WO2019206359A1 - Prozessorientiertes verspannen eines membranpakets - Google Patents

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WO2019206359A1
WO2019206359A1 PCT/DE2019/100186 DE2019100186W WO2019206359A1 WO 2019206359 A1 WO2019206359 A1 WO 2019206359A1 DE 2019100186 W DE2019100186 W DE 2019100186W WO 2019206359 A1 WO2019206359 A1 WO 2019206359A1
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Martin Reinhard
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    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to a membrane package for a diaphragm pump.
  • Diaphragm pumps have a delivery chamber with a suction port and
  • the membrane In order to convey a medium, the membrane is oscillated between a first and second position back and forth, in which the working space is filled with a hydraulic fluid, which is acted upon by an oscillating pressure.
  • the two positions of the membrane are usually referred to as Druckhubposition and as suction stroke position.
  • Hydraulically operated diaphragm pumps are preferably used in the promotion of production fluids under high pressures for use, since the hydraulic fluid uniform loading of the membrane and thus this has a long service life.
  • a blank usually made of PTFE (polytetrafluoroethylene) base, is first provided and provided with a central locking bore, which is also called a center.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a diaphragm pump can be integrated into a membrane package. Again, highest precision is necessary.
  • the membrane is usually clamped between two core components of the membrane core and centered by means of a guide element and the center.
  • Membrane packages Temperature differences of up to 60 ° C with correspondingly large volume changes of the PTFE layers. It should be noted that the core strain does not change linearly with the volume change, but proportionally with a higher factor of, for example, 3 and more.
  • a press bond has the disadvantage that the adjustment and verification of the tension is very expensive and also have such membrane packs only a limited pressure resistance.
  • the membrane packages produced by screwing also have disadvantages.
  • the screw usually has to be tightened to a positive stop.
  • the clamping operation is usually completed in a certain time, since the provided screw lock, e.g. an adhesive, hardens.
  • the provided screw lock e.g. an adhesive
  • a key width for engaging a tool is usually provided on the core components, which later represents a danger for deposits in the dosing.
  • Bracing with an adjustable level of bracing allows for different process conditions, with the assembly process in addition
  • a membrane package for a diaphragm pump comprising at least one membrane holding element with a first
  • Connecting portion a membrane having at least one membrane layer, and a clamping member having a second connecting portion, wherein the membrane is arranged in sections between the connecting portions of diaphragm holding member and clamping member, wherein a protruding from the membrane holding member guide member is included, and the clamping member with the guide member of the membrane holding member by means a fastening means is threadedly connected, wherein the membrane is clamped with a clamping force X between the connecting portions, and wherein the clamping force X is not adjusted by the fastening means.
  • the present invention is based on the surprising finding that a membrane package then optimal clamping of the membrane
  • Membrane package is separated in the clamped position.
  • the membrane is partially brought into abutment with the first connecting portion of the membrane holding element, then the clamping element is brought under force in sections contact with the membrane and finally after clamping, the clamping element is firmly connected to the guide member and fixed by the fastening means.
  • Threadless fastening means is connected to the membrane holding element, as by this threadless connection free positioning of the
  • Clamping element provided clamping force X to decouple from the fastener so that it is not adjusted by the fastener.
  • Clamping force X is freely selectable. It can be used, for example, on external aids such as hydraulic presses to particularly high
  • the assembly of the membrane package is fully or partially automatic. This is particularly advantageous because human sources of error such as too strong or too weak tightening the
  • Terminal screws are avoided according to the prior art.
  • the clamping element can have the smoothest possible surface, so that in comparison to the previous clamping screws no points of attack for an accumulation of dirt or deposits is present.
  • first and / or the second connecting portion recesses which are arranged in particular in the form of concentric circles around the center of the membrane holding member and / or the clamping member.
  • Such depressions increase the mechanical resistance of the connection of the membrane and membrane holding element or clamping element and can also serve the improved sealing.
  • the membrane and the clamping element in each case one, in particular central, recess comprises, so that the membrane and the clamping element are attached to the guide member and are guided by this in two axes of movement.
  • Such a design of a guide element has the advantage that, similar to a clamping screw centering of the membrane and clamping element relative to the membrane holding element can be ensured.
  • the guide element forms a receiving collar for the central recording of the clamping element.
  • the clamping element can be exactly in the
  • Guide element is connected by means of welding, gluing, crimping and / or pinning.
  • welding In contrast to the clamping screws known from the prior art allows welding, gluing, crimping and / or pinning of
  • Clamping element and guide element which a predetermined braced position is maintained without the fixation of the two elements has an influence on the degree of tension. Welding, gluing, crimping and / or pinning obviously forms the fastening means according to the invention
  • Clamping element exclusively in a region spaced apart by at least the thickness of the membrane in the fixed state from the connecting portion to the guide element-side end of the membrane holding element.
  • connection takes place on the opposite end of the second connecting portion between the clamping element and the guide element, since there particularly simple and reliable weld can be generated.
  • crimping, gluing or pins for making the connection it may be particularly advantageous if these at least to the membrane thickness in the compressed Condition objected are angordnet of the second connection region, so that the membrane does not come into contact with the connecting elements.
  • the invention also provides a method for producing a membrane packet, in particular a membrane packet according to the invention, comprising the following steps, in particular in this order:
  • Process conditions of use of the membrane is adjusted.
  • Fig. 1 a perspective view of an embodiment
  • Fig. 2 a perspective view of the embodiment
  • FIGS. 3 is a perspective view of the embodiment of FIGS.
  • the membrane package 1 comprises a membrane holding element 3 with a first
  • Membrane holding element 3 and the clamping element 5 is a three-layered membrane 7 is arranged.
  • the membrane holding element 3 in this case comprises a projecting guide element, so that the membrane 7 and the clamping element 5 can be plugged onto the guide element and are guided by this in two axes of movement.
  • Guide element a receiving collar for centrally receiving the
  • first and / or the second connecting portion comprises depressions, which in the form of concentric circles 9 around the
  • the weld forms a threadless connection between the
  • a membrane package 1 according to the invention, first the membrane 7 is placed on the ausreende guide element of the membrane holding member 3 and is brought into abutment with this. Then, the clamping element 5 is fitted onto the guide element and the membrane holding element 3, the membrane 7 and the clamping element 5 is acted upon with a force for generating a tension of the membrane packet with a clamping force X. Subsequently, the membrane pack 1 is fixed by the fastening element in the form of a weld 11.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einem Membranpaket und einer eine Zugstange umfassende Membranrückholeinrichtung, wobei das Membranpaket eine Membran und eine die Membran fixierende Membranhalteeinrichtung umfasst, wobei das Membranpaket und die Zugstange kraftschlüssig mittels einer magnetischen Haftkraft miteinander verbunden sind.

Description

Prozessorientiertes Verspannen eines Membranpakets
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Membranpaket für eine Membranpumpe.
[0002] Membranpumpen besitzen einen Förderraum mit einem Sauganschluss und
einem Druckanschluss sowie einen Arbeitsraum, der durch eine Membran von dem Förderraum getrennt ist. Um ein Medium zu fördern, wird die Membran oszillierend zwischen einer ersten und zweiten Position hin- und her bewegt, in dem der Arbeitsraum mit einem Hydraulikfluid befüllt ist, welches mit einem oszillierenden Druck beaufschlagt wird. Die zwei Positionen der Membran werden dabei meist als Druckhubposition und als Saughubposition bezeichnet.
[0003] Hydraulisch betriebene Membranpumpen kommen bevorzugt bei der Förderung von Förderfluiden unter hohen Drücken zum Einsatz, da durch das Hydraulikfluid eine gleichmäßige Belastung der Membran erfolgt und diese somit eine hohe Lebensdauer aufweist.
[0004] Für den Betrieb von Membranpumpen ist dabei die Qualität der Membran und deren exakte Verarbeitung von höchster Bedeutung. Zur Herstellung der Membran wird dabei zunächst ein Rohling, meist auf PTFE (Polytetrafluorethylen)- Basis bereitgestellt und mit einer zentralen Arretierungsbohrung versehen, die auch als Zentrum bezeichnet wird.
[0005] Wird eine qualitativ hochwertige Membran bereitgestellt, muss diese zur
Einsetzbarkeit in einer Membranpumpe in ein Membranpaket integriert werden. Auch hier ist höchste Präzision notwendig. Dabei wird die Membran üblicherweise zwischen zwei Kernbauteilen des Membrankerns verspannt und mittels eines Führungselements und dem Zentrum zentriert.
[0006] Problematisch dabei ist, dass die PTFE-Lage der Membran einen sich stark von den weiteren Elementen des Membranpakets unterscheidenden
Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist und dabei einer nicht-linearen
Wärmeausdehnung folgt. Der Grund hierfür ist eine Umkristallisation bei etwa 23°C. Zwischen 10°C und 40°C entsteht dadurch bei der PTFE-Lage eine
Volumenzunahme von ca. 6%, welche gerade bei der Verspannung zu Problemen führt. [0007] In der Praxis herrschen zwischen der Montage und dem Betrieb von
Membranpaketen Temperaturunterschiede von bis zu 60°C mit entsprechend starken Volumenänderungen der PTFE-Lagen. Dabei ist zu beachten, dass sich die Kernverspannung nicht linear zu der Volumenänderung ändert, sondern proportional mit einem höheren Faktor von beispielsweise 3 und mehr.
[0008] Für ein solches Verspannen sind im Stand der Technik daher mehrere Verfahren bekannt. Diese basieren darauf, dass die Membranpakete entweder mittels eines Pressverbundes unter sehr hohen Kräften erzeugt werden oder die Verspannung durch ein Verschrauben der beiden Kernbauteile bereitgestellt ist.
[0009] Ein Pressverbund hat den Nachteil, dass die Einstellung und Überprüfung der Verspannung sehr aufwendig ist und zudem weisen solche Membranpakete nur eine begrenzte Druckbeständigkeit auf.
[0010] Die mittels Verschrauben erzeugten Membranpakete weisen ebenfalls Nachteile auf. Um die Verspannung sicherzustellen, muss in der Regel die Schraube bis zu einem Festanschlag angezogen werden. Dabei ist der Verspannvorgang üblicherweise in einer bestimmten Zeit abzuschließen, da die bereitgestellte Schraubensicherung, z.B. ein Klebemittel, aushärtet. Da zudem hohe Kräfte zum Verspannen notwendig sind, ist an den Kernbauteilen meist eine Schlüsselweite zum Angreifen eines Werkzeugs vorgesehen, die später im Dosierraum eine Gefahr für Ablagerungen darstellt.
[0011] Es sind somit zwei Verfahren bekannt, die jeweils insbesondere den Nachteil aufweisen, dass ohne eine Änderung an den zusammenzubauenden und zu verspannenden Membranpaketelementen immer nur ein bestimmtes Maß an Verspannung bereitgestellt werden kann. Zudem ist die Montage selbst aufwendig und wenig flexibel und muss innerhalb einer durch die Montageverfahren
(Pressverbund, Klebemittel) vorgegeben Zeit stattfinden. Aufgrund der
beschriebenen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Membran und Kernbauteilen ist gerade eine Abnahme des PTFE-Volumens der Membran nachteilig, da die Dichtwirkung in der Einspannzone des Kerns reduziert wird. Hierbei kommt erschwerend hinzu, dass wie bereits ausgeführt das Fließverhalten der Membran beim Verpressen nicht direkt beeinflusst werden kann, sondern durch die für die jeweiligen Verfahren vorgegebenen Zeiten bestimmt ist.
[0013] Um einen Ausfall der Membran zu verhindern, muss somit der Kern bei der
Montage immer so fest verspannt werden, dass unter allen Prozessbedingungen ein ausreichendes Maß an Verspannung erhalten bleibt. Dies ist aufwendig und aufgrund der hohen Kräfte die zur Verspannung notwendig sind nicht immer im ausreichenden Maße möglich.
[0014] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, die Nachteile des
Stands der Technik zu überwinden, und insbesondere ein Membranpaket zu liefern, das ohne Variationen an den Bauteilen ein einfaches uns sicheres
Verspannen mit einem einstellbaren Maß der Verspannung für unterschiedliche Prozessbedingungen ermöglicht, wobei der Montageprozess zusätzlich
vereinfacht und zeitlich variabel gestaltet ist.
[0015] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Membranpaket für eine Membranpumpe, umfassend mindestens ein Membranhalteelement mit einem ersten
Verbindungsabschnitt, eine Membran mit mindestens einer Membranlage, und ein Klemmelement mit einem zweiten Verbindungsabschnitt, wobei die Membran abschnittsweise zwischen den Verbindungsabschnitten von Membranhalteelement und Klemmelement angeordnet ist, wobei ein aus dem Membranhalteelement auskragendes Führungselement umfasst ist, und das Klemmelement mit dem Führungselement des Membranhalteelements mittels eines Befestigungsmittels gewindelos verbunden ist, wobei die Membran mit einer Spannkraft X zwischen den Verbindungsabschnitten verspannt ist, und wobei die Spannkraft X nicht durch das Befestigungsmittel eingestellt ist.
[0016] Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass ein Membranpaket dann eine optimale Verspannung der Membran
ermöglicht, wenn das Verspannen der Membran von dem Arretieren des
Membranpakets in der verspannten Stellung getrennt ist.
[0017] Gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt die
Verspannung und Arretierung immer in einem Schritt, sei es in dem bekannten Pressverbund oder in den bekannten Verfahren mit Klemmschrauben. [0018] Die Nachteile dieser Lösungen werden erfindungsgemäß vollständig aufgehoben, vielmehr wird es erstmalig möglich, dass ein Membranpaket und ohne
mechanischer Änderungen an diesem unterschiedliche Maße von Verspannung eingestellt werden.
[0019] Hierfür wird die Membran abschnittsweise mit dem ersten Verbindungsabschnitt des Membranhalteelements in Anlage gebracht, dann wird das Klemmelement unter Krafteinwirkung in abschnittsweise Anlage mit der Membran gebracht und abschließend nach erfolgter Verspannung wird das Klemmelement fest mit dem Führungselement durch das Befestigungsmittel verbunden und fixiert.
[0020] Dafür ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass Klemmelement mit einem
gewindelosen Befestigungsmittel mit dem Membranhalteelement verbunden ist, da durch diese gewindelose Verbindung eine freie Positionierung des
Klemmelements relativ zu dem Membranhalteelement möglich ist.
[0021] Es ist somit, wie ausgeführt, möglich, die von Membranhalteelement und
Klemmelement bereitgestellte Spannkraft X von dem Befestigungsmittel zu entkoppeln, so dass diese nicht durch das Befestigungsmittel eingestellt ist.
[0022] Dabei ist es unerheblich, welches Maß der Verspannung eingestellt ist. Die
Spannkraft X ist frei wählbar. Es kann beispielsweise auch auf externen Hilfsmittel wie hydraulische Pressen zurückgegriffen werden, um besonders hohe
Montagekräfte bereitstellen zu können. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass Verspannung jeweils direkt und ohne Modifikationen an den einzelnen Elementen des Membranpekts auf unterschiedliche Prozessbedinugngen eingestellt werden kann, wobei der besondere Wärmeausdehnungskoeffizient der PTFE-Lagen vollumfänglich berücksichtigt werden kann.
[0023] Des weiteren liegt keine zeitliche Limitierung der Dauer des Verspannvorgangs vor, da keine Aushärtegeschwindigkeit einer Schraubensicherung beachtet werden muss. Der zur Abdichtung erforderliche Fließvorgang der Membran kann somit weiter optimiert werden und bei Bedarf langsam oder mit Pausen
durchgeführt werden. Somit kann die Betriebssicherheit des Membranpakets weiter gesteigert werden. [0024] Auch ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Montage des Membranpakets voll- oder teilautomatisch erfolgt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da menschliche Fehlerquellen wie ein zu starkes oder zu schwachse Anziehen der
Klemmschrauben gemäß dem Stand der Technik vermieden werden. Zusätzlich ist es vorteilhaft, dass das Klemmelement eine möglichst glatte Oberfläche aufweisen kann, so dass im Vergleich zu den bisherigen Klemmschrauben keine Angriffsstellen für eine Ansammlung von Verschmutzungen oder Ablagerungen vorhanden ist.
[0026] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt Vertiefungen umfasst, die insbesondere in Form von konzentrischen Kreisen um den Mittelpunkt des Membranhalteelements und/oder des Klemmelements angeordnet sind.
[0027] Solche Vertiefungen erhöhen der mechanischen Widerstand der Verbindung von Membran und Membranhalteelement bzw. Klemmelement und können zudem der verbesserten Abdichtung dienen.
[0028] Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Membran und das Klemmelement jeweils eine, insbesondere zentrische, Aussparung umfasst, so dass die Membran und das Klemmelement auf das Führungselement aufgesteckt sind und von diesem in zwei Bewegungsachsen geführt sind.
[0029] Eine solche Ausbildung eines Führungselements hat den Vorteil, dass ähnlich wie bei einer Klemmschraube eine Zentrierung von Membran und Klemmelement gegenüber dem Membranhalteelement sichergestellt werden kann.
[0030] Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass das Führungselement einen Aufnahmebund zur zentrischen Aufnahme des Klemmelements ausbildet.
[0031] Durch einen solchen Aufnahmebund kann das Klemmelement genau in die
gewünschte Anlage zu dem Führungselement gebracht werden.
[0032] Des weiteren kann vorgesehen sein, dass das Klemmelement mit dem
Führungselement mittels Schweißen, Kleben, Crimpen und/oder Verstiften verbunden ist. [0033] Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Klemmschrauben ermöglich ein Schweißen, Kleben, Crimpen und/oder Verstiften von
Klemmelement und Führungselement das eine vorgegeben verspannte Position eingehalten wird, ohne dass die Fixierung der beiden Elementen einen Einfluss auf das Maß der Verspannung hat. Das Schweißen, Kleben, Crimpen und/oder Verstiften bildet dabei offensichtlich das erfindungsgemäße Befestigungsmittel aus
[0034] Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, dass das Klemmelement im
verbundenen Zustand mit dem Führungselement des Membranhalteelements eine Nut für eine Schweißnaht ausbildet, wobei die Nut insbesondere auf der der Membran abgewandten Seite des Klemmelements ausgebildet ist..
[0035] Dieses Ausbilden einer Schweißnaht hat sich bei hohen Kräften als vortielhaft erwiesen, da dadurch eine stabile und sicher Verbindung zwischen Klemmelement und Führungselement erreicht ist.
[0036] Auch kann es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
vorteilhaft sein, dass die feste Verbindung von Führungselement und
Klemmelement ausschließlich in einem Bereich beabstandet um mindestens die Dicke der Membran im fixierten Zustand von dem Verbindungabschnitt zum führungselementseitigen Ende des Membranhalteelements erfolgt.
[0037] Unabhängig von der Beabstandung um die Dicke der Membran in fixierten
Zustand unterscheidet sich das feste Verbinden von Klemmelement und
Führungselement im Rahmen der vorliegenden Erfindung von dem Stand der Technik dadurch, dass die Verbindung immer auf im Bereich des Klemmelements angeordnet an dem Führungselement erfolgt und nicht im Bereich des
Membranhalteelements, wie es bei einer in dieses eingeschraubte
Klemmschraube der Fall wäre.
[0038] Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, dass eine Verbindung auf dem dem zweiten Verbindungsabschnitt gegenüberliegenden Ende zwischen dem Klemmelement und dem Führungselement erfolgt, da dort besonders einfach und zuverlässig eine Schweißnaht erzeugt werden kann. Im Falle eines Crimpes, Klebens oder von Stiften zum Herstellen der Verbindung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn diese zumindest um die Membrandicke im komprimierten Zustand beanstandet von dem zweiten Verbindungsbereich angordnet sind, so dass die Membran nicht in Berührung mit den Verbindungselementen kommt.
[0039] Auch liefert die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Membranpakets, insbesondere eines erfindungsgemäßen Membranpakets, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in dieser Reihenfolge:
a) Bereitstellen eines Membranhalteelements mit einem ersten
Verbindungsabschnitt und einem aus dem ersten Verbindungsabschnitt auskragenden Führungselement;
b) Bereitstellen einer Membran mit mindestens einer Membranlage und mit einer zu dem Führungselement korrespondierenden Aussparung;
c) Aufstecken der Membran auf das Führungselement und abschnittsweises in Anlage bringen der Membran an den ersten Verbindungsabschnitt;
d) Bereitstellen eines Klemmelements mit einer zu dem Führungselement korrespondierenden Aussparung und Aufstecken des Klemmelements auf das Führungselement und anschließendes in Anlage bringen an die Membran;
e) Beaufschlagen des Membranhalteelements, der Membran und des
Klemmelements mit einer Kraft zum Erzeugen einer Verspannung des
Membranpakets mit einer Spannkraft X; und
f) anschließendes Fixierens von Membranhalteelement, Membran und
Klemmelement durch festes Verbinden des Klemmelements mit dem
Führungselement im verspannten Zustand.
[0040] Auch an dem erfindungsgemäße Verfahren wird deutlich, dass der Erfindung die Trennung von Verspannung und Fixierung zugrunde liegt.
[0041] Dabei kann vorgesehen sein, dass die in Schritt e) bereitgestellt Kraft und daraus resultierende Verspannung der Membran an die gewünschten
Prozessbedingungen des Einsatzes der Membran angepasst wird.
[0042] Schließlich liefert die Erfindung eine Verwendung eines erfindungsgemäßen
Membranpakets in einer Membranpumpe, wobei die Verspannung des
Membranpakets durch die Prozessbedingungen der Membranpumpe vorbestimmt ist. [0043] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von
schematischen Zeichnungen beispielhaft erläutert wird, ohne dadurch die
Erfindung zu beschränken.
[0044] Dabei zeigt:
Fig. 1 : einen perspektiver Ansicht einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Membranpakets im nicht
zusammengebauten Zustand;
Fig. 2: einen perspektiver Ansicht der Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Membranpakets mit auf dem
Membranhalteelement angeordneter Membran; und
Fig. 3: einen perspektiver Ansicht der Ausführungsform aus den
Figuren 1 und 2 eines erfindungsgemäßen Membranpakets im zusammengebauten Zustand.
[0045] In Figur 1 ist beispielhaft eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Membranpakets 1 für eine nicht gezeigte Membranpumpe gezeigt. Dabei sind in Figur 1 die einzelnen Komponenten des Membranpakets 1 im noch nicht zusammengebauten Zustand gezeigt. Die Figuren 2 und 3 zeigen die
nachfolgenden Montageschritte.
[0046] Das Membranpaket 1 umfasst ein Membranhalteelement 3 mit einem ersten
Verbindungsabschnitt sowie ein Klemmelement 5. Zwischen dem
Membranhalteelement 3 und dem Klemmelement 5 ist eine dreilagige Membran 7 angeordnet.
[0047] Das Membranhalteelement 3 umfasst dabei ein auskragendes Führungselement, so dass die Membran 7 und das Klemmelement 5 auf das Führungselement aufgesteckt werden können und von diesem in zwei Bewegungsachsen geführt sind.
[0048] Dabei ist gut ersichtlich, dass in diesem Ausführungsbeispiel das
Führungselement einen Aufnahmebund zur zentrischen Aufnahme des
Klemmelements ausbildet. [0049] Auch ist erkennbar, dass der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt Vertiefungen umfasst, die in Form von konzentrischen Kreisen 9 um den
Mittelpunkt des Membranhalteelements 3 und des Klemmelements 5 angeordnet sind.
[0050] Diese Vertiefungen erhöhen der mechanischen Widerstand der Verbindung von Membran 7 und Membranhalteelement 3 bzw. Klemmelement 5 und können zudem der verbesserten Abdichtung dienen.
[0051] Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Klemmelement 5 mit dem
Führungselement des Membranhalteelements 3 mittels Schweißen verbunden ist, so dass eine Schweißnaht 11 das Befestigungsmittel ausbildet.
[0052] Die Schweißnaht bildet dabei eine gewindelose Verbindung zwischen dem
Membranhalteelement 3 und dem Klemmelement 5 aus. Dabei ist gut sichtbar, dass das Klemmelement 5 im verbundenen Zustand mit dem Führungselement des Membranhalteelements 3 eine Nut für die Schweißnaht ausbildet, wobei die Nut auf der der Membran 7abgewandten Seite des Klemmelements 5 ausgebildet ist.
[0053] Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 wird somit deutlich, dass zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Membranpakets 1 zunächst die Membran 7 auf das auskrankende Führungselement des Membranhalteelements 3 aufgesetzt wird und mit diesem in Anlage gebracht wird. Dann wird das Klemmelement 5 auf das Führungselement aufgesteckt und das Membranhalteelement 3, die Membran 7 und das Klemmelement 5 wird mit einer Kraft zum Erzeugen einer Verspannung des Membranpakets mit einer Spannkraft X beaufschlagt. Anschließended wird das Membranpaket 1 durch das Befestigungselement in Form einer Schweißnaht 11 fixiert.
[0054] Es ist somit eindeutig gezeigt, dass das Verspannen der Membran 7 vom dem
Arretieren des Membranpakets 1 in der verspannten Stellung getrennt ist, so dass beliebige Spannkräfte X einstellbar sind, ohne dass Änderungen an dem Aufbau des Membranpakets 1 vorgenommen werden müssen. [0055] Die in der voranstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den
Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. Membranpaket für eine Membranpumpe, umfassend mindestens ein
Membranhalteelement mit einem ersten Verbindungsabschnitt, eine Membran mit mindestens einer Membranlage, und ein Klemmelement mit einem zweiten Verbindungsabschnitt, wobei die Membran abschnittsweise zwischen den
Verbindungsabschnitten von Membranhalteelement und Klemmelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
ein aus dem Membranhalteelement auskragendes Führungselement umfasst ist, und das Klemmelement mit dem Führungselement des Membranhalteelements mittels eines Befestigungsmittels gewindelos verbunden ist, wobei die Membran mit einer Spannkraft X zwischen den Verbindungsabschnitten verspannt ist, und wobei die Spannkraft X nicht durch das Befestigungsmittel eingestellt ist.
2. Membranpaket nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt Vertiefungen umfasst, die insbesondere in Form von konzentrischen Kreisen um den Mittelpunkt des Membranhalteelements und/oder des Klemmelements angeordnet sind.
3. Membranpaket nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Membranlage der Membran aus einem Polytetrafluorethylen- basierten Werkstoff hergestellt ist.
4. Membranpaket nach einem der vorangeheden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
die Membran und das Klemmelement jeweils eine, insbesondere zentrische, Aussparung umfasst, so dass die Membran und das Klemmelement auf das Führungselement aufgesteckt sind und von diesem in zwei Bewegungsachsen geführt sind.
5. Membranpaket nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Führungselement einen Aufnahmebund zur zentrischen Aufnahme des Klemmelements ausbildet.
6. Membranpaket nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Klemmelement mit dem Führungselement mittels Schweißen, Kleben, Crimpen und/oder Verstiften verbunden ist.
7. Membranpaket nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Klemmelement im verbundenen Zustand mit dem Führungselement des Membranhalteelements eine Nut für eine Schweißnaht ausbildet, wobei die Nut insbesondere auf der der Membran abgewandten Seite des Klemmelements ausgebildet ist.
8. Membranpaket nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
die feste Verbindung von Führungselement und Klemmelement ausschließlich in einem Bereich beabstandet um mindestens die Dicke der Membran im fixierten Zustand von dem Verbindungabschnitt zum führungselementseitigen Ende des Membranhalteelements erfolgt.
9. Verfahren zum Herstellen eines Membranpakets, insbesondere eines
Membranpakets nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in dieser Reihenfolge:
a) Bereitstellen eines Membranhalteelements mit einem ersten
Verbindungsabschnitt und einem aus dem ersten Verbindungsabschnitt auskragenden Führungselement;
b) Bereitstellen einer Membran mit mindestens einer Membranlage und mit einer zu dem Führungselement korrespondierenden Aussparung;
c) Aufstecken der Membran auf das Führungselement und abschnittsweises in Anlage bringen der Membran an den ersten Verbindungsabschnitt;
d) Bereitstellen eines Klemmelements mit einer zu dem Führungselement korrespondierenden Aussparung und Aufstecken des Klemmelements auf das Führungselement und anschließendes in Anlage bringen an die Membran;
e) Beaufschlagen des Membranhalteelements, der Membran und des
Klemmelements mit einer Kraft zum Erzeugen einer Verspannung des
Membranpakets mit einer Spannkraft X; und
f) anschließendes Fixierens von Membranhalteelement, Membran und
Klemmelement durch festes Verbinden des Klemmelements mit dem
Führungselement im verspannten Zustand.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt e) bereitgestellt Kraft und daraus resultierende Verspannung der Membran an die gewünschten Prozessbedingungen des Einsatzes der Membran angepasst wird.
11. Verwendung eines Membranpakets nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Membranpumpe, wobei die Verspannung des Membranpakets durch die
Prozessbedingungen der Membranpumpe vorbestimmt ist.
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