JPH01315687A - 環状ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、変形可能な環状ダイヤフラムとその内部に配
置された回転する転動ピストンとを備えた環状ダイヤフ
ラムポンプであって、環状ダイヤフラムが半径方向でみ
て外側へ突出していて、しかもポンプ入口とポンプ出口
との間でポンプケーシング内に固定された締込み保持部
またはこれに類似したもの並びに場合によシ少なくとも
１つの内側の環状隆起部を備えた形式のものに関するつ 従来技術 上記の形式のダイヤフラムポンプは西ドイツ国特許第２
９１１６０９号明測置から知られている。このポンプで
は転動ピストンが１回転毎に１度締込み保持部を通過す
る。締込み保持部シまこのときに転動ピストンに対して
環状ダイヤフラムの他の範囲よりも高い変位抵抗で対応
する。材料に基く、環状ダイヤフラムの固有たわみ性は
、環状ダイヤフラムが一方では良好に変形することがで
きるが、しかし周方向ではできる限シ小さな伸長性を持
つように設計される。

しかし締付は保持部以外のダイヤフラム記聞に対するこ
の材料調和は、締付げ保持部では上述の、比較的小さな
たわみ性が得られる結果をもたらす。これは峙に高回転
数でのポンゾ運ＩＥ時における６非同心的々（ｕｎｒｕ
ｎｉ）”回転および振動によって不都合なものとして認
められる。

これらの欠点を小さくするためには、締付は保持部の・
厄囲内に環状ダイヤフラムの湾曲部を設けることが西ド
イツ特許出願公開第２８５３９１６号明細書で提案され
た。しかしこの手段によっても転動ピストンのために衝
撃のない平滑な転動面が得られる訳ではなく、その上に
環状ダイヤスラムの製作もよシ複雑となった。

特にガス状の媒体の吸込みのためには（自己吸込み形）
、転動ピストンによって負荷されるダイヤフラム部分の
作業室内面への密着が必要である。そのためには内面へ
のダイヤスラムの適切な圧着が行なわれなければならな
い。これを製作時に生じる寸法誤差を考慮しながら達成
するためには若干高めの圧力負荷、したがってダイヤフ
ラムの圧搾は一般に避けられない。しかしこれは望まし
くない、それというのも目的とする、小さな捏かい作業
、相応して小さな駆動出力並びにダイヤフラムの高い寿
命を持つポンプの軽くて平滑な運転がこのために不利な
影Ｉを受けるからである。その他に上述の理由から環状
ダイヤフラムをできる限シ薄く形成しようと努力されて
いるが、これは圧搾が生じるために僅かな程度でしかこ
れまで実現されていない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、冒頭に記載の形式の環状ダイヤフラム
ポンプの運転特性およびダイヤフラムの寿命を改善する
ことである。特にこの場合に転動ピストンの十分に衝￥
のない、−様な回転がなければならず、かつ良好な運転
特性で薄い環状ダイヤフラムの使用も可能であるべきで
るる。

問題点を解決するための手段 上記の課題を解決するだめの本発明の手段は、締込み保
持部が弾性たわみ性を高める弱体部を少なくとも１つ有
していることである。

発明の効果 弱体部によって締込み保持部は、ここを通過する転動ピ
ストンに対して減少せしめられた変位抵抗でもって対応
し、これによって全体として転動ピストンの著しく同心
的な回転が得られる。

本発明によれば締込み保持部の弱体部が横断面弱体部で
あり、この横断面弱体部が有利には凹設部てよって構成
されている凹設部の数もしくは形式および配置は材料特
性とともに締込み保持部の範囲における弾性たわみ性を
決定する。

本発明によれば、締込み保持部の範囲における環状ダイ
ヤフラムの弾性の、特に半径方向のたわみ性が転動ピス
トン負荷時にその他の周方向範囲における環状ダイヤフ
ラムの弾性たわみ性にほぼ等しい。これにより転動ピス
トンの回転するときに転動ピストンの各位置において環
状ダイヤフラムのほぼ等しい変位抵抗が、したがって実
質的にほぼ衝撃のない回転が得られる。

これには、環状ダイヤフラムが変形していない状態で一
貫した円形の内面を有している、本発明による構成も寄
与する。更にかかる環状ダイヤフラムは製作が著しく容
易でもめる。

°環状ダイヤフラムポンプの運転特性および寿命を改善
するために、本発明によれば環状ダイヤフラムに環状ダ
イヤフラムに環状隆起部を、並びに転動ピストンに環状
隆起部に対する環状みぞを備えておシ、伝動ピストンの
環状みそのみぞ底とポンプ作業室の内面との最小距離が
環状隆起部を有する環状ダイヤフラムの厚さよシも若干
小さい。

これによってダイヤフラムは少なくとも環状隆起部の範
囲内でポンプクーシングに密に圧着せしめられ、そのた
めにガス状媒体の吸込みについても必要な密閉性が存在
することが達成される。これと同時にさもなければ必要
である、他のダイヤフラム範囲における抑圧が回避され
る。このことがまたきわめて薄いダイヤフラムの使用を
可能にし、これは運転特性の点で著しくよシ有利である
。

締込み保持部における手段とほぼ匹敵するものが環状隆
起部にも設けられておシ、すなわち材料押しのけ空間の
形成のために、および／または特に半径方向の、弾性た
わみ性の増大のために環状隆起部が１つ以上の凹設部を
有している。こｉ尤によって環状隆起部の、記聞におけ
る、プラス範囲に入る製作誤差を受止めることができ、
しかもこれにより・池のダイヤフラム範囲が負荷される
ことはない。

実施例 第１図、第２図、第５図に断面図で示された環状ダイヤ
フラムポンプ１はポンプケーシング２内にポンプ作業室
３を有している。ポンプ作業室内には環状ダイヤフラム
４が配置されている。環状ダイヤフラム４内部には回転
する転動ピストン５が配置され、転動ピストンは偏心体
、小動装置６（第２図）によって駆動される。偏心体駆
動装置６は偏心体ピンを備え、偏心体ピン上にはころが
ｂａ受８が支承さｔている。ころが９軸受は転動ピスト
ン５の内面９を負荷し、これに回転する転動運動をさせ
る。

第２図から第４図に示されているように、環状ダイヤフ
ラム４は環状の部分１１と側方でこれに続いたサイドフ
ランジ１０とを有している。

更に締付は保持部１２が設けられており、締付は保持部
はポンプの作業位置でポンプ入口１３とポンプ出口１４
との間に支承されている。締込み保持部１２の範囲では
両サイドフランジ１２は舌状に外側へ拡大している。

負荷されていない状態では環状ダイヤフラム４の環状の
部分１１はほぼ円形である。転動ピストン５による負荷
によって環状ダイヤフラム４の変位とほぼ洋なし形への
変形が生じる（第１図、第５図）。この場合ダイヤフラ
ムは、これが償断面の輪郭形状では良好に変形し得るが
（第１図、第５図）、周方向では僅かな伸長性を持つに
すぎないように構成されている。そのためには環状ダイ
ヤフラム４の円面にウェブ状の、連続的な環状隆起部１
５を設けることも寄与する。

運転中転動ピストン５は１回転につき１度締込み保持部
１２を通過する、そのときにこの範囲においてここに存
在する比較的高い材料集合部によって従来は転動ピスト
ン５の衝単負荷が行なわれ、これから同心的ではない回
転と振動が生じた。

しかし本発明によれば運転特性の改善のためて締込み保
持部１２の範囲およびまた環状ダイヤフラム４の環状の
部分１１の範囲に特別な手段が設けられている。締込み
保持部１２の範囲に設けられたかかる手段は特に、締込
み保持部１２の弾性たわみ性を特に半径方向において高
めたことである。図面からこのことが締込み保−持部１
２の特別な凹設部によって達成されていることが判る。

この高められた半径方向のたわみ性を達成するためには
図示の実施例において締込み保持部１２の＠断面形状が
ほぼＳ字状また２字状に側方で開いた切欠き１６．１７
を持っている。これら２つの切欠きは互いに逆方向に向
いており、本実施例では切欠き１６は出口に、かつ切欠
き１７は入口に向いている。

締込み保持部”１２の残った壁厚および切欠き１６．１
７０量（は特に、環状ダイヤフラム４の締込み保持部１
２の範囲における弾性たわみ性が他の周方向記囲におけ
る環状ダイヤフラムの弾性たわみ性にほぼ等しいか、少
なくとも十分にこれに等しいよって設計されている。こ
れによって転動ピストンの回転全体にわたってこの転動
ピストンに対しては実際に−様な変位抵抗が対抗する。

これによりポンプの特に同心的で、振動の少ない回転が
得られる。

締込み保持部１２の図示の変形の他に他の、上記の効果
をもたらす弱体化手段を設けることもできる。例えば側
方で開いた中空部または閉じられた中空部を設けてもよ
い。

締込み保持部１２はポンプケーシング２の切欠き内に挿
入されている。切欠きには半径方向内側へ拡大部１９が
続いている。この拡大部１９にはポンプ入口通路１３ａ
とポンプ出口通路１４ａが互いに逆の側からポンプ室３
に対してほぼ接線方向に開口している。拡大部１９忙よ
って一方では締込み保持部１２の弾性的な坤雇運吻のた
めの自由空間が得られ、他方では締込み保持部１２によ
って分割されたこの拡大部は片側で流入接続を、かつ他
方の側で流出接続をポンプ室３と通路１３のおよび１４
ａとの間で同時に形成する。第１図では転動ピストン５
は人口と出口との間にあり、このときには拡大部１９は
環状ダイヤフラム４によって閉じられておシ、締込み保
持部には弾性的に収縮している。

第５図には第１図に対して１８０°更に回転せしめられ
た転動ピストン位置が示されている。

ここでは締込み保持部１２は最大限”弾性的に伸長した
”位置にるる。このときに環状ダイヤフラム４は拡大部
゛１９から引離されており、そのために人口と出口はポ
ンプ室３と接続している。拡大部１９を入口および出口
通路部分として特別に構成し、かつ−緒に使用したこと
によってポンプ室３ｖ入口箇所はきわめて接近して位置
し、そのために中でも高い容積効率が得られる。

ポンプの口伝特性の改善のために環状ダイヤフラム４の
他の範囲にも、特にその環状の部分１１に適切な手段が
設けられている。上述したように環状ダイヤフラム４は
内側に、実施例では中央に連続的な環状隆起部１５を有
している。

この環状隆起部１５は、転動ピストンが環状ダイヤフラ
ム４を負：青する範囲において転動ピストン５の環状み
ぞ２０内へ係合する。

ポンプ室内面へのダイヤフラムの十分な圧着を達成する
一方で、ダイヤフラムの不必要な圧搾を回避するために
は伝動ピストンの環状みぞ２０のみぞ底２１とこれに直
接隣接したポンプ室の内面との間の最小距離ａを環状隆
起部１５を含んだ環状ダイヤフラムの厚さよりも若干小
さく設計する（第２図）。このようにしてこの範囲にお
いて転動ピストンとダイヤフラムとの間の十分な圧力伝
達が配慮され、これはポンプ室３へのダイヤフラムの密
着をもたらす。これによって軸方向でみて環状ピストン
１５に隣接したダイヤフラム範囲への圧力負荷をよシ小
さくすることができ、これは転動ピストンとポンプ室内
面との間の距離の適切な設計もしくは環状ダイヤフラム
範囲の若干よシ小さな厚さによって達成される。

と したがって転動ピストン５／環状ダイヤフラム４との間
の主要な圧力伝達は比較的狭い中央範囲で環状隆起部の
所で行なわれ、これによって環状隆起部の隣りのダイヤ
フラム範囲の不必要な面圧が回避される。この側方の範
囲が余シ捏かいされないので、環状ダイヤフラム４は著
しく小さな厚さに製作することができ、これはまたより
小さな、゛不動出力を必要とする。

環状隆起部１５における主要圧力範囲において制御され
た圧力状態を得るためには、この範囲は一方において環
状ダイヤフラムのより確実な圧着が得られるが、他方に
おいて不必要に高い圧力負荷がここでも回避されるよう
に構成さ江でいる。そのだめの手段として環状隆起部１
５の（前方向０幅が転動ピストンの環状みぞ２０の内の
り幅よりも若干狭くなるように構成することができる（
第２図参照）。これによシダイヤフラムは確実に圧着し
、そしてその後の圧力負荷の性過において環状みぞ２０
内で側方に側方向の材料押しのけのための十分な場合が
得られる。

締込み保持部１２における凹設部に匹敵する適切な構成
を環状隆起部１５にも設げることができる。例えば第２
図に破線で示されているように、環状隆起部１５のサイ
ドフランク内に有利には環状の凹設部２２を設けること
ができる。

このことによっても半径方向の弾性たわみ性の増大が得
られ、同時に材料押しのけ空間も得られる。

環状隆起部１５内に凹設部（例えば２２）が存在する場
合には１．環状隆起部１５の幅は転動ピストンの環状み
ぞ２０に対してびりたシ嵌合するように設計することが
できる。僅かな圧搾負荷または圧力負荷で同時に得られ
るポンプ室内面への環状ダイヤフラムの上述の密着は、
−方では低粘度の媒体の場合にも、特に空気の場合にも
確実な吸込みが保証され、かつ他方では運転中環状ダイ
ヤフラム４の小さな材料負荷が生じるにすぎないという
主要な利点を有している。中でもこれによりきわめて薄
い環状ダイヤフラム４の使用が可能である。このような
ダイヤフラムについてはより小さな所要変形エネルギー
のために所要型動出力も減少せしめることができる。そ
の上に卯熱もより小さい。

明細書、特許請求の範囲、図面に示されたすべての特徴
は単独でも相互の任意の組合せでも本発明に主要なもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は環状ダイヤフラムポンプの横断面図、第２図は
環状ダイヤフラムポンプの縦断面図、第３図は一部断面
して示した、環状ダイヤフラムの側面図、第４図は第６
図を９０°回転させた位置の環状ダイヤフラムを一部断
面して示した図、第５図は転動ピストンが入口、出口と
は反対側の位置にあるときの環状ダイヤフラムポンプの
第１図に相当する横４面図である。 １・・・環状ダイヤフラムポンプ、２・・・ポンプケー
シング、３・・・ポンプ作業室、４・・・環状ダイヤフ
ラム、５・・・転動ピストン、６・・・偏心体駆動装置
、Ｔ・・・偏心体ピン、８・・・ころがり軸受、９・・
・内面、１０・・・サイドフランジ、１１・・・部分、
１２・・・締込み保持部、１３・・・ポンプ入口、１３
ａ・・・ポンプ入口通路、１４・・・ポンプ出口、１４
ａ・・・ポンプ出口通路、１５・・・環状隆起部、１６
，１７゜１８・・・切欠き、１９・・・拡大部、２０・
・・環状みぞ、２１・・・みぞ底、２２・・・凹設部。 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変形可能な環状ダイヤフラムとその内部に配置され
   た回転する転動ピストンとを備えた環状ダイヤフラムポ
   ンプであつて、環状ダイヤフラムが半径方向でみて外側
   へ突出していて、しかもポンプ入口とポンプ出口との間
   でポンプケーシング内に固定された締込み保持部または
   これに類似したものを備えた形式のものにおいて、締込
   み保持部（１２）が弾性たわみ性を高める弱体部を少な
   くとも１つ有していることを特徴とする、環状ダイヤフ
   ラムポンプ。 ２、締込み保持部（１２）の弱体部が横断面弱体部であ
   り、この横断面弱体部が凹設部によつて構成されている
   、請求項１記載の環状ダイヤフラムポンプ。 ３、凹設部が切欠きである、請求項１または２記載の環
   状ダイヤフラムポンプ。 ４、凹設部が少なくとも１つの、軸方向の延びの側方で
   片側で開いた切欠き（１６、１７）によつて構成されて
   いる、請求項１または２記載の環状ダイヤフラムポンプ
   。 ５、締込み保持部の、一方は吸込側に向いた側に、かつ
   他方は出口側に向いた側に位置をずらされて切欠き（１
   ６、１７）が形成されている、請求項１から４までのい
   ずれか１項記載の環状ダイヤフラムポンプ。 ６、締込み保持部（１２）が横断面においてほぼＳ字形
   またはジグザグ状に構成されている、請求項１から５ま
   でのいずれか１項記載の環状ダイヤフラムポンプ。 ７、締込み保持部（１２）の範囲における環状ダイヤフ
   ラム（４）の弾性たわみ性が転動ピストン負荷時に、そ
   の他の周方向範囲における環状ダイヤフラムの弾性たわ
   み性にほぼ相当する、請求項１から６までのいずれか１
   項記載の環状ダイヤフラムポンプ。 ８、締込み保持部が１つ以上の中空間を有している、請
   求項１から７までのいずれか１項記載の環状ダイヤフラ
   ムポンプ。 ９　締込み保持部（１２）が範囲的に他の範囲に比べて
   より大きな弾性たわみ性を有する材料から製作されてい
   る、請求項１から８までのいずれか１項記載の環状ダイ
   ヤフラムポンプ。 １０、締込み保持部が少なくとも１つの閉じられた中空
   間を有し、この中空間がガスおよび／または液体または
   これに類似したもので充填されている、請求項１から９
   までのいずれか１項記載の環状ダイヤフラムポンプ。 １１、締込み保持部がポンプケーシング（２）内で切欠
   き（１８）内に挿入されており、この切欠きが輪郭を締
   込み保持部のほぼ接線方向に越えて延びていて、しかも
   作業室（３）に向かつて開いた、半径方向でみて内側に
   位置した拡大部（１９）を有しており、この拡大部内へ
   入口通路（１３ａ）の片側と出口通路（１４ａ）の他方
   の側が連通している、請求項１から１０までのいずれか
   １項記載の環状ダイヤフラムポンプ。 １２、環状ダイヤフラム（４）が変形していない状態で
   一貫した円形の内面を有している、請求項１から１１ま
   でのいずれか１項記載の環状ダイヤフラムポンプ。 １３、環状ダイヤフラムに環状隆起部を、並びに転動ピ
   ストンに環状隆起部に対する環状みぞを備えており、転
   動ピストン（５）の環状みぞのみぞ底（２１）とポンプ
   作業室の内面との最小距離（ａ）が環状隆起部を有する
   環状ダイヤフラムの厚さよりも若干小さい、請求項１か
   ら１２までのいずれか１項記載の環状ダイヤフラムポン
   プ。 １４、材料押しのけ空間形成のために、および／または
   弾性たわみ性の増大のために環状隆起部（１５）が１つ
   以上の凹設部（２２）を有している、請求項１３記載の
   環状ダイヤフラムポンプ。 １５、環状ダイヤフラム（４）が、環状隆起部（１５）
   の側方にある範囲において転動ピストン外面と作業室内
   面との間の最小内のり距離以下の厚さを持つている、請
   求項１から１４までのいずれか１項記載の環状ダイヤフ
   ラムポンプ。 １６、転動ピストンの環状みぞの幅が環状隆起部（１５
   ）の幅よりも若干大きい、請求項１から１５までのいず
   れか１項記載の環状ダイヤフラムポンプ。