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Einrichtung zum Umwälzen von Gasen oder Flüssigkeiten In dem Hauptpatent
948 907 wurde eine Einrichtung zum Umwälzen von Gasen oder Flüssigkeiten unter Verwendung
einer elastisch verformbaren Membran beschrieben, zwischen der und einer Fläche
des Gehäuses ein Förderraum gebildet ist, der die Ein- und Austrittsöffnungen des
Gehäuses verbindet und an einer Stelle durch Druckmittel unterbrochen wird, die
von durch eine umlaufende, sich senkrecht zur Membranfiäche erstreckende Welle bewegten
Wälzkörpern beeinfiußt wird. Die Wälzkörper waren kugelartig gestaltet und lagen,
wie bei Band- oder Schlauchpumpen an sich bekannt, unmittelbar an der Membran an,
die eine im Gehäuse vorgesehene Rinne abdeckte, deren Erzeugende im wesentlichen
aus einem mittleren Kreisbogen bestand, an den sich zwei Kurvenstücke so anschlossen,
daß die durch die Anschlußpunkte bestimmte, gemeinsame Tangente als Wendetangente
erschien. Die Wälzkörper wurden gegen die Membran durch einen plattenförmigen Teil
gepreßt, der von der umlaufenden Welle angetrieben wurde.
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Entsteht in dem von der Membran abgedeckten, rinnenfärmigen Arbeitsranzen
ein erhöhter Druck, so kann es vorkommen, daß sich die Membran auf der Kompressionsseite
abhebt und dadurch eine Undichtheit der Einrichtung entsteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zu vermeiden.
Erfindungsgemäß
wird vorgeschlagen, den Arbeitsraum. so zu gestalten, daß in Richtung zur Auslaßöffnung
hin sein lichter Querschnitt auf etwa ein. Drittel ä@bnünmt. In welcher Weise sich
diese Querschnittsverringerung erreichen läßt, wird an Hand der Zeichnungen .schematisch
erläutert. Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung.
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Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einett Schnitt durch eine Einrichtung gemäß der Erfindung, -bei der die Membran
durch drei Kugeln beeinflußt wird, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig.
1, bei der die Membran im Bereich der Auslaßöffnung durch dicht nebeneinanderliegende
Schrauben an den einen Gehäuseteil der Einrichtung so angepreßt wird, daß der lichte
Querschnitt des Arbeitsraumes mit zunehmender Annäherung an die Auslaßöffnung abnimmt,
Fig.3 einen der Fig.2 entsprechenden Schnitt, bei dem die Membran in an einem Gehäuseteil
vorgesehene Nuten hineingezogen ist, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei
dem die Querschnittsverringerung des Arbeitsraumes durch eine entsprechend der gewünschten
Querschnittsverringerung gestaltete Platte erzielt ist.
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In einem Gehäuseteil 1 ist eine ringförmige Rinne 2 vorgesehen, deren
Erzeugende im wesentlichen aus einem mittleren Kreisbogen besteht, an den sich zwei
Kurvenstücke so anschließen, daß die durch die Anschlußpunkte bestimmte, gemeinsame
Tangente als Wendetangente erscheint. Der Radius des mittleren Kreisbogens ist gleich
oder kleiner als die Summe aus dem Radius der kugelartigen Wälzkörper 3 und der
Dicke der Membran 4, die den rimnenförmigen Raum abschließt. Es ist nicht erforderlich,
daß die aus drei Kurventeilen bestehende Erzeugende eine Symmetrieachse besitzt.
Die nach diesen Gesichtspunkten konstruierte Rinne besitzt den Vorteil, daß der
Querschnittdes rinnenförmigen Raumes vergrößert werden kann, ohne daß es notwendig
ist, die Anlagefläche zwischen den Kugeln 3 und der Ringmembran 4 zu vergrößern.
Reibungsverluste werden herabgesetzt und die Abnutzung der Membran vermindert.
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Die Wälzkörper 3 werden durch einen im Ausführungsbeispiel der Fig.
1 einteiligen Käfig 5 geführt und durch eine Scheibe 6 beeinflußt, die in zwangläufger
Verbindung mit der umlaufenden Welle 7 steht, beispielsweise durch Anordnung von
Mitnehmern, Nasen 8 od. dgl., die in Schlitze 9 der Scheibe 6 eingreifen. Durch
diese Anordnung wird erreicht, daß die Wälzkörper 3 und ihr Käfig 5 mit der halben
Winkelgeschwindigkeit der Welle 7 umlaufen. Die Scheibe 6 steht unter Wirkung eines
oder mehrerer elastischer Mittel, wie einer Feder 1o, die sich einerseits an der
Scheibe 6, andererseits an einer Scheibe 11 abstützt. Damit zwischen der Scheibe
6 und den Wälzkörpern 3 kein Schlupf auftritt, empfiehlt es sich, die Scheibe auf
der den Wälzkörpern 3 zugewandten Seite mit einem Werkstoff zu belegen, der ,dein
Werkstoff der Membran 4. ähnlich ist. Die Scheibe i f ist gegenüber dem Gehäusedeckel
12 durch ein Axiallager 13 gelagert, während die Welle 7 durch ein Radiallager 14
im Gehäuseteil 1 und durch ein Radiallager 15 im Gehäuseteil 12 gelagert ist. Das
Lager 14 wird durch eine Kappe 16 und das Lager 15 durch eine Kappe 17 abgedeckt
und festgelegt. Die Gehäuseteile 1 und 12 werden beispielsweise durch Verbindungsmittel,
wie Schrauben 18, vereinigt. Die Membran 4 wird durch zwei Ringe 19, 20 gegenüber
dem Gehäuseteil 1 festgelegt, und zwar beispielsweise mittels der Schrauben 21.
Die Schrauben i 8 können gleichzeitig zur Festlegung der Membran 4 gegenüber dem
Gehäuseteils dienen.
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,Umzuwälzende Gase oder Flüssigkeiten treten, wenn die Wälzkörper
3 im Sinne des Pfeiles 22 umlaufend bewegt werden, durch die Bohrung 23 ein und
durch die Bohrung 24 wieder aus. Die Bohrungen 23; 24 stehen mit Zu- bzw. Abführleitungen
in Verbindung, die der Cbersichtlichkeiit wegen nicht dargestellt sind. Um zu verhindern,
daß geförderte Gase oder Flüssigkeiten wieder über die Eintrittsbohrung 23 austreten
können, und zu vermeiden, daß bei erhöhtem Druck im Arbeitsraum Undichtigkeiten
entstehen, wird die Membran durch verhältnismäßig eng aneinanderliegende Schrauben
2 5 gegenüber dem Gehäuseteils festgelegt, und zwar so, daß sich die Wälzkörper
3 auf der Membran abwälzen können, ohne durch die die Membran festlegenden Mittel
beeinflußt zu werden. Die bei 26 bzw. 27 beginnenden Schraubenreihen nähern sich
mit zunehmender Annäherung an die Auslaßöffnung 24 immer mehr zu, ihr Abstand, in
radialer Richtung gemessen, nimmt also ständig ab, um dann in Höhe der Auslaßöffnung
einen Wert einzunehmen, der um ein geringes größer ist als der Durchmesser der Auslaßöffnung.
Die beiden Schraubenreihen vereinigen sich dann und umschließen die Au slaßöffnung
auf der der E.inlaßöffnung 23 zugewandten Seite.
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Man kann auch in dein Bereich, in dem die Schrauhenreihe angeordnet
ist, im Gehäuseteil 1 Nuten vorsehen, in die die Membran durch zwei Einpaßstücke
28, 29 hineingezogen wird. Man kann auch nur ein einziges Paßstück vorsehen, das
dann die Bohrung 24 umschlingt. Einfacher ist es jedoch, wenn in zwei Nuten je ein
Einpaßstück eingesetzt wird, zwischen der Bohrung 23 und der Bohrung 24 ein weiteres
Paßstück 3o so festzulegen, daß die Wälzkörper beim Überlaufen über das Pxßstück
nicht beeinflußt werden. Das Paßstück 30 schmiegt sich also dem rinnenförmigen Arbeitsraum
so an, daß die Membran 4 den. Arbeitsraum an dieser Stelle vollständig abschließt.
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Man kann den Arbeitsraum im Bereich der Austrittsöffnung 24 aber auch
durch einen plattenförmigen Teil 31 so beeinflussen, daß der Querschnitt des Arbeitsraumes
mit zunehmender Annäherung an die Bohrung 24 geringer wird und der Zwischenraum
zwischen den Bohrungen 24 und 23 dicht abgedeckt wird. Der plattenförmige Teil 31
wird mittels der Schrauben 32 unter Beeinflussung der Membran 4 gegenüber dem Gehäuseteils
festgelegt. Bei der Gestaltung des plattenförmigen Teiles 31 ist ebenfalls
darauf
zu achten, daß die Wälzkörper einwandfrei rund laufen können. Man kann auch den
plattenförmigen Teil 3 i mit den Ringen 19, 20 so vereinigen, daß diese drei
Teile ein einziges Stück bilden.
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Eine Einrichtung gemäß der Erfindung kann verhältnismäßig billig hergestellt
werden, wenn man die Gehäuseteile i, 12 aus Kunststoff preßt. In diesem Fall kann
man in den Gehäuseteil i Nuten gleich bei der Herstellung dieses Teiles einpressen
bzw. die Einsenkung vorsehen, die zur Aufnahme des platten förmigen Teiles 3 r dient.
Eine Nachbearbeitung der Nuten ist dann nicht erforderlich.
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Auch wenn die Gehäuseteile durch Tiefziehen aus einem Blech gefertigt
werden, können die Nuten bzw. Einsenkungen der Ausführungsbeispiele 3 und 4 in einem
Arbeitsgang zusammen mit der Herstellung der Gehäuseteile tiefgezogen werden. Durch
Einsetzen von Metallamellen in den unteren Hohlraum dies Pumpenkörpers, wenn dieser
aus tiefgezogenem Blech hergestellt wird, kann man die Stabilität dieses Ziehfeiles
wesentlich erhöhen, wobei die vorgenannten Lamellen noch zusätzlich als Kühlrippen
von Bedeutung sein können.
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Die Erfindung kann auch dann angewandt werden, wenn an Stelle einer
Membran zwei oder mehrere Membranen übereinanderliegend oder mit Abstand voneinander
übereinander angeordnet vorgesehen sind.
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Es können auch andere, die gleiche .Wirkung erzeugende Mittel zur
Beeinflussung der Membran im Sinne der Erfindung verwendet werden.