membran einer Pumpe |
EP0818626A3 (de) * | 1996-07-09 | 1999-11-17 | Westinghouse Air Brake Company | Verbesserter Einsatzkörper zur Anwendung in einer flexiblen Membran einer Pumpe |
WO1998002661A1 (de) * | 1996-07-11 | 1998-01-22 | Asf Thomas Industries Gmbh | Membrane für eine membranpumpe |
US6055898A (en) * | 1996-07-11 | 2000-05-02 | Asf Thomas Industries Gmbh | Diaphragm for a diaphragm pump |
DE19834468C1 (de) * | 1998-07-30 | 2000-02-24 | Asf Thomas Ind Gmbh | Membrane für eine Membranpumpe |
WO2000066891A1 (de) | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Asf Thomas Industries Gmbh | Membranpumpe mit einer durch die membrane gesteuerten einlassöffnung |
EP1725792A2 (de) * | 2004-03-16 | 2006-11-29 | Hargraves Technology Corporation | Pumpendichtungsvorrichtung |
CN100545489C (zh) * | 2004-03-16 | 2009-09-30 | 哈格雷夫斯技术公司 | 泵密封装置 |
EP1725792A4 (de) * | 2004-03-16 | 2011-07-20 | Hargraves Technology Corp | Pumpendichtungsvorrichtung |
DE102007039964A1 (de) | 2007-08-23 | 2009-02-26 | Timmer Pneumatik Gmbh | Hochdruck-Doppelmembranpumpe und Membranelement für eine solche Pumpe |
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DE102007039964B4 (de) * | 2007-08-23 | 2011-06-22 | Timmer Pneumatik GmbH, 48485 | Hochdruck-Doppelmembranpumpe und Membranelement für eine solche Pumpe |
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