DE102017107073A1 - Membranpumpe mit Schalldämpfer - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit Schalldämpfer, die aufweist: ein Pumpengehäuse (2), in dem durch eine elastische Pumpmembran (10) und eine dieser zugewandten Ventilplatte (4) mehrere Pumpkammern (12) definiert sind, wobei jede Pumpkammer mit einem mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung stehenden Einlass-Einwegventil, um bei Unterdruck in der Pumpkammer Luft in diese nachfließen zu lassen, und wenigstens einem Auslass-Einwegventil in Verbindung steht, um bei Überdruck in der Pumpkammer daraus Luft in einen Auslasskanal zu fördern, einen auf der von der Membran abgewandten Seite über der Ventilplatte liegenden, das Ventilgehäuse abschließenden Deckel (20) mit einem mit dem Auslasskanal in Verbindung stehenden Auslassstutzen (22), und eine durch einen Antrieb zu einer Taumelbewegung antreibbare und auf die Pumpmembran auf der von der Ventilplatte abgewandten Seite einwirkende Taumelscheibe (30), um die Pumpkammern sukzessive zu komprimieren und wieder expandieren zu lassen, wobei der Schalldämpfer im Fließweg des geförderten Luftstroms der Membranpumpe liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer in das Pumpengehäuse integriert ist, indem das Pumpengehäuse im Bereich zwischen der Ventilplatte und dem Deckel mit einem das Pumpengehäuse (2) verlängernden Schalldämpfergehäuse (40) versehen ist, dessen der Ventilplatte (4) zugewandtes Ende zur Abdeckung der Ventilplatte und zur Bildung des Auslasskanals (42) ausgestaltet ist und dessen Inneres als Schalldämpfungsvolumen (44) ausgestaltet ist, das an dem der Ventilplatte gegenüberliegenden Ende von dem Deckel (20) abgedeckt ist, dessen Ausgabestutzen (22) den Ausgang des Schalldämpfungsvolumens bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit Schalldämpfer, wobei die Membranpumpe aufweist: ein Pumpengehäuse, in dem durch eine elastische Pumpmembran und eine dieser zugewandten Ventilplatte mehrere Pumpkammern definiert sind, wobei jede Pumpkammer mit wenigstens einem mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung stehenden Einlass-Einwegventil der Ventilplatte, um bei Unterdruck in der Pumpkammer Luft in diese nachfließen zu lassen, und wenigstens einem Auslass-Einwegventil der Ventilplatte in Verbindung steht, um bei Überdruck in der Pumpkammer daraus Luft in einen Auslasskanal zu fördern, einen über der Ventilplatte liegenden, das Ventilgehäuse abschließenden Deckel mit einem mit dem Auslasskanal in Verbindung stehenden Auslassstutzen, und eine durch einen Antrieb zur Drehung antreibbare und auf die Pumpmembran auf der von der Ventilplatte abgewandten Seite einwirkende Taumelscheibe, durch die die Pumpmembran in eine oszillierende Bewegung versetzbar ist, um die Pumpkammern sukzessive zu komprimieren und wieder expandieren zu lassen, wobei der Schalldämpfer im Fließweg des geförderten Luftstroms liegt.
  • Eine derartige Membranpumpe ist aus DE 10 2015 105 304 A1 bekannt. Die darin beschriebene Membranpumpe ist wie die Membranpumpen der vorliegenden Erfindung für die Anwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen, in denen die Pumpen als Druckluftquellen zum Einstellen von Kissen und Formelementen in Kraftfahrzeugsitzen oder zum pneumatischen Betrieb von Massagevorrichtungen in Kraftfahrzeugsitzen verwendet werden. In einem Pumpengehäuse ist eine elastische Pumpmembran angeordnet, die über den Querschnitt im Inneren des Gehäuses ausgedehnt ist und an der mehrere becherförmige Pumpvolumina ausgebildet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier becherförmige Pumpvolumina vorhanden, die um 90° versetzt zueinander um einen zentralen Bereich der Membran angeordnet sind.
  • Mit der oberen Seite, in der die Öffnungen der Pumpvolumina liegen, liegt die Pumpmembran an einer Ventilplatte an und ist daran abgedichtet. Die Ventilplatte wiederum umfasst eine Ventilhalteplatte und eine darin liegende Ventilelementplatte, die zusammen für jedes Pumpvolumen ein mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung stehendes Einlass-Einwegventil, um bei Unterdruck in dem Pumpvolumen Luft in dieses nachströmen zu lassen, und ein Auslass-Einwegventil bereitstellen, um bei Überdruck in dem Pumpvolumen Luft daraus in einen Auslasskanal zu fördern. Die Pumpvolumina bilden zusammen mit der Ventilplatte die Pumpkammern. Über der Ventilplatte wird das Pumpengehäuse durch einen Deckel abgedeckt, der einen Auslassstutzen aufweist, der in Verbindung mit dem Auslasskanal der Ventilplatte steht. Auf der von der Ventilplatte abgewandten Seite der Pumpvolumina der Pumpmembran ist eine Taumelscheibe gelagert, die mit einem Antrieb in Form eines Motors verbunden ist. Die Taumelscheibe ist mit ihrer Drehachse exzentrisch und schräg gelagert, so dass sie bei Drehung durch den Antrieb in eine taumelnde Bewegung versetzt wird. Die Taumelscheibe liegt mit ihrer Stirnseite an der von der Ventilplatte abgewandten Seite der Pumpvolumina der Pumpmembran an. Durch die Bewegung der Taumelscheibe bei Betrieb des Antriebs werden die becherförmigen Pumpvolumina sukzessive komprimiert, so dass Luft aus der jeweils komprimierten Pumpenkammer durch das Auslass-Einwegventil in den Auslasskanal gedrückt wird. Nach Ende der Kompression der Pumpenkammer und der Weiterbewegung der Taumelscheibe kehrt die komprimierte Pumpenkammer elastisch in ihre ursprüngliche Form zurück, wobei durch den dadurch in der Pumpenkammer entstehenden Unterdruck Luft durch das zugehörige Einlass-Einwegventil in die Pumpenkammer angesogen wird.
  • Für die aus DE 10 2015 105 304 A1 bekannte Membranpumpe ist darin kein Schalldämpfer beschrieben. Es ist jedoch für solche Membranpumpen in der Kraftfahrzeugtechnik bekannt, dass in der mit dem Auslassstutzen der Membranpumpe verbundenen Schlauchleitung auf Abstand zu der Membranpumpe einen Schalldämpfer vorgesehen ist. Ein solcher Schalldämpfer soll Geräusche, die durch den Betrieb der Pumpe und die Luftströmungen entstehen, unterdrücken. Der Schalldämpfer weist typischerweise ein topf- oder becherförmiges Gehäuse auf, in das die Schlauchleitung an einer Stirnseite einmündet und das beispielsweise an der gegenüberliegenden Stirnseite einen Auslassanschluss hat, an dem sich die angeschlossene Schlauchleitung fortsetzt. Der Innendurchmesser des Schalldämpfergehäuses ist deutlich größer als der Innendurchmesser der angeschlossenen Schlauchleitung. Durch die durch den Schalldämpfer verursachten Querschnittssprünge im Strömungskanal wird eine Schalldämpfung bewirkt. Dabei kann das innere des Schalldämpfergehäuses ein Hohlraum sein, so dass die Schalldämpfung allein durch Querschnittssprünge bewirkt wird, oder kann mit schallabsorbierenden Materialien gefüllt sein. Die einmündende Schlauchleitung und/oder der Auslassanschluss können auch durch sie fortsetzend Leitungen in das Innere des Schalldämpfungsvolumens hineinragen, sodass die Querschnittssprünge dann an den Enden dieser Leitungen im Inneren des Schalldämpfungsvolumens auftreten.
  • Eine Membranpumpe mit einem passiven Schalldämpfer in einer Ausgangsschlauchleitung ist in DE 102 05 303 A1 beschrieben. Die dort beschriebene Membranpumpe dient zum Zuführen von Druckluft zu einem Vernebler. In der Schlauchleitung zwischen der Membranpumpe und dem Vernebler ein im Wesentlichen zylindrischer Hohlkörper als Schalldämpfer angeordnet.
  • Die Wirkungsweise und Eigenschaften von Schalldämpfern ist in dem Kapitel „Passive Silencers“ von M.L. Munjal et al., Noise and Vibration Control Engineering: Principles and Applications, second edition, John Wiley and Sons, Inc., 2006, beschrieben. Die Frequenzcharakteristik des Schalldämpfers, d.h. der Transmissionsverlust durch den Schalldämpfer als Funktion der Frequenz, hängt dabei unter anderem von dem Verhältnis des Innendurchmessers am Eingang des Schalldämpfers zum Innendurchmesser des Schalldämpfungsvolumen und vom Verhältnis des Innendurchmessers der Schlauchleitung hinter dem Schalldämpfer zum Durchmesser des Schalldämpfungsvolumens im Schalldämpfer ab, d.h. von den Querschnittssprüngen. Zu den Zusammenhängen von Schaldämpfung als Funktion der Frequenz in Abhängigkeit von Abmessungen und Formgebung des Schalldämpfers wird auf das oben zitierte Buch verwiesen.
  • Die Anordnung des Schalldämpfers in der Schlauchleitung hat Nachteile. So werden zwei Schlauchanschlüsse am Eingang und am Ausgang des Schalldämpfers benötigt, um ihn in die Schlauchleitung zu integrieren. Diese Schlauchverbindungen müssen luftdicht sein, was eine weitere Anforderung an die Anschlussstutzen des Schalldämpfers stellt. Außerdem kann es notwendig sein, die Länge der Schlauchleitungsstücke vor und hinter dem Schalldämpfer für jede Anwendung anzupassen, um sicherzustellen, dass bei der jeweiligen Anwendung mit den gegebenen Schlauchlängen Platz zur Unterbringung des Schalldämpfers vorhanden ist. Außerdem sind die Gestaltungsmöglichkeiten bei der Auslegung des Schalldämpfers im Hinblick auf seine Frequenzcharakteristik beschränkt, da der Innendurchmesser der Schlauchleitung vor Eintritt in den Schalldämpfer und der Innendurchmesser der Schlauchleitung hinter dem Ausgang des Schalldämpfers gleich ist. Wie oben erwähnt hängt die Frequenzcharakteristik des Schalldämpfers von den Durchmesserverhältnissen am Eingang und am Ausgang des Schalldämpfers ab. Im Fall eines in die Schlauchleitung integrierten Schalldämpfers sind diese Durchmesserverhältnisse am Eingang und am Ausgang des Schalldämpfers jedoch gleich, so dass es nicht möglich ist, das Durchmesserverhältnis am Eingang unabhängig vom Durchmesserverhältnis am Ausgang des Schalldämpfers zu variieren.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Membranpumpe in einfacher Weise mit einem Schalldämpfer so zu versehen, dass mehr Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich der Schalldämpfereigenschaften bestehen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Membranpumpe mit einem Schalldämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Erfindungsgemäß ist der Schalldämpfer in das Pumpengehäuse in der Weise integriert, dass das Pumpengehäuse im Bereich zwischen der Ventilplatte und dem Deckel mit einem das Pumpengehäuse verlängernden Schalldämpfergehäuse versehen ist. Das der Ventilplatte zugewandte Ende dieses Schalldämpfergehäuses ist zur Abdeckung der Ventilplatte und zur Bildung des Auslasskanals zur Sammlung der aus den Pumpkammern geförderten Luft ausgestaltet. Das innere des Schalldämpfergehäuses ist als Schalldämpfungsvolumen ausgestaltet, in das der Auslasskanal mündet. Das der Ventilplatte gegenüberliegende Ende des Schalldämpfergehäuses ist durch den Deckel abgedeckt, wobei der Ausgabestutzen des Deckels den Ausgang aus dem Schalldämpfervolumen bildet.
  • Mit anderen Worten ist im Vergleich zum Stand der Technik gemäß DE 10 2015 105 304 A1 das Pumpengehäuse um ein Schalldämpfergehäuse erweitert, das zwischen den Deckel und das die eigentliche Pumpe umgebende Pumpengehäuse gesetzt ist. Aus diesem Grund muss die der Ventilplatte zugewandte Endseite des Schalldämpfergehäuses so gestaltet sein, dass sie zusammen mit der Ventilplatte die Fließwege zu dem Auslasskanal und den Auslasskanal selbst bildet. Der Auslasskanal mündet in das Dämpfungsvolumen im Inneren des Schalldämpfergehäuses, wobei der Auslass der Membranpumpe unverändert durch den Auslassstutzen des Deckels gebildet wird, der die der Ventilplatte gegenüberliegende Endseite des Schalldämpfergehäuses abdeckt.
  • Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Dämpfungseigenschaften des Schalldämpfers in weiterem Umfang als bisher möglich zu variieren und anzupassen, indem z.B. der Durchmesser des Auslasskanals angepasst wird, der unabhängig vom Innendurchmesser des Auslassstutzens des Deckels dimensioniert werden kann.
  • Ferner ist der Aufbau von Membranpumpe und Schalldämpfer vereinfacht, da die Schlauchleitung durchgängig ist und keine zwei Schlauchverbindungen zu einem Schalldämpfer im Verlaufe der Schlauchleitung benötigt werden. Dies vereinfacht auch den Einbau der Membranpumpe mit Schalldämpfer, da nach Einbau der Membranpumpe mit dem integrierten Schalldämpfer die Schlauchleitung einfach zu dem gewünschten Zielpunkt verlegt werden kann, ohne dass dabei noch auf die Unterbringung eines von der Membranpumpe separaten Schalldämpfers geachtet werden muss.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Schalldämpfergehäuse eine zylindrische Form und nimmt das Schalldämpfungsvolumen darin wenigstens 80% des Volumens des Schalldämpfergehäuses ein, d.h. der Raum innerhalb des Schalldämpfergehäuses dient in sehr großem Umfang ausschließlich zur Schalldämpfung. Der Begriff Zylinder wird hier in seiner allgemeinen Bedeutung verwendet, nach der die sein geometrischer Körper ist, dessen gegenüberliegende Stirnseiten kongruent sind.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform hat das Schalldämpfergehäuse Kreiszylinderform und beträgt der Innendurchmesser des kreiszylindrischen Schalldämpfungsvolumens wenigstes 90% des Außendurchmessers des Schalldämpfungsgehäuses. Bei zylindrischen Schalldämpfergehäusen, deren Querschnitt nicht kreisförmig ist, kann zumindest ein effektiver Innendurchmesser angegeben werden, der so bestimmt ist, dass die Querschnittsfläche des Innenraums des Schalldämpfergehäuses gleich der Querschnittsfläche eines kreiszylinderförmigen Innenraums mit diesem effektiven Innendurchmesser ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich in dem Schalldämpfungsvolumen eine darin hineinragende, den Auslasskanal in das Schalldämpfergehäuse fortsetzende Leitung. Dadurch befindet sich die Austrittsöffnung des geförderten Luftstroms aus dem Auslasskanal im Inneren des Dämpfungsvolumens, was eine weitere Variationsmöglichkeit der Dämpfungseigenschaften des Schalldämpfers darstellt, da die Länge der Leitung variiert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich auch an der gegenüberliegenden Öffnung des Auslassstutzens am Deckel eine den Auslassstutzen ins Innere des Schalldämpfungsvolumens fortsetzende Leitung. Die einander zugewandten Öffnungen der Leitungen vom Auslassstutzen und vom Auslasskanal liegen fortzugsweise auf Abstand zueinander im Inneren des Schalldämpfungsvolumens, d.h. die Summe der Längen der Leitungen ist kleiner als die Länge des Schalldämpfungsvolumens in Strömungsrichtung. Der Abstand zwischen den Öffnungen der Leitungen stellt eine weitere Variationsmöglichkeit der Schalldämpfungseigenschaften dar.
  • In einer Ausführungsform ist das Schalldämpfungsvolumen ein Hohlraum, der nur Luft enthält. In diesem Fall wird die Schalldämpfung allein durch den Querschnittssprung vom Auslasskanal in das Schalldämpfungsvolumen und daraus in den Auslassstutzen bewirkt.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist der Innenraum des Schalldämpfergehäuses wenigstens teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt, das für den Luftstrom durchlässig ist und für dessen Verwirbelung sorgt. Ein solches Füllmaterial kann zum Beispiel offenzelliger Schaumstoff sein. Alternative Füllmaterialien können Granulate, gewebte oder nicht gewebte Faserprodukte oder geometrische Formkörper sein, die zum Beispiel ein oder mehrere hintereinanderliegende, den Querschnitt des Innenraums liebstes Schalldämpfungsvolumens ausfüllende Sieb- oder Gitterplatten aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform liegen der in das Schalldämpfungsvolumen mündende Auslasskanal und der den Ausgang daraus bildende Auslassstutzen des Deckels nicht koaxial, sondern versetzt zueinander. Das bedeutet, dass die beiden Kanäle nicht in Flucht zueinander ausgerichtet sind, sodass es keinen direkten Luftstrompfad aus dem Auslasskanal in den Auslassstutzen gibt, sondern die Luftströmungen auf dem Weg durch das Schalldämpfungsvolumen Ablenkungen ausgesetzt sind.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben, in denen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Membranpumpe zeigt,
    • 2 eine Draufsicht auf die Membranpumpe von oben zeigt,
    • 3 eine Schnittdarstellung in der Ebene AA aus 2 sowie eine Ausschnittsvergrößerung daraus zeigt,
    • 4 eine Draufsicht von oben wie 2 zeigt, und
    • 5 eine Schnittdarstellung in der Ebene AA aus 4 sowie eine Ausschnittsvergrößerung daraus zeigt.
  • Die in 1 gezeigte Membranpumpe hat ein Pumpengehäuse 2 mit einem unteren Teil und einem oberen Teil, wobei der untere Teil ein separates Motorgehäuse 6 ist. In dem Motorgehäuse 6 ist ein Elektromotor untergebracht, der eine vertikale Welle zur Rotation antreibt, die in das darüber liegende Gehäuseteil hineinragt, wie die Querschnitte in den 3 und 5 zeigen. Wie in 3 zu erkennen, trägt die Welle an ihrem oberen Ende einen Exzenter. In dem Exzenter ist schrägstehend und exzentrisch ein Stift gelagert, der die Drehachse für eine von dem Stift getragene Taumelscheibe 30 bildet. Wenn die vertikale Welle von dem Motor um ihre eigene Achse gedreht wird, führt die Taumelscheibe 30 eine taumelnde Bewegung aus.
  • In dem Raum oberhalb der Taumelscheibe 30 im Inneren des Pumpgehäuses befindet sich eine elastische Pumpmembran 10, deren obere Abschnitte in 5 im Schnitt dunkel zu sehen sind. Die Pumpmembran 10 deckt den gesamten Querschnitt des Gehäuseinneren des Pumpengehäuses ab. Ferner ist die elastische Pumpmembran 10 mit becherförmigen Ausstülpungen 14 versehen, und zwar im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit vier becherförmigen Ausstülpungen, die um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Oben schließt an die Pumpmembran 10 eine Ventilplatte 4 an. Zusammen mit der Ventilplatte 4 bildet die Pumpmembran 10 mit ihren vier becherförmigen Ausstülpungen 14 vier Pumpkammern 12.
  • Die Ventilplatte 4, die eine Ventilhalteplatte mit Öffnungen und daran gehaltenen Ventilelementen aufweist, definiert Einlass- und Auslass-Einwegventile. Jede der Pumpkammern 12 steht mit einem Einlass-Einwegventil in Verbindung, um bei Unterdruck in der Pumpkammer 12 Luft aus der Umgebung in diese nachfließen zu lassen, und mit einem Auslass-Einwegventil in Verbindung, um bei Überdruck in der Pumpkammer daraus Luft in einen Auslasskanal zu fördern.
  • Die Pumpmembran ist in einem Membranhalter eingesetzt und ragt mit ihren becherförmigen Ausstülpungen 14 nach unten aus dem Membranhalter heraus, so dass die Taumelscheibe 30 auf die becherförmigen Ausstülpungen der Pumpkammern einwirken kann. Bei angetriebener Taumelscheibe 30 werden die Pumpkammern in der Pumpmembran sukzessiv umlaufend komprimiert und wieder entspannt, was jeweils zu einem Aufbau von Überdruck und anschließend zu einem Druckabfall auf Unterdruck führt, wodurch zunächst Luft durch ein Auslass-Einwegventil in den Auslasskanal der Ventilplatte gefördert und anschließend wieder Luft durch ein Einlass-Einwegventil in die jeweilige Pumpkammer nachströmt.
  • Der bisher beschriebene Aufbau entspricht dem der Membranpumpe aus dem Stand der Technik wie z.B. DE 10 2015 105 304 A1 , die bereits in der Einleitung diskutiert wurde. Bei den bekannten Membranpumpen schloss sich unmittelbar oberhalb der Ventilplatte 4 ein die Gehäuseoberseite schließender Deckel an, der mit einem Auslassstutzen die geförderte Luft in einen Schlauch weiterleitete.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Pumpengehäuse 2 um ein Schalldämpfergehäuse 40 erweitert, das an die Ventilplatte 4 anschließt und bis zu einem die gegenüberliegende Seite des Schalldämpfergehäuses 40 schließenden Deckel 20 reicht. Das Schalldämpfergehäuse 40 ist an seinem der Ventilplatte 4 zugewandten Ende mit einer unteren Wandstruktur versehen, die die Ventilplatte 4 überdeckt und die Fließwege und einen Auslasskanal 42 definiert, durch den die von den Pumpkammern geförderte Luft transportiert wird. Das Innere des Schalldämpfergehäuses 40 ist, abgesehen von vier dreieckigen Verstärkungsstegen 46 hohl und bildet durch den Hohlraum ein Schalldämpfungsvolumen 44. In den 3 und 5 ist zu sehen, dass die Innenwand des Schalldämpfergehäuses 40 im Bereich der Verstärkungsstege 46 jeweils eine vorstehende Vorwölbung 48 aufweist, die sich über die Verstärkungsstege 46 hinaus bis zum oberen Ende des Schalldämpfergehäuses fortsetzt. Diese inneren Vorwölbungen an der Innenwand des Pumpengehäuses sind die Gegenstücke oder Negativformen zu den außen entlang des Pumpengehäuses verlaufenden Vertiefungen, in denen die Klammern 8 verlaufen, die das untere Gehäuseteil des Pumpengehäuses, das Schalldämpfergehäuse 40 und den Deckel 20 zusammenhalten.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Schalldämpfungsvolumen 44 durch einen Hohlraum in dem Schalldämpfergehäuse gebildet. Die schalldämpfende Funktion wird dabei durch die Querschnittssprünge zwischen dem Auslasskanal 42 und dem Schalldämpfungsvolumen und zwischen dem Schalldämpfungsvolumen und der Leitung des Auslassstutzens 22 des Deckels 20 bewirkt. Wie in dem eingangs zitierten Artikel „Passive Silencers“ von M.L. Munjal et al. beschrieben hängt es neben der Länge des Schalldämpfers in Strömungsrichtung von den Durchmesserverhältnissen des Durchmessers des Auslasskanals 42 zu dem Durchmesser des Schalldämpfungsvolumens 44 und von dem Verhältnis des Innendurchmessers des Auslassstutzens 22 zu dem Durchmesser des Schalldämpfungsvolumens 44 ab, in welchem Maße und in welchem Umfang Schall bei welchen Frequenzen durch die Querschnittssprünge gedämpft wird. Mit der vorliegenden Erfindung besteht, anders als bei einem Schalldämpfer, der in die Schlauchleitung separat von der Membranpumpe integriert ist, die Möglichkeit, das Durchmesserverhältnis am Querschnittssprung beim Übergang vom Auslasskanal 42 in das Schalldämpfungsvolumen 44 und beim Übergang aus dem Schalldämpfungsvolumen 44 in die Leitung des Auslassstutzens 22 unabhängig voneinander festzulegen. Dadurch kann beim Entwurf der Membranpumpe mit dem Schalldämpfer z.B. der Durchmesser des Auslasskanals 42 in bestimmter Weise unabhängig von dem Innendurchmesser des Auslassstutzens 22 so festgelegt werden, dass die gewünschte Dämpfung in den bei der gegebenen Membranpumpe auftretenden Frequenzen bewirkt wird.
  • Weitere Freiheitsgerade, die bei der Auslegung des Schalldämpfers im Hinblick auf sein frequenzabhängiges Schalldämpfungsverhalten bestehen darin, dass der Auslasskanal 42 nicht direkt in das Schalldämpfungsvolumen 44 münden muss, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, sondern sich an den Auslasskanal 42 eine in das Innere des Schalldämpfungsvolumens 44 hineinragende Leitung anschließen kann, deren Länge das Schalldämpfungsverhalten beeinflusst. In gleicher Weise kann am gegenüberliegenden Ende eine in das Schalldämpfungsvolumen 44 von oben hinein vorstehende Leitung vorsehen sein, die mit der Leitung in dem Auslassstutzen 22 in Verbindung steht. Die Längen der beiden genannten Leitungen und der Abstand ihrer sich zugewandten Öffnungen können bei der Auslegung des Schalldämpfers variiert werden, um ein gewünschtes Dämpfungsverhalten zu erreichen.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schalldämpfungsvolumen 44 im Schalldämpfergehäuse ein Hohlraum. In anderen Ausführungsformen kann das Schalldämpfungsvolumen 46 im Inneren des Schalldämpfergehäuses 40 ganz oder teilweise mit einem dämpfenden Füllmaterial gefüllt sein, z.B. mit offenzelligem Schaumstoff, einem Stapel von Vlieslagen oder anderen Faserprodukten oder mit einer Folge von Sieb- oder Gitterplatten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015105304 A1 [0002, 0004, 0011, 0026]
    • DE 10205303 A1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • M.L. Munjal et al., Noise and Vibration Control Engineering: Principles and Applications, second edition, John Wiley and Sons, Inc., 2006 [0006]

Claims (10)

  1. Membranpumpe mit Schalldämpfer, wobei die Membranpumpe aufweist: ein Pumpengehäuse (2), in dem durch eine elastische Pumpmembran (10) und eine dieser zugewandten Ventilplatte (4) mehrere Pumpkammern (12) definiert sind, wobei jede Pumpkammer mit wenigstens einem mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung stehenden Einlass-Einwegventil der Ventilplatte, um bei Unterdruck in der Pumpkammer Luft in diese nachfließen zu lassen, und wenigstens einem Auslass-Einwegventil der Ventilplatte in Verbindung steht, um bei Überdruck in der Pumpkammer daraus Luft in einen Auslasskanal zu fördern, einen auf der von der Membran abgewandten Seite über der Ventilplatte liegenden, das Ventilgehäuse abschließenden Deckel (20) mit einem mit dem Auslasskanal in Verbindung stehenden Auslassstutzen (22), und eine durch einen Antrieb zu einer Taumelbewegung antreibbare und auf die Pumpmembran auf der von der Ventilplatte abgewandten Seite einwirkende Taumelscheibe (30), durch die die Pumpmembran (10) in eine oszillierende Bewegung versetzbar ist, um die Pumpkammern sukzessive zu komprimieren und wieder expandieren zu lassen, wobei der Schalldämpfer im Fließweg des geförderten Luftstroms der Membranpumpe liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer in das Pumpengehäuse integriert ist, indem das Pumpengehäuse im Bereich zwischen der Ventilplatte und dem Deckel mit einem das Pumpengehäuse (2) verlängernden Schalldämpfergehäuse (40) versehen ist, dessen der Ventilplatte (4) zugewandtes Ende zur Abdeckung der Ventilplatte und zur Bildung des Auslasskanals (42) ausgestaltet ist und dessen Inneres als Schalldämpfungsvolumen (44) ausgestaltet ist, das an dem der Ventilplatte gegenüberliegenden Ende von dem Deckel (20) abgedeckt ist, dessen Ausgabestutzen (22) den Ausgang des Schalldämpfungsvolumens bildet.
  2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfergehäuse zylindrische Form hat und das Schalldämpfungsvolumen darin wenigstens 80% des Volumens des Schalldämpfergehäuses einnimmt.
  3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfergehäuse kreiszylindrische Form hat und der Innendurchmesser des Schalldämpfungsvolumens wenigstens 90% des Außendurchmessers des Schalldämpfergehäuses ausmacht.
  4. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Schalldämpfungsvolumen eine darin hineinragende, den Auslasskanal in das Schalldämpfergehäuse fortsetzende Leitung befindet.
  5. Membranpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Deckels eine den Auslassstutzen ins Innere des Schalldämpfungsvolumens fortsetzende Leitung vorhanden ist.
  6. Membranpumpe nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Enden der Leitungen des Auslasskanals und des Auslassstutzens im Inneren des Schalldämpfungsvolumens auf Abstand zueinander liegen.
  7. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfungsvolumen ein nur Luft enthaltender Hohlraum ist.
  8. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfungsvolumen ein mit einem Füllmaterial wenigstens teilweise gefüllter Hohlraum ist, dass durchlässig für einen Luftstrom ist und für dessen Verwirbelung sorgt.
  9. Membranpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial aus offenzelligem Schaumstoff, aus gewebtem oder nicht-gewebten Fasermaterial, oder aus ein oder mehrere Lagen von Sieb- oder Gitterplatten besteht.
  10. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in das Schalldämpfungsvolumen mündende Auslasskanal (42) und der Auslassstutzen (22) des Deckels (20) nicht koaxial, sondern versetzt zueinander liegen.
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