DE3921084A1 - Elektrisch angetriebene membran-saug- oder druckpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Membran-Saug- oder Druckpumpe mit einem Schwingankermagneten als Antriebsmotor, der eine kreisförmige Magnetspule mit einem zumindest annähernd zylindrischen Innenraum aufweist, die von einem in Umfangsrichtung unterbrochenen, ferromagnetischen Rückschlußkäfig konzentrisch umschlossen und in einem Gehäuse festsitzend angeordnet ist, wobei sich im Innenraum des Rückschlußkäfigs in koaxialer Anordnung zu der der Magnetspule und dem Rückschlußkäfig gemeinsamen System­ achse ein aus einem ferromagnetischen Tauchanker und einem mit der Pumpmembran verbundenen, axial federnd gelagerten, zentralen Ankerschaft bestehender Schwinganker befindet.

Derartige Membranpumpen werden sowohl als Kompressoren, d.h. als Druckpumpen,wie auch als Vakuumpumpen, d.h. als Saugpumpen verwendet; als Kompressoren z.B. in Verbindung mit lnhalations­ geräten zum Feinzerstäuben von flüssigen Medikamenten oder als Vakuumpumpen in chemischen oder physikalischen Laboratorien. In der Regel liegen ihre Ansaugleistungen als Vakuumpumpen bei etwa 20 l/min, und als Kompressoren liegen ihre Ansaugleistungen zwischen 30 l/min und 1000 /min, und ihre Fördermengen liegen bei Fließdrücken von 0,6 bar bis 1 bar zwischen 7 l/min und 20 l/min Betrieben werden sie in der Regel mit der allgemein üblichen Netzspannung von 50 Hz oder 60 Hz.

Außer den allgemeinen Forderungen, die an solche Geräte gestellt werden, nämlich daß sie leise arbeiten und eine möglichst kleine Bauweise zulassen, kommt es auch wesentlich darauf an, daß sie eine möglichst kleine Leistungsaufnahme benötigen bzw. daß sie mit einem hohen Wirkungsgrad arbeiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Membrandruckpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die konstruktiven Voraussetzungen für die vorstehend genannten Forderungen in opti­ maler Weise erfüllt sind d.h., daß der als Schwingankermagnet aus­ gebildete Antriebsmotor eine geringe Leistungsaufnahme bei hoher Ansaugleistung und/oder Druckleistung, also einen hohen Wirkungs­ grad, eine lange Lebensdauer und eine leise, möglichst verschleiß­ freie Arbeitsweise aufweist, und daß der Schwingankermagnet in gleicher Ausführung sowohl für eine Saugpumpe als auch für eine Druckpumpe verwendet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Rück­ schlußkäfig im lnnern der Magnetspule zwei in axialer Richtung durch einen Ringschlitz voneinander getrennte Polringe bildet, und daß der zentrale Ankerschaft mit je einem auf einer Seite aus dem Rückschlußkäfig der Magnetspule herausragenden Endabschnitt tra­ gend und zentrierend an zwei blattförmigen Schwingfedern befestigt ist, die beide gleich geformt sind und die beide jeweils mit einem axialen Abstand vom Rückschlußkäfig mit ihren jeweiligen Fußab­ schnitten an Anlageflächen des Gehäuses befestigt sind, welche sich diametral gegenüberliegend auf verschiedenen Seiten der Systemachse und in gleichem Abstand von dieser Systemachse angeordnet sind.

Während es bei anderen bekannten Membranpumpen der gattungsge­ mäßen Art üblich ist, den Schwinganker mit einer koaxialen Schrau­ benfeder als elastisches Rückstellorgan zu versehen, hat die Ver­ wendung von blattförmigen Schwingfedern den erheblichen Vorteil, daß für den Ankerschaft keine besonderen Lagereinrichtungen erfor­ derlich sind und daß bei den Schwingbewegungen des Schwingankers keine Lagerreibungen auftreten. Bei der Verwendung von blattför­ migen Schwingfedern ist es unvermeidbar, daß der Schwinganker während seiner axialen Schwingbewegungen in bezug auf die System­ achse auch eine radiale Bewegung ausführt. Zur Erzielung eines hohen elektromagnetischen Wirkungsgrades ist es aber erforderlich, den ringförmigen Luftspalt zwischen dem Schwinganker und den Pol­ ringen möglichst klein zu halten. Es ist deshalb auch erforderlich, die radiale Auslenkung des Schwingankers möglichst klein zu hal­ ten. Dies wird erfindungsgemäß durch die diametral versetzte Befe­ stigung der Schwingfedern erzielt, wie nachstehend im einzelnen anhand der Zeichnungen noch näher erläutert wird. Durch die ge­ nannten Erfindungsmerkmale sind zunächst die zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades bzw. zur Vermeidung hoher Leistungsverluste erforderlichen konstruktiven Grundvoraussetzungen geschaffen, näm­ lich eine reibungslose Lagerung des Schwingankers und ein kleiner Luftspalt zwischen dem Schwinganker und den Polringen des Rück­ schlußkäfigs.

Mit der Anordnung des Pumpaggregats nach Anspruch 2 kann der Schwingankermagnet seine optimale Leistung als Antriebsmotor für eine Membran-Saugpumpe erbringen. Unter "Zugseite des Schwingan­ kers" ist das Ende des Ankerschaftes zu verstehen, welches bei dem durch Magnetkraft bewirkten Arbeitshub in den Rückschlußkäfig hineingezogen wird.

Mit der Anordnung des Pumpaggregats nach Anspruch 3 kann der­ selbe Schwingankermagnet seine optimale Leistung als Antriebsmotor für eine Membran-Druckpumpe erbringen. Unter "Druckseite des Schwingankers" ist das Ende des Ankerschaftes zu verstehen, welches sich bei dem durch Magnetkraft bewirkten Arbeitshub aus dem Rückschlußkäfig herausbewegt.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades wird durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 insofern erzielt, als dadurch die radiale Auslenkung des Schwingankers während seiner Schwingbe­ wegungen weiter reduziert wird. Dabei wird der bogenförmige Ver­ lauf eines relativ langen Biegeradius der Schwingfeder weitgehend kompensiert durch einen entgegengesetzten bogenförmigen Bewegungs­ verlauf mit einem kürzeren, etwa halb so großen Radius.

Durch die Form der Schwingfedern, die in Anspruch 5 angegeben ist, wird nicht nur eine optimale Schwingbewegung des Schwing­ ankers, sondern auch eine hohe Bruchfestigkeit der blattförmigen Schwingfedern selbst erzielt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 6 bis 18. Ihre Vorteile sind in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine elektrisch angetriebene Membran-Saugpumpe der erfindungsgemäßen Art mit geschnittener Darstellung des Schwing ankermagneten;

Fig. 1a einen topfförmigen Tauchanker in Stirnansicht;

Fig. 2 in geschnittener Darstellung den Schwingankermagneten mit den drei wesentlichsten Bewegungspositionen des Schwingankers;

Fig. 3 eine Systemskizze zum Bewegungsverlauf des Schwingankers;

Fig. 4 die innere Stirnansicht einer Gehäusehälfte;

Fig. 5 eine teilweise entlang der Schnittlinie V-V geschnittene Seitenansicht aus Fig. 4,

Fig. 6 eine Schwingfeder;

Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Schwingfeder;,

Fig. 8 einen topfförmigen Magnetanker als Schnittdarstellung VIII-VIII aus Fig. 9;

Fig. 9 die Stirnansicht IX aus Fig. 8;

Fig. 10 eine andere Ausführungsform des Magnetankers in axialer Stirnansicht;

Fig. 11 einen Schnitt XI-XI aus Fig. 10;

Fig. 12 eine Membran-Druckpumpe in Seitenansicht;

Fig. 13 eine Stirnansicht XIII aus Fig. 12;

Fig. 14 eine Schnittdarstellung eines Schwingankermagneten, bei dem die beiden Hälften des Rückschlußkäfigs in das Gehäuse eingegossen sind;

Fig. 15 eine Schnittdarstellung des Schwingankermagneten, bei dem die beiden Polringe in Gehäuseteile eingegossen sind, welche aus mit Eisenteilchen angereichertem Kunststoff oder Keramik bestehen und

Fig. 16 in einer Schnittdarstellung einen Schwingankermagneten, bei dem die beiden Gehäuseteile einschließlich der beiden Polringe jeweils einstückig aus mit Eisenteilchen angereichertem Kunststoff oder Keramik gegossen sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Membran-Saugpumpe besteht aus einem Saug-Pumpaggregat 1 mit einer an einem zentralen Membranhalter 2 befestigten Pumpmembran 3 sowie aus einem Schwingankermagneten 4, der, wie aus den Fig. 12 und 13 ersichtlich ist, in einer nach­ stehend noch näher erläuterten Weise elastisch an einem Standsockel 5 gelagert ist.

Die Pumpmembran 3 ist in üblicher Weise in einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Pumpengehäuse 6 zwischen zwei Gehäuse­ teilen des Pumpengehäuses 6 eingeklemmt angeordnet und mittels einer Tellermutter 7 gemeinsam mit dem kolbenartigen Membranhalter 2 an einem Schwinganker 8 des Schwingankermagneten 4 befestigt, und zwar so, daß sie koaxial zur Systemachse 9 des Schwingankers 8 angeordnet ist.

Das in Fig. 1 in axialem Abstand von dem Schwingankermagneten 4 dargestellte Pumpengehäuse 6 ist in Wirklichkeit auf die Stirnseite 10 des Schwingankermagneten 4 aufgesetzt und durch Verschraubun­ gen daran befestigt. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite 11 des Schwingankermagneten ist ein Deckel 12 angordnet, der ebenfalls angeschraubt ist. Sowohl das Pumpengehäuse 6 als auch der Deckel 12 bestehen jeweils aus Kunststoffteilen. Die Pumpmembran 3 besteht wie üblich aus einer dünnen, elastischen, kreisförmigen Scheibe, die zwischen ihrem flachen Einspannrand 13 und der Tellermutter 7 eine etwa halbkreisförmig profilierte Ringsicke 14 aufweist.

Auch die Tellermutter 7 und der Membranhalter 2 sind als Kunst­ stoffteile ausgebildet.

In dem Pumpengehäuse 6 sind auch die zur Erzeugung eines Pump­ vorganges notwendigen Ventile, nämlich ein Einlaßventil und ein Auslaßventil untergebracht. Außerdem ist das Pumpengehäuse 6 mit einem Schlauchanschlußstutzen 15 versehen, der wie in Fig. 1 radial oder wie in Fig. 13 rechtwinklig zu einer Radialebene 15′ verlaufen kann.

Der Schwingankermagnet 4 weist eine konzentrisch zur Systemachse 9 angeordnete runde Magnetspule 16 mit einem U-förmig profilierten Spulenkörper 17 auf, der von einem in Umfangsrichtung an einer Stelle durch einen Radialschlitz 18 (Fig. 4) unterbrochenen, ferro­ magnetischen Rückschlußkäfig 19 umschlossen ist. Der Rückschluß­ käfig 19 besteht aus zwei völlig gleich geformten Ringschalen 20 und 21 mit einem U-förmigen Querschnittsprofil. Während die äußeren Zylinderwände 22 und 23 der beiden Ringschalen 20, 21 mit plan­ ebenen Stirnflächen an einer Stoßstelle 24 spaltfrei zusammenstoßen, sind ihre inneren Ringkragen, welche die in den zylindrischen ln­ nenraum des Magnetspulenkörpers 17 ragenden Polringe 25 und 26 bilden jeweils kürzer ausgebildet, so daß zwischen ihnen ein axialer Ringspalt 27 bestehet, dessen magnetisches Streufeld die Ankerbewegungen verursacht.

Die beiden den Rückschlußkäfig 19 bildenden Ringschalen 20 und 21 sind jeweils in einer von zwei völlig gleich ausgebildeten Gehäu­ sehälften 28 und 29 zentriert zwischen zwei in den Fig. 4 und 5 sichtbaren Zentrierrippen 30 und 31 aufgenommen. Die beiden Ge­ häusehälften 26, 29 haben in Stirnansicht jeweils eine rechteckige Form und sind in ihren Ecken mit in Längsrichtung durchbohrten Augen 32 versehen, durch welche Spannschrauben hindurchgesteckt werden, mit welchen die beiden Gehäusehälften 28, 29 zusammenge­ spannt werden. Etwa in ihrer Längsmitte sind die beiden Gehäuse­ hälften 28, 29 jeweils mit einer Radialwand 33 bzw. 34 versehen, an deren sich gegenüberliegenden lnnenseiten die kreisbogenförmigen Zentrierrippen 30 und 31 jeweils angeordnet sind. Um Fertigungs­ toleranzen ausgleichen zu können, ist zwischen der Radialwand 34 der einen Gehäusehälfte 29 und der von ihr aufgenommenen Ring­ schale 21 eine wellenförmige Federscheibe 35 angeordnet. Die beiden Radialwände 33 und 34 sind jeweils mit zentralen, kreisrunden Öff­ nungen 36 bzw. 37 versehen, deren Durchmesser etwa dem lnnen­ durchmesser der beiden Polringe 25, 26 entsprechen.

Der Schwinganker 8 ist zusammengesetzt aus einem ferromagneti­ schen, als topfförmiger Hohlkörper ausgebildeten Tauchanker 38 und aus einem nichtmagnetischen Ankerschaft 39, der beidseitig axial aus dem Rückschlußkäfig 19 herausragt und an seinen beiden Enden jeweils im Durchmesser verjüngte Gewindeansätze 40 und 41 aufweist.

Bei dem in den Fig. 1, 2 sowie 14 bis 16 dargestellten Schwing­ ankermagneten 4 ist die Pumpmembran 3 jeweils auf der Zugseite des Schwingankers 8 angeordnet, d. h. sie ist an dem Ende des Ankerschaftes 39 befestigt, welches bei dem durch Magnetkraft erzeugten Arbeitshub des Schwingankers 8 in den Rückschlußkäfig 19 hineingezogen wird. Mit dieser Anordnung der Pumpmembran 3 bzw. des gesamten Saug-Pumpaggregats erbringt der Schwingankermagnet 4 seine optimale Arbeitsleistung als Antriebsmotor für eine Membran-Saugpumpe.

Mit Hilfe dieser Gewindeansätze 40 und 41 ist der Ankerschaft 39 an zwei blattförmigen Schwingfedern 42 und 43 befestigt. Diese Schwingfedern 42, 43 haben entweder die Form der Fig. 6 oder die Form der Fig. 7, die sich beide durch eine rechteckige oder quad­ ratische Flächenform auszeichnen und in ihrem Flächenzentrum mit einer Federzunge 44 versehen sind, welche eine zentrale Bohrung 45 zur Aufnahme eines der beiden Gewindeansätze 40 oder 41 aufweist. Diese Federzunge 44 ist durch einen symmetrisch zur Symmetrieachse 46 geformten Ausschnitt 47 bzw. 47′ auf der dem Fußabschnitt 48, 48′ zugekehrten sowie auf ihren parallel zur Symmetrieachse 46 ver­ laufenden Seiten freigeschnitten. Dabei ist die Federzunge 44 an ihrem sich unmittelbar an den mit ihr verbundenen, dem Fußab­ schnitt 48 bzw. 48′ gegenüberliegenden Quersteg 49 angeschließenden Abschnitt 50 beidseitig mit zur Symmetrieachse 46 symmetrischen, dreieckförmigen Einschnitten 51, 52 versehen. Auch die den Fußab­ schnitt 48 bzw. die Fußabschnitte 48′ mit dem oberen Quersteg 49 verbindenden Verbindungsschenkel 53, 54 weisen innere Begrenzungs­ kanten 55 und 56 auf, die von gleichschenklig-dreieckförmigen Ein­ schnitten 57 bzw. 58 gebildet sind. Die beiden Schwingfedern 42 und 42′ der Fig. 6 und 7 unterscheiden sich nur dadurch, daß bei der Schwingfeder 42 die beiden Verbindungsschenkel 53 und 54 am Fuß­ abschnitt durch einen Verbindungssteg 59 miteinander verbunden sind, während die Fußabschnitte 48′ bei der Ausführungsform der Fig. 7 keinen solchen Verbindungssteg 59 aufweisen. Das Vorhanden­ sein des Verbindungssteges 59 hat den Vorteil, daß der Abstand a der beiden im Fußabschnitt 48 vorgesehenen Befestigungsbohrungen 60 unveränderlich ist und daß man dadurch die Möglichkeit hat, das Härten der Schwingfedern 42 erst nach dem Ausstanzen vorzu­ nehmen. Bei dem offenen Fußabschnitt 48′ der in Fig. 7 darge­ stellten Schwingfeder 42′ ist die Gefahr gegeben, daß beim nach­ träglichen Härten sich der Abstand a verändert, so daß Schwierig­ keiten bei der Montage auftreten können. Diese Form der Schwingfe­ der gemäß Fig. 7 wird deshalb vorzugsweise aus bereits gehärtetem Blattfedermaterial ausgestanzt. Daß dabei die Standzeiten der Stanz­ werkzeuge kürzer sind als beim Ausstanzen weichen Materials, liegt auf der Hand.

Zur Befestigung der beiden völlig gleich ausgebildeten Schwing­ federn 42 und 43, welche die Form der Fig. 6 oder der Fig. 7 haben können, sind auf den Außenseiten der Radialwände 33 und 34 in einem gewissen axialen Abstand b vom Rückschlußkörper 19 ra­ dial und rechtwinklig zur Systemachse 9 verlaufende, ebene Anlage­ flächen 61 und 62 mit Zentrierkragen 63 und 64 und durchgehenden Steckbohrungen 65 und 66 angeordnet. Die Steckbohrungen 65, 66 münden jeweils in erweiterten Sechskantlöchern 67 bzw. 68. Die Zentrierkragen 63 und 64 dienen zur zentrierenden Aufnahme der Befestigungsbohrungen 59 und 60 der beiden Schwingfedern 42 und 43. Jeweils unter Zwischenlage einer Spannleiste 69, 70, sind die Fußabschnitte 48 der Schwingfedern 42, 43 mittels Schrauben 71 und 72 und Muttern 73 und 74 an den beiden Gehäusehälften 28 bzw. 29 festsitzend befestigt. Dabei ist wichtig, daß die beiden Anlage­ flächen 61 und 62, welche die Fußabschnitte 48 der Schwingfedern 42 und 43 aufnehmen, auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten der Systemachsen 9 angeordnet sind. Diese Anordnung ergibt sich dadurch, daß die beiden völlig gleich ausgebildeten Gehäusehälften 28, 29 zueinander spiegelbildlich und gegeneinander um 180° verdreht zusammengefügt sind. Durch diese Anordnung kann nämlich erreicht werden, daß die sich beim Betrieb, d.h. bei den oszillie­ renden Bewegungen des Schwingankers 8 ergebende radiale Auslen­ kung des Ankerschaftes 39 und somit auch des Tauchankers 38 auf ein Minimum reduziert. Es ist noch nachzutragen, daß die Feder­ zungen 44 der beiden Schwingfedern 42 und 43 jeweils zwischen zwei Klemmplatten 75 und 76 mittels Gewindemuttern 77 bzw. 78 auf den Gewindeansätzen 40 und 41 des Ankerschaftes 39 festgespannt sind. Dadurch treten in etwa die in Fig. 3 schematisch dargestellten Bewegungen bzw. Lageänderungen des Ankerschaftes 39 auf. ln aus­ gezogenen Linien sind die beiden Schwingfedern 42 und 43 in Fig. 3 in ihrer Ruhelage dargestellt. Durch die oszillierenden Auslenkungen nach links und nach rechts ergeben sich die jeweils in strichpunk­ tierten Linien dargestellen Endpositionen 1 und 11. Während in der Ruhelage die Achse 77 des Ankerschaftes 39 und somit des gesamten Schwingankers mit der Systemachse 9 zusammenfällt, nimmt sie, wie in Fig. 3 etwas übertrieben dargestellt, in den beiden Endpositionen 1 und 11 des Schwingankers jeweils Schräglagen 1′ und 11′ ein, die zueinander parallel verlaufen. Der axiale Mittelpunkt M, der genau in der Mitte zwischen den beiden Schwingfedern 42 und 43 liegt, bewegt sich dabei aber auf der Systemachse 9 zwischen der Position I′′ und der Position II′′.

Es ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß die axiale Auslenkung der Schwingfeder 42 gleichzeitig eine radiale Auslenkung der Federzunge 44 nach unten und die axiale Auslenkung der Federzunge 43 zu­ gleich eine radiale Auslenkung der Federzunge 44 nach oben zur Folge hat.

Diese radialen Auslenkungen werden aber durch die auf verschiede­ nen Seiten der Systemachse 9 liegenden Biegebereiche der Schwing­ federn 42, 43 als Ganzes und der Federzungen 44 als Teil davon größtenteils wieder kompensiert, und zwar deshalb, weil die Biege­ radien unterschiedlich groß sind. Der Biegeradius der gesamten Schwingfeder 42, 43 ist etwa doppelt so groß wie der Biegeradius der Federzunge 44. lnsgesamt wird dadurch die geringstmögliche radiale Auslenkung des Tauchankers 8 erzielt, so daß der zwischen dem Umfang des Tauchankers 38 und der lnnenwandung der beiden von den Polringen 25, 26 sehr klein sein kann.

Die in Fig. 3 schematisch dargestellten Schräglagen der Achse 77 des Schwingankers ist in Fig. 2 in strichpunktierten Linien dar­ gestellt, wobei erkennbar ist, daß die radiale Lagenabweichung von der mittleren, zu Systemachse 9 konzentrischen Ruhelage nur gering ist.

Im übrigen wird mit dieser Art der axial beweglichen Aufhängung des Schwingankers 8 auch ein relativ großer Arbeitshub erzielt und jegliche Lagereibung vermieden. Es gibt keinen Verschleiß, und es bedarf keiner Schmierung.

Zur Verringerung der Leistungsverluste bzw. zur Erhöhung des elektromagnetischen Wirkungsgrades sind zur Unterbindung von Wirbelströmen nicht nur die beiden Ringschalen 20, 21 des Rück­ schlußkäfigs 19 mit dem Radialschlitz 18 versehen, sondern es ist auch die zylindrische Wand 38′ des topfförmigen Tauchankers 38 mit einem sich in seiner Stirnwand 78 fortsetzenden und in der zentra­ len Bohrung 78′ mündenden Axial-Radialschlitz 79 versehen (Fig. 1a).

Während der in den Fig. 1a als Einzelteil dargestellte topfförmige Tauchanker 38 als tiefgezogener Hohlkörper ausgebildet ist, besteht der in den Fig. 8 und 9 dargestellte, ebenfalls topfförmige Tauch­ anker 80 aus einem gesinterten Formkörper, bei dem der radial ver­ laufende Teil des Axial-Radialschlitzes 79 nicht bis zur zentralen Bohrung 81 reicht, um die Bruchgefahr zu verringern. Beim tief­ gezogenen Tauchanker 38 hingegen kann der nachträglich eingefräs­ te Axila-Radialschlitz 79 bis in die Bohrung 78′ reichen. ln beiden Fällen wird durch diesen Axial-Radialschlitz 79 die Wirbelstrom­ bildung so weit vermindert, daß sich die Erwärmung und somit auch die Wirbelstromverluste in akzeptablen Grenzen halten.

In den Fig. 10 und 11 ist ein aus einem ferromagnetischen, mit einem in Längsrichtung durchgehenden Schlitz 79 versehenen Hül­ senkörper 82 bestehender Tauchanker vorgesehen, der mit einem nicht magnetischen Füllstoff 83, z.B. aus Keramik, einer Sn-Pb-Le­ gierung od. dgl. versehen und durch diese auf dem Ankerschaft 39 befestigt ist.

Auch der gesinterte Tauchanker 80 der Fig. 8 und 9 kann mit einer eingegossenen Füllmasse 84 versehen sein, die dazu dient, die Eigenfrequenz des Schwingankers 8 abweichend von seiner Arbeits­ frequenz zu bestimmen, insbesondere auf einen niedrigeren Wert zu setzen.

Wie aus den Fig. 4, 12 und 13 erkennbar, ist, besitzen die beiden Gehäusehälften 28 und 29 an ihren parallel zur Systemachse 9 ver­ laufenden Außenseiten 85 und 86 in einer durch diese Systemachse 9 und parallel zu den beiden anderen Außenwänden 87 und 88 ver­ laufenden Ebene 89 jeweils nach außen vorstehende Traglaschen 90 und 91 mit Bohrungen 92 und 93 (Fig. 4), durch welche Befesti­ gungsschrauben 94 (Fig. 12, 13) hindurchgesteckt werden können.

Der Standsockel 5 ist mit an den Seiten 85 und 86 der Gehäuse­ hälften 28, 29 nach oben ragenden Stützleisten 95 und 96 versehen, auf denen jeweils zwei zylindrische und axial durchbohrte gummi­ elastischen Tragsäulen 97, 98 aufrechtstehend angeordnet sind, auf welchen die Traglaschen 90 und 91 der beiden Gehäusehälften 28 und 29 aufsitzen.

Durch diese Lagerung des gesamten Schwingankermagneten 4 mit dem stirnseitig angebauten Pumpenaggregat 1 mittel der gummielastischen Lagersäulen 97, 98 in der Ebene 89 der Systemachse 9 wird nicht nur eine schwingungsgedämpfte Lagerung erzielt, sondern auch jeg­ liches Neigen des Schwingankermagneten 4, die bei anderer Lage­ rung durch oszillierenden Bewegungen des Schwingankers 8 hervor­ gerufen werden könnte, vermieden.

In den Fig. 12 und 13 ist eine Membran-Druckpumpe dargestellt. Diese unterscheidet sich von der in der Fig. 1 dargestellten Membran-Saugpumpe hauptsächlich dadurch, daß sie ein anderes, nämlich ein Druck-Pumpaggregat 1′ aufweist, welches auf der Druckseite des Schwingankers 8 angeordnet ist, d.h. die Pumpmembran 3 und das anders gestaltete Pumpengehäuse 6′ sind an dem Ende des Ankerschaftes 39 angeordnet, das bei dem durch Magnetkraft erzeugten Arbeitshub des Schwingankers 8 aus dem Rückschlußkäfig 19 herausbewegt wird. Durch diese Anordnung erbringt der Schwingankermagnet seine optimale Arbeitsleistung als Antriebsmotor für eine Membran-Druckpumpe.

Es ist auch zu erwähnen, daß es für ein optimales Arbeiten der Pumpmembran 3 bei einer Saugpumpe und bei einer Druckpumpe auf die richtige Anordnung ihrer Ringsicke 14 ankommt. Bei einer Saugpumpe ist ihre Anordnung so zu treffen, daß sie, wie in Fig. 1 dargestellt, auf der vom Ankerschaft 39 abgewandten Seite liegt. Bei einer Druckpumpe hingegen sollte sie auf der dem Ankerschaft 39 zugewandten Seite angeordnet sein. D.h. die Pumpmembran 3 soll jeweils so angeordnet sein, daß ihre Ringsicke 14 sich auf der Seite des niedrigeren Arbeitsdruckes befindet.

Zu einer schwingungsarmen Lagerung des aus den beiden Gehäuse­ hälften 28 und 29 bestehenden Gehäuses trägt auch bei, daß dieses Gehäuse aus Druckguß besteht und deshalb eine große träge Masse aufweist, deren Eigenfrequenz wesentlich unterhalb der Arbeits­ frequenz des Schwingankers liegt, auch dann, wenn dieser mit einer Arbeitsfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz betrieben wird.

ln Fig. 14 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die beiden Ringschalen 20 und 21 welche den Rückschlußkörper 19 bilden, je­ weils festsitzend in eine Gehäusehälfte 28 bzw. 29 eingegossen sind, deren übrige Form gleich ist wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 4.

Bei dem in Fig. 15 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Gehäusehälften 28 und 29 jeweils aus einem mit Eisenteilchen angereicherten Kunststoff und sie sind im Spritzgußverfahren her­ gestellt. Als Polringe sind zwei Weicheisenringe 99 und 100 ein­ gespritzt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 sind die beiden Gehäusehälften 28 und 29 insgesamt aus einem mit Eisenteilchen angereicherten Kunststoff einstückig im Spritzgußverfahren hergestellt. Es ist erkennbar, daß dabei die die beiden Polringe bildenden zylind­ rischen Innenwände 101 und 102 eine größere Wanddicke aufweisen als die Weicheisenringe 99 und 100 der Fig. 15. Dies ist erfor­ derlich, um die zwischen diesen beiden Polringen 101 und 102 erforderliche magnetische Feldstärke zu erreichen, wenn die magne­ tische Sättigungsgrenze, die ja von der magnetischen Leitfähigkeit abhängt, wesentlich unter der von Weicheisen liegt.

Die übrigen Anordnungen der in Fig. 14, 15 und 16 dargestellten Schwingankermagneten sind gleich wie bei dem vorstehend anhand der Fig. 1 bis 13 geschilderten Ausführungsform.

Claims (18)

1. Elektrisch angetriebene Membran-Saug- oder Druckpumpe mit einem Schwingankermagneten als Antriebsmotor, der eine kreis­ ringförmige Magnetspule mit einem zumindest annähernd zylind­ rischen Innenraum aufweist, die von einem in Umfangsrichtung unterbrochenen, ferromagnetischen Rückschlußkäfig konzentrisch umschlossen und in einem Gehäuse festsitzend angeordnet ist, wobei sich im Innenraum des Rückschlußkäfigs in koaxialer Anordnung zu der der Magnetspule und dem Rückschlußkäfig gemeinsamen Systemachse ein aus einem ferromagnetischen Tauchanker und einem mit der Pumpmembran verbundenen, axial federnd gelagerten, zentralen Ankerschaft bestehender Schwinganker befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkäfig (19) im Innenraum der Magnetspule (16) zwei in axialer Richtung durch einen Ringspalt (27) voneinander getrennte Polringe (25, 26) bildet, und daß der zentrale Ankerschaft (39) mit je einem auf einer Seite aus dem Rückschlußkäfig (19) der Magnetspule (16) herausragenden End­ abschnitt tragend und zentrierend an zwei blattförmigen Schwingfedern (42, 43) befestigt ist, die beide gleich geformt sind und die beide jeweils mit einem axialen Abstand vom Rückschlußkäfig (19) mit ihren jeweiligen Fußabschnitten (48) an Anlageflächen (61, 62) des Gehäuses (28, 29) befestigt sind, welche sich diametral gegenüberliegend auf verschiedenen Seiten der Systemachse (9) und in gleichem Abstand von dieser System­ achse (9) angeordnet sind.

2. Membran-Saugpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpaggregat (1) mit seiner Pumpmembran (3) und Schwingankers (8) angeordnet ist.

3. Membran-Druckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpaggregat (1) mit seiner Pumpmembran (3) uns seinen Ansaug- und Aulaßventilen auf der Druckseite des Schwingankers (8) angeordnet ist.

4. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Flächenform im rechteckigen oder quadratischen Schwingfedern (42, 43) in ihrem Flächenzenzentrum eine Federzunge (44) aufweisen, die durch einen zu der quer zum Fußabschnitt (48, 48′) verlaufen­ den Symmetrieachse (46) symmetrischen Ausschnitt (47, 47′) auf der dem Fußabschnitt (48, 48′) zugekehrten sowie auf ihren parallel zur Symmetrieachse (46) verlaufenden Seiten freige­ schnitten ist und an welcher jeweils ein Ende des Ankerschaftes (39) befestigt ist.

5. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federzunge (44) an ihrem sich unmittel­ bar an den mit ihr verbundenen, dem Fußabschnitt (48, 48′) gegenüberliegenden Quersteg (49) anschließenden Abschnitt (50) beidseitg mit zur Symmetrieachse (46) symmetrischen, dreieck­ förmigen Einschnitten (51, 52) versehen ist und daß die beiden den Fußabschnitt (48, 48′) mit dem Quersteg (49) verbindenden Verbindungsschenkel (53, 54) innere Begrenzungskannten (55, 56) aufweisen, die von gleichschenklig-dreieckförmigen Ein­ schnitten (57, 58) gebildet sind.

6. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungsschenkel (53, 54) der Schwingfeder (42′, 43′) im Bereich ihres Fußabschnitts (48′) durch einen Verbindungssteg (59) miteinander verbunden sind.

7. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchanker (38) aus einem hülsenförmigen oder topfförmigen wenigstens an einer Um­ fangsstelle durch einen durchgehenden Axialschlitz (79) un­ terbrochenen Hohlkörper (80, 82) besteht.

8. Membran- Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Axialschlitz (79) in einem Radialschlitz der Stirnwand (78) des topfförmigen Hohlkörpers (38, 80) fortsetzt.

9. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im hülsenförmigen oder topfförmigen Hohlkörper (80, 82) zur Bestimmung der Eigenschwingung des Schwingankers (8) eine zusätzliche Schwingmasse (83, 84) angeordnet ist.

10. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schwingmasse (83, 84) aus nichtmagnetischem und/oder elektrisch nicht leitendem Material besteht.

11. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Tauchanker bildende Hohlkörper (80) im Sinterverfahren hergestellt ist.

12. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei formgleichen, metallenen Druckgußteilen (28, 29) besteht, welche den Rückschlußkörper (19) festsitzend zwischen sich einschließen.

13. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (28, 29) durch in der Ebene der Systemachse (9) auf den parallel zur Systemachse (9) verlaufenden Gehäuseaußenseiten (85, 86) angeordnete Traglaschen (90, 91) auf gummielastischen Stützsäulen (97, 98) eines im übrigen nicht mit dem Gehäuse (28, 29) verbundenen Standsockels (5) gelagert ist.

14. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkäfig (19) aus zwei gleichgeformten kreisringförmigen, tiefgezogenen Ringschalen (20, 21) besteht, deren äußere Ringwände (22, 23) mit ihren planebenen Stirnseiten spaltfrei zusammengesetzt sind und die jeweils am Rand einer zentralen, kreisförmigen Öffnung mit einem nach innen gerichteten Ringkragen (25, 26) versehen sind, der eine geringere axiale Länge aufweist als die dazugehörige äußere Ringwand (22, 23).

15. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringschalen (20, 21) des Rückschlußkäfigs (19) in je eine Gehäusehälfte (28, 29) eingegossen sind.

16. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 13, dadurch gekennzeichnet daß das Gehäuse aus zwei gleichgeformten Formteilen (28, 29) besteht, die aus mit Eisenteilchen (Eisenpulver) angereichertem Kunststoff oder Keramik im Spritz- oder Formgießverfahren hergestellt sind und daß in jeden der beiden Formteile eine Hälfte des Rückschlußkäfigs (19) eingeformt oder eingegossen ist.

17. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß vom Rückschlußkäfig (19) nur die beiden aus ferromagnetischem Material hergestellten Polringe(25, 26) in die das Gehäuse bildenden Formteile (28, 29) eingegossen sind.

18. Membran-Saug- oder Druckpumpe nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpmembran (3) eine etwa halbkreisförmige Ringsicke (14) aufweist und mit dem Schwinganker (8) so verbunden ist, daß die Ringsicke (14) sich auf ihrer Niederdruckseite befindet.