Torrichtung mit einer eine bewegliche Trennwand bildenden Nembran zum Fördern eines 1VLediums bezw. zum Bewegen eines Organes. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung mit einer eine bewegliche Trenn wand bildenden Membran zum Fördern eines Mediums bezw. zum Bewegen eines Organes. Der Erfindungsgegenstand kann zum Bei spiel als Membranpumpe für Kältemaschinen ausgebildet sein.
Die Vorteile der Membranpumpen gegen über Kolbenpumpen, insbesondere für Kälte maschinen, sind bekannt. Bei Ersatz des Kolbens durch eine Membran ist eine Schmie- rung des Arbeitsraumes durch 01 nicht mehr erforderlich, so dass das Mitreissen von<B>01</B> durch das Kältemittel vermieden ist. Der Nachteil der bekannten Membranpumpen ist ihre geringe Lebensdauer bezw. die Notwen digkeit, die Membran nach verhältnismässig kurzer Betriebsdauer auswechseln zu müssen.
Das ist aber gerade für Kältemaschinen, ins besondere für Haushaltskältemaschinen, un erwünscht, da hier das Auswechseln der Membran mit einem längeren Betriebsausfall der Kältemaschine verbunden ist. Um die Lebensdauer der Membran bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung heraufzu setzen, besteht die Membran erfindungs gemäss aus mehreren übereinanderliegenden Stahlblechen, deren Dicke zum Beispiel zwi schen 0,08 und 0,2 mm liegen kann. Die Membran kann zum Beispiel so geformt sein, dass sie bei ihrer Bewegung fast aus schliesslich auf Zug beansprucht ist.
Zu die sem Zwecke kann der Membran eine solche Form gegeben werden, dass sich die Krüm- mungsradien der einzelnen Membranteile bei der Durchbiegung der Membran in ihrem Richtungssinne nicht und in ihrer Grösse nur unwesentlich ändern.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei welcher die Membran zusammen mit einer festen Begren zung einen Arbeitsraum begrenzt, besitzt die kreisförmige, an ihrem Umfang eingespannte Membran die Form eines Rotationskörpers mit S-förmiger Erzeugender.
Die feste Be grenzung des Arbeitsraumes ist in diesem Falle gleichfalls als .Rotationskörper mit S-förmiger Erzeugender ausgebildet, wobei die Krümmungsradien der festen Begrenzung in der Nähe der Mitte kleiner und am Um fang grösser sind als die entsprechenden Krümmungsradien der Membran. Zweck mässig wird in diesem Falle die feste Be grenzung des Arbeitsraumes durch einen schalenartigen Deckel gebildet.
Bei der betriebsgemässen Bewegung der Membran wird diese nicht nur in ihren Radialrichtungen gedehnt, sondern auch in der Umfangsrichtung. Von den Dehnungen in der Umfangsrichtung kann man bei einer als Membranpumpe ausgebildeten Ausfüh rungsform die Membran entlasten, wenn die Membran in der dem grössten Arbeitsraum entsprechenden Endstellung gefaltet ist und nur in der dem kleinsten Arbeitsraum ent sprechenden Endstellung einen Rotationskör per bildet. Zweckmässig sind bei dieser Aus führungsform zur Aufnahme der Falten in der Membran im Stützkörper und gegebenen falls auch im Kreuzkopf radial verlaufende Nuten angebracht.
Es wird dabei in der Umfangsrichtung ebenso wie in der Radial richtung die Dehnung der Membran gemil dert durch eine sehr geringe Biegung, die der Werkstoff noch leicht aushalten kann.
Durch die Ausbildung der Ausführungs form in der zuvor angegebenen Weise kann eine bedeutende Verlängerung der Lebens dauer derselben bezw. der Membran erreicht werden, so dass derartige Pumpen auch dort. Verwendung finden können, wo ein Aus wechseln der Membran Schwierigkeiten be reitet.
Die Vorrichtung könnte auch bei Gas flaschen zum Steuern der Druckminder- v entile verwendet werden.
Ein als Membranpumpe ausgebildetes Ausführungsbeispiel der Erfindung und eine Variante sind im folgenden beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau der Pumpe im Schnitt. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Ausführung des Stützkörpers und des Kreuzkopfendes mit gefalteter Membran und radialen Rippen im Stützkörper, wobei die Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 111-III der Fig. 2 darstellt.
Die Membranpumpe besteht aus einem topfartigen Gehäuse 1, das die Antriebs teile der Pumpe aufnimmt. Das Gehäuse ist teilweise mit<B>01</B> gefüllt und an den Lager stellen der Antriebswelle öldicht geschlossen.
Den obern Abschluss des Gehäuses und zugleich des Arbeitsraumes der Pumpe bildet ein Deckel 2. Der Deckel 2 ist am Gehäuse teil 1 fest verschraubt unter Einschaltung eines am ruhenden Gehäuse 1 befestigten ringförmigen Stützkörpers 3 und der Mem bran 4. Die Form des Deckels 2 sowie des Stützkörpers 3 ist der Membran 4 angepasst. In Fig. 1 befindet sich. letztere in der untern Endlage. Die Membran 4, die aus einer grö sseren Anzahl, zum Beispiel bis zu zehn, sehr dünner untereinanderliegender Stahl bleche besteht, besitzt die Form eines Rota tionskörpers mit S-förmiger Erzeugender.
Die Membrane ist im mittleren Teil an genähert kugelförmig und an diesem Teil schliesst sich eine Krempe von solcher Form an, dass der Radialschnitt der Membran Wel lenform hat, wobei die Ausdehnung der Membran in axialer Richtung 1/1o bis 1/= des freien 3Iembrandurchmessers beträgt.
Die Bleche sind in der Mitte gelocht und durch eine Schraube 5 mit einem Kreuzkopf 23, das heisst mit einem axial beweglichen Glied, fest verbunden. Die Befestigungs fläche des Kreuzkopfes ist ebenfalls der Formgebung der Membran an-, asst. Der Kreuzkopf ist in einer Führung gelagert, die starr mit dem Stützkörper 3 verbunden ist.
Die Membran weist zwei Krümmungen mit entgegengesetzt gerichteten und verschie den grossen Krümmungsradien auf entspre chend der S-förmigen Erzeugenden. In ähn licher Weise ist der Deckel 2 gestaltet, wobei aber die Krümmungsradien der Flächenteile in der Nähe der Mitte kleiner und die Krüm- mungsradien der Flächenteile am äussern Umfang grösser sind als die entsprechenden Krümmungsradien der Membran 4; Deckel 2 und Membran 4 haben hierbei die Form einer einfachen Schale.
In Fig. 1 der Zeichnung nimmt die Mem bran ihre untere Endlage ein. Der Arbeits raum wird hierbei durch einen Rotations körper gebildet, der durch die Membran und die Fläche des Deckels 2 begrenzt ist. Diese der Membran gegenüberliegende Fläche hat eine solche Form, dass sich die Membran nach vollendeter Aufwärtsbewegung, also in der äussern Endlage, vollständig an die Innen- fläche des Deckels 2 anlegt. Hierbei ist eine Formänderung der Membran, die zu Bie- gungsbeanspruchungen Anlass geben könnte, praktisch vermieden. Die Membran wird praktisch ausschliesslich auf Zug beansprucht.
Die der Membran zugekehrte Fläche des Teils 23 und der Teil 3 sind so beschaffen, dass sie die Membran in der untern Endlage vollständig abstützen.
Die Ausrüstung des Arbeitsraumes wird vervollständigt durch das .Ansaugventil 7 und das Druckventil 6 bekannter Ausfüh rung.
Die Antriebswelle ist mit 14 bezeichnet. Zu ihrer Lagerung dienen die beiden Kugel lager 19, 20. Die Lageröffnungen sind durch Scheiben 17, 18 abgeschlossen. An der Durch trittsstelle verhindert ein Druckring 15a in Verbindung mit einer Dichtung 30 das Aus treten von Öl. Die Welle ist als Exzenter- welle ausgebildet. Das Exzenter 1.1 ist auf der Länge über ein Kugellager 21 gelagert, wobei ein Druckring 15a das Lager auf der Welle festhält. Zur Befestigung des Exzen ters 11 dient eine Scheibe 12, die mit Schrau ben 13 am Exzenter befestigt ist.
Das in dem Exzenter 12 eingesetzte Pleuel 9 ist mit diesem durch eine Schraube 10 verbunden. Das Pleuel 9 ist am Kreuzkopf 23 drehbar gelagert. Zu diesem Zwecke ist der Kopf 8 des Pleuels kugelartig ausgebildet. Zur Be- festigung des Kopfes im Kreuzkopf dient ein Druckring 22.
Sämtliche Lagerstellen werden mit dem im untern Teil des Gehäuses befindlichen<B>01</B> geschmiert. Hierfür dient die mit 16 bezeich nete Ölschleuder. In der Fig. 2 ist gezeigt, wie sich die einzelnen Teile der mit 40 bezeichneten Mem bran in der Umfangsrichtung dehnen müssen.
Trägt man auf der Innenseite des Deckels 22 und auf der Membran gleiche Strecken ab und zieht von diesen Punkten gleicher Ab stände senkrechte Linien bis zu der Membran 40 in ihrer Lage am Stützkörper 41, so zeigt sich, dass eine entsprechende Einteilung der Membran in gleiche Strecken Punkte er gibt, die nicht genau senkrecht unter den Teilpunkten am Deckel liegen. -Die einzelnen Durchmesser der Membran müssen sich dem nach beim Arbeiten um die Differenz c, b oder a erweitern, das heisst die Membran muss sich in der Umfangsrichtung dehnen.
Um ihr dies zu erleichtern, ist die Membran 40 in der dem grössten Arbeitsraum entspre chenden Endstellung gefaltet, und es sind radiale Rippen 42 im Stützkörper 41 an gebracht, die zwischen sich radial verlau fende Nuten bilden, die so tief sind, dass sich die Membran an den Stützkörper anlegen kann. Dies ist in der linken Hälfte der Fig. 3 durch Einzeichnung der gestrichelten Wellen linien entsprechenden Durchmesserdifferen zen c, b und a der Fig. 2 angedeutet.
Ebenso kann der Stützkörper 41 verkürzt und das die Membran berührende Ende des Kreuz kopfes 23, zum Zwecke der Faltenregelung während des Arbeitshubes, gewellt sein, das heisst radial verlaufende Nuten aufweisen.
Membranen der angegebenen Art sind mit Vorteil auch für Luftpumpen zum Aufpum pen der Schläuche von Kraftfahrzeugen ver wendbar. Der besondere Vorteil der Verwen dung von Membranpumpen beruht hierbei ebenfalls darin, dass kein 01 in die Schläuche gelangt. Bekanntlich führen auch geringe Ölmengen zur Zerstörung der Schläuche.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für die Vorrichtung gemäss der Erfindung sind die Druckminderventile, wie man sie an Sauer stoff- und Gasflaschen, zum Beispiel für den Betrieb von Schweissgeräten, verwendet. Hier war es bisher üblich, Gummimembranen zu verwenden, deren Lebensdauer aber gering ist.
Door direction with a membrane forming a movable partition wall for conveying a 1V medium respectively. for moving an organ. The invention relates to a device BEZW with a movable partition wall forming a membrane for conveying a medium. for moving an organ. The subject matter of the invention can, for example, be designed as a diaphragm pump for refrigeration machines.
The advantages of diaphragm pumps over piston pumps, especially for refrigeration machines, are known. If the piston is replaced by a diaphragm, the working space must no longer be lubricated with 01, so that <B> 01 </B> is prevented from being carried along by the refrigerant. The disadvantage of the known diaphragm pumps is their short service life BEZW. the need to replace the membrane after a relatively short period of operation.
However, this is particularly undesirable for refrigeration machines, in particular for household refrigeration machines, since here the replacement of the membrane is associated with a longer operating failure of the refrigeration machine. In order to increase the service life of the membrane in the device according to the invention, the membrane consists of several superimposed steel sheets, the thickness of which can be between 0.08 and 0.2 mm, for example. The membrane can, for example, be shaped in such a way that it is almost exclusively subject to tension when it moves.
For this purpose, the membrane can be given a shape such that the radii of curvature of the individual membrane parts do not change in their direction and only insignificantly in their size when the membrane is bent.
According to a preferred embodiment of the subject matter of the invention, in which the membrane delimits a working space together with a fixed limiter, the circular membrane clamped at its periphery has the shape of a body of revolution with an S-shaped generator.
The fixed delimitation of the working area is in this case also designed as a rotary body with an S-shaped generator, the radii of curvature of the fixed boundary near the center being smaller and larger at the beginning than the corresponding radii of curvature of the membrane. Appropriately in this case, the firm delimitation of the work area is formed by a bowl-like cover.
During the normal movement of the membrane, it is stretched not only in its radial directions, but also in the circumferential direction. From the expansions in the circumferential direction you can relieve the membrane in a designed as a diaphragm pump Ausfüh approximately form when the membrane is folded in the end position corresponding to the largest work space and only in the end position corresponding to the smallest work space forms a Rotationskör by. In this embodiment, radially extending grooves are expediently attached to accommodate the folds in the membrane in the support body and, if appropriate, also in the cross head.
It is in the circumferential direction as well as in the radial direction, the expansion of the membrane mitigated by a very slight bend, which the material can easily withstand.
By training the execution form in the manner indicated above, a significant extension of the life of the same can BEZW. the membrane can be achieved, so that such pumps there too. Can be used where a change from the membrane causes difficulties.
The device could also be used with gas cylinders to control the pressure reducing valves.
An embodiment of the invention designed as a diaphragm pump and a variant are described below.
Fig. 1 shows the overall structure of the pump in section. 2 and 3 show the design of the support body and the cross-head end with a folded membrane and radial ribs in the support body, FIG. 3 being a section along line III-III in FIG.
The diaphragm pump consists of a pot-like housing 1, which receives the drive parts of the pump. The housing is partially filled with <B> 01 </B> and closed oil-tight at the bearings on the drive shaft.
The upper end of the housing and at the same time the working space of the pump forms a cover 2. The cover 2 is firmly screwed to the housing part 1 with the inclusion of an annular support body 3 attached to the stationary housing 1 and the mem brane 4. The shape of the cover 2 and the Support body 3 is adapted to membrane 4. In Fig. 1 is. the latter in the lower end position. The membrane 4, which consists of a larger number, for example up to ten, very thin steel sheets lying one below the other, has the shape of a body of rotation with an S-shaped generator.
The membrane is approximately spherical in the middle part and this part is adjoined by a rim of such a shape that the radial section of the membrane has a wave shape, the expansion of the membrane in the axial direction being 1/10 to 1 / = the free 3 membrane diameter .
The metal sheets are perforated in the middle and firmly connected by a screw 5 to a cross head 23, that is to say to an axially movable member. The mounting surface of the cross head is also adapted to the shape of the membrane. The cross head is mounted in a guide that is rigidly connected to the support body 3.
The membrane has two curvatures with oppositely directed and different large radii of curvature corresponding to the S-shaped generatrix. The cover 2 is designed in a similar way, but the radii of curvature of the surface parts in the vicinity of the center are smaller and the radii of curvature of the surface parts on the outer circumference are larger than the corresponding radii of curvature of the membrane 4; Lid 2 and membrane 4 have the shape of a simple bowl.
In Fig. 1 of the drawing, the mem brane takes its lower end position. The working space is formed by a rotational body that is delimited by the membrane and the surface of the cover 2. This surface opposite the membrane has such a shape that the membrane rests completely on the inner surface of the cover 2 after the upward movement has been completed, that is to say in the outer end position. A change in shape of the membrane, which could give rise to bending loads, is practically avoided. The membrane is practically only subjected to tension.
The surface of part 23 facing the membrane and part 3 are designed so that they completely support the membrane in the lower end position.
The equipment of the working area is completed by the suction valve 7 and the pressure valve 6 of known execution.
The drive shaft is denoted by 14. The two ball bearings 19, 20 are used to support them. The bearing openings are closed by disks 17, 18. At the point of passage, a pressure ring 15a in conjunction with a seal 30 prevents oil from occurring. The shaft is designed as an eccentric shaft. The eccentric 1.1 is supported along its length via a ball bearing 21, with a pressure ring 15a holding the bearing on the shaft. To attach the Exzen age 11 is a disc 12, which is fastened with screws ben 13 on the eccentric.
The connecting rod 9 inserted in the eccentric 12 is connected to it by a screw 10. The connecting rod 9 is rotatably mounted on the cross head 23. For this purpose, the head 8 of the connecting rod is spherical. A pressure ring 22 is used to fasten the head in the cross head.
All bearings are lubricated with the <B> 01 </B> located in the lower part of the housing. The oil extractor designated 16 is used for this. In Fig. 2 it is shown how the individual parts of the membrane designated 40 must stretch in the circumferential direction.
If you wear the same distances on the inside of the cover 22 and on the membrane and draw vertical lines from these points of the same distance up to the membrane 40 in its position on the support body 41, it is shown that a corresponding division of the membrane into equal distances He gives points that are not exactly perpendicular under the partial points on the cover. -The individual diameters of the membrane must then expand by the difference c, b or a when working, i.e. the membrane must expand in the circumferential direction.
To make this easier for her, the membrane 40 is folded in the corresponding end position corresponding to the largest working space, and radial ribs 42 are placed in the support body 41, which form radially extending grooves between them that are so deep that the membrane can apply to the support body. This is indicated in the left half of FIG. 3 by drawing in the dashed wave lines corresponding diameter differences c, b and a of FIG.
Likewise, the support body 41 can be shortened and the end of the crosshead 23 touching the membrane can be corrugated for the purpose of regulating the folds during the working stroke, that is to say can have radially extending grooves.
Diaphragms of the specified type can also be used with advantage for air pumps for inflating the hoses of motor vehicles. The particular advantage of using diaphragm pumps is that no oil gets into the hoses. It is known that even small amounts of oil can destroy the hoses.
Another area of application for the device according to the invention are the pressure reducing valves, as they are used on oxygen and gas bottles, for example for the operation of welding equipment. Up to now it has been customary to use rubber membranes, but their service life is short.