DE2726674B1

DE2726674B1 - Druckgasbetaetigte Doppelmembranpumpe

Info

Publication number: DE2726674B1
Application number: DE2726674A
Authority: DE
Inventors: Claus-Dieter Hinz; Edmund Krueger
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2726674C2; FR2394694A1; PL112091B1; FR2394694B1; SU710528A3; PL207572A1; GB1574898A

Description

Die Erfindung betrifft eine druckgasbetätigte Doppelmembranpumpe entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Die bekannten Membranpumpen besitzen in einem Gehäuse eine Kammer, die durch eine quer verlaufende Membran in zwei kleinere Kammern aufgeteilt ist, in die Pumpkammer und die Antriebskammer. Der Antriebskammer wird das Antriebsgas pulsierend unter Druck zugeführt und wieder ausgestoßen. Diese Gasimpulse bewirken eine Bewegung der Membran innerhalb der Kammer, durch die die Pumpkammer in Hüben abwechselnd vergrößert und verkleinert wird. Durch diese Größenänderungen wird das zu pumpende Medium bewegt. Es sind Ein- und Auslaßventile vorhanden, die die Bewegungsrichtung regeln. Das pulsierende Zuführen des Antriebsgases wird mittels einer Ventileinrichtung gesteuert, die ihre Impulse vom Füllzustand der Pumpkammer erhält. Zur klaren Trennung der Füllhübe von den Abströmhüben, die für eine optimale Füllung und damit Transportmenge notwendig ist, besitzen bekannte Membranpumpen Halteeinrichtungen, um die Bewegung der Membran ^b0 von der einen Endlage in die andere erst nach voller Füllung bzw. Entleerung der Pumpkammer sicherzustellen.

Eine bekannte Doppelmembranpumpe besitzt eine von der Stellung der Membranen gesteuerte Druckmit- ^h"' telzufuhr. In dieser Membranpumpe sind die beiden Membranen durch eine Stange starr miteinander gekoppelt. Diese Koppelstange besitzt einen Nocken, der den Steuerarm eines Drehschiebers betätigt, mit dem dann die Druckgaszufuhr zu den Antriebskammern gesteuert wird. Alternativ wird dieser Drehschieber durch eine an der Kopplungsstange befestigte Feder betätigt, über die der Drehschieber offenbar ruckartig umgeschaltet werden soll. Es soll also eine Schnappschaltung erfolgen, mit der eine volle Füllung der jeweils angesteuerten Pumpkammer erreicht werden soll. Die Steuerung über die vorgesehenen Spiralfedern verlangt einen komplizierten mechanischen Aufbau. Es muß bezweifelt werden, ob die Reibung des Drehschiebers so konstant bleibt, daß die Kräfte aus dem Gasanpreßdruck auf die Membranen ausreichen; nur dadurch ist ein gleichmäßiger Umschaltrhythmus nach Füllung bzw. Entleerung der Pumpkammern sichergestellt (FR-PS 9 67 191).

Bekannt ist weiterhin eine hydraulisch betätigte Doppelmembranpumpe. Sie besteht aus zwei in einer Achse angeordneten Gehäusen. Jedes Gehäuse ist durch eine Membran in eine Pump- und eine Antriebskammer unterteilt. Beide Membranen sind durch eine Koppelstange verbunden. Die von der Koppelstange durchsetzten Kammern dienen als Antriebskammern, die äußeren Kammern als mit Ein- und Auslaßventilen versehene Pumpkammern. Ein Kolbenschieber steuert die Zufuhr des hydraulischen Antriebsmittels zu jeweils einer der beiden Antriebskammern und seinen Abfluß aus der jeweils anderen Antriebskammer. Die Endlagen des Kolbenschiebers sind durch eine Kugelrasterung festgelegt, deren Vorspannung einstellbar ist. Die Verstellung des Kolbenschiebers erfolgt durch einen an der Koppelstange befestigten starren Arm, der über einer zapfenförmigen Verlängerung des Kolbenschiebers gleitet und mit ihr in beiden Bewegungsrichtungen über je eine Schraubenfeder verbunden ist. Wird eine Antriebskammer mit Antriebsmittel gefüllt, so wölbt sich ihre Membran nach außen und nimmt über die Koppelstange deren Arm mit. Dabei spannt sich die in Bewegungsrichtung liegende Schraubenfeder, während die andere entspannt wird. Sobald die Federkräfte die Kraft der Rasterung überschreiten, wird der Kolbenschieber von den Federkräften in seine andere Endlage bewegt. Dadurch kann das Antriebsmittel aus der Antriebskammer abfließen, während seine Zufuhr auf die andere Antriebskammer umgeschaltet ist. Die Übertragung der Bewegung der Koppelstange über einen Arm und eine Betätigungsstange zu dem in einem getrennten Gehäuse untergebrachten Steuerventil baut sehr groß, der mechanische Aufwand zur Steuerung verlangt eine genaue Justierung und eine laufende Kontrolle. Kritisch sind besonders die beiden auf der Betätigungsstange für das Steuerventil angeordneten Federn zu betrachten. Sie müssen ihre Federkraft behalten, da sonst die Rastvorrichtung möglicherweise nicht mehr einwandfrei schaltet (DE-PS 14 53 607).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, leichte und sicher arbeitende druckgasbetätigte Fördereinrichtung von Kühlflüssigkeiten zu schaffen, die sich z. B. in Schutzanzügen verwenden läßt

Die Lösung erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1.

Die mit dieser Lösung erreichten Vorteile sind vor allem in einer einfachen und sicheren Konstruktion zu sehen. Die Übertragung der Bewegung der starren Kopplung und damit der Stellung der Membranen erfolgt durch nur ein Bauglied auf den Kolbenschieber. Mit der Stabfeder sind Toleranzen leicht einzuhalten. Bei richtiger Dimensionierung, die keine besonderen

ORIGINAL INSPECTED

Schwierigkeiten macht, ist die Überwindung der Kugelsperren und damit eine Schnappschaltung aus der Endlage der Membranen heraus gesichert zu erreichen. Der kurze Übertragungsweg zwischen der starren Kopplung und dem Kolbenschieber gestattet die Anordnung des Steuerventils im Pumpengehäuse. Die gesamte Fördereinrichtung für die Kühlflüssigkeit kann entsprechend klein und kompakt ausgelegt werden. Dies ist ein großer Vorteil für die Benutzung z. B. in einem Schutzanzug.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2—4. Während in den Unteransprüchen 2 und 3 die spezielle Ausbildung der Stabfeder gekennzeichnet ist, wobei sowohl eine Feder aus Rundstahl als auch aus Band- oder Flachstahl vorteilhaft eingesetzt werden kann, wird mit den Merkmalen des Unteranspruchs 4 die einfache Unterbringung im Gehäuse und Verbindung mit der auslösenden starren Kopplung und dem zu bewegenden Kolbenschieber erreicht.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. I den Schnitt A-B durch die Doppelmembranpumpe,

F i g. 2 den Schnitt C-Ddazu.

Die Doppelmembranpumpe 1 wird mit einem Druckgas betrieben und pumpt dann eine Kühlflüssigkeit durch das Wärmeaustauschsystem eines Schutzanzuges. Sie enthält in dem gemeinsamen Gehäuse die beiden Membranpumpen 2, 3 und das Steuerventil 10. Die gekoppelten Membranpumpen 2, 3 und das Steuerventil 10 sind durch die Stabfeder 11 mechanisch miteinander verbunden. Die Kammern der Membranpumpen 2, 3 sind durch die Membranen 4, 5 in die Antriebskammern 6, 7 sowie die Pumpkammern 8, 9 unterteilt Durch die Pumpkammern 8, 9 wird das zu bewegende Medium, im vorliegenden Beispiel die Kühlflüssigkeit, gepumpt. Sie tritt in Richtung 12 durch den Anschluß 13 in das Gehäuse ein und fließt abwechselnd durch die Zuströmventile 14, 15 den Pumpkammern 8, 9 zu. Herausgedrückt wird sie dann durch die Bewegungen der Membranen 4, 5 über die Abströmventile 16, 17 durch den Anschluß 18 in Richtung 19. Der Antrieb der durch eine starre Kopplung 20 miteinander verbundenen Membranen 4,5 erfolgt durch den entsprechend der Temperatur unter Druck stehenden Kühlmitteldampf. Der Kühlmitteldampf wird, gesteuert über das Steuerventil 10, abwechselnd in die Antriebskammern 6, 7 geleitet und drückt die jeweilige Membran 4 oder 5 aus der ersten Endstellung 21 in die den Weg der gekoppelten Membranen 4,5 begrenzende zweite Endstellung 22.

Das Steuerventil 10 ist der Kolbenschieber 23, der sich axial verschiebbar in der zylindrischen Bohrung 24

ίο des Gehäuses bewegt. Der Kolbenschieber 23 wird mittels der Kugelsperren 25, 26 in den jeweiligen Endstellungen arretiert. Der unter Druck stehende Kühlmitteldampf wird als Druckgas verwendet und durch den Anschluß 27 in die axiale Bohrung 28 des Kolbenschiebers 23 eingeleitet und je nach dessen Stellung in die entsprechende Antriebskammer 6 oder 7 weitergeleitet. Nach der F i g. 1 fließt das Druckgas aus der Bohrung 28 über die Querbohrung 29 und die Bohrung 30 in die Antriebskammer 6. In der dabei vorhandenen ersten Endstellung 21 der Membranen 4,5 ist die andere Antriebskammer 7 über die Bohrung 31 und die Nut 32 auf dem Kolbenschieber 23 und die öffnung 33 im Gehäuse zur Entlüftung mit der Umgebung verbunden.

Die Stabfeder 11 verbindet die starre Kopplung 20 mit dem Kolbenschieber 23. Sie greift dabei mit ihrem einen Ende in die Seitenöffnung 34 der Kopplung 20 und mit dem anderen Ende in die öffnung 35 des Kolbenschiebers 23 ein. Als Drehpunkt ist die Stabfeder 11 beweglich in der öffnung 36 in der Rippe 37 des Gehäuses gelagert.

Mit jeder wechselseitigen Füllung der Antriebskammern 6, 7 erfolgt der Pumpvorgang in den Pumpkammern 8, 9. Die gewünschte Schnappschaltung, mit der jeweils für jeden Arbeitshub eine volle Füllung der Pumpkammern 8, 9 erreicht wird, wird durch die Stabfeder 11 gesichert. Die Stabfeder 11 wird jeweils bei der Bewegung der Kopplung 20 gespannt. Das Federungsmoment ist so ausgelegt, daß es in der jeweiligen Endstellung 21 oder 22 gerade die Gegenkraft aus den Kugelsperren 25 oder 26 und der Reibung des Kolbenschiebers 23 in der zylindrischen Bohrung 24 überschreitet und damit den Kolbenschieber 23 in die entgegengesetzte Endstellung bewegt. Damit beginnt der nächste Arbeitshub.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgasbetätigte Doppelmembranpumpe mit zwei jeweils in einer Kammer angeordneten, die Kammer in eine Antriebs- und in eine Pumpkammer unterteilenden Membranen, welche durch eine starre Kopplung miteinander verbunden sind, die eine synchrone Bewegung beider Membranen bewirkt, ferner mit einem als Kolbenschieber ausgebildeten und mit Kugelsperren versehenen Steuerventil, das mechanisch mit der starren Kopplung der Membranen verbunden ist und dadurch mit den Endlagen der Hubstellungen der Membranen ein Antriebsdruckgas jeweils abwechselnd der einen oder der anderen Antriebskammer zuleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen der starren Kopplung (20) der Membranen (4, 5) und dem Kolbenschieber (23) des im Pumpengehäuse untergebrachten Steuerventils (10) durch eine Stabfeder ^o (11) erfolgt.

2. Druckgasbetätigte Doppelmembranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabfeder (11) einen runden Querschnitt besitzt.

3. Druckgasbetätigte Doppelmembranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabfeder(ll) einen flachen Querschnitt besitzt.

4. Druckgasbetätigte Doppelmembranpumpe nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabfeder (11) in eine Seitenöffnung (34) der ^}0 starren Kopplung (20) und eine Öffnung (35) des Kolbenschiebers (23) eingreift und als Drehpunkt in einer Öffnung (36) einer Rippe (37) im Gehäuse gelagert ist.

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