DE7136453U - Elektromagnetisch betaetigbare membranpumpe - Google Patents

Description

TELDIX GmbH

6900 Heidelberg
Grenzhofer Weg 36

Heidelberg, 22. September 1971 E/Ft-Seh/Bä E-235

Elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe

Die Neuerung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe enthaltend einen gegen die Kraft eines Federsystems bewegbaren Anker. Solche Membranpumpen weisen eine mit dem Anker verbundene Membran und weiterhin Ein- und Auslaßventile auf, welche entsprechend der Bewegung des Ankers gesteuert werden.

Eine bekannte Membranpumpe dieser Art wird durch eine Impulsfolge gesteuert, welche den Elektromagneten abwechselnd ein- und ausschaltet. Zum optimalen Arbeiten der Pumpe ist es erforderlich, die Resonanzfrequenz des sciiwingungsfähigen Systems enthaltend das Federsystem und den Anker auf die Frequenz der Impulsfolge abzustimmen. Weiterhin muß sum Einstellen des optimalen Arbeitspunktes der Ankerhub veränderbar sein. Bei der bekannten Membranpumpe ist durch Formgebung und Material angestrebt, die Membranpumpe optimal auszubilden. Jedoch wird durch Herstellungetoleranzen das Ergebnis nachteilig beeinflußt.

ζ* /2 °

Es ist daher Aufgabe der Neuerung, eine einfache Pumpe zu schaffen, deren optimaler Arbeitspunkt, leicht einstellbar ist, wobei das Bauvolumen möglichst klein sein soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Neuerung dadurch gelöst, daß das Federsystem wenigstens zwei kraftschlüssig übereinander liegende Blattfedern aufweist, welche vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet sind und bogenförmige Schlitze aufweisen, und daß die genannten Blattfedern gegeneinander verdrehbar sind. Somit kann durch einfaches Verdrehen der Blattfedern die jeweils wirksame Federlänge des Federsystems und dadurch die Federkonstante verändert werden. Weiterhin kann die Einstellung der Federkonstanten "bei vollständig zusammengebauter Pumpe vorgenommen werden, ohne daß irgendwelche Bauteile ausgebaut odex' ausgewechselt werden müssen.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Membranpumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern einander gleich ausgebildet sind und auf zwei konzentrischen Kreisen jeweils zwei Schlitze aufweisen, welche sich über annähernd 180° erstrecken, so daß auf dem inneren und äußeren Kreis diametrale Stege vorhanden sind, welche vorzugsweise um 90° gegeneinander versetzt sind. Es ergeben sich fertigungstechnische Vorteile, da nur eine Federart benötigt wird, welche sehr leicht herstellbar ist.

Eine Membranpumpe gemäß der Neuerung ist hervorragend geeignet „ zum Einbau in hydrostatisch flüssigkeitsgelagerten Kreiselgeräten zur Erzeugung des Druckes der Lagerflüssigkeit, denn aufgrund der einfachen Optimierbarkeit 4er Pumpe kamt bei extreft kleiner Baugröße ein großer Druck erzeugt werden. Dabei wird die Pumpe in einem abgeschlossenen Kreislauf der Lagerflüssigkeit angeordnet. Zum Ausgleich von Tolumenanderußgen, beispielsweise infolge Temperatureinfluß und ZHB Druckausgleich wird vorgeschlagen, konzentrisch zur

7 136450 30 IZ⁷' /

E-235 IO / 3

Membranpumpe in einem Gehäuse eine Ausgleichskaininer mit eilicfil üeixg VOPÄUSOiieli, Υίϋΰΐχΐ'ΰίΐ in VöJL'oeiiiiäftiJX' Weise die Membranpumpe in das Kreiselgerät integriert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung soll anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die in einem Gehäuse angeordnete Pumpe

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Federsystem in Pfeilrichtung A gemäß Fig. 1, jedoch in kleinerem Maßstab, wobei die Federn gegeneinander nicht verdreht sind

Fig. 5 eine Aufsicht entsprechend Fig. 2, wobei die Federn gegeneinander um 90° verdreht sind.

Gemäß Fig. 1 weist die Membranpumpe einen Elektromagneten auf, enthaltend einen ringförmigen Eisenkern ^, in welchem eine Wicklung 2 einer Bingspule angeordnet ist. Ein Rückschlußring 3 ist von oben auf die Wicklung 2 gelegt und mit dem Eisenkern 1 verbunden. Ein kegelförmiger Anker 4 ist in der Mitte der Wicklung 2 angeordnet und mit einer als Feder ausgebildeten Membran 5 verbunden, welche ihrerseits am Umfang des Eisenkernes 1 mittels einer Platte 6 eingespannt ist. An der unteren Stirnfläche des Ankers sind zwei übereinander liegende scheibenförmige Blattfedern 7, 8 angeordnet, wobei der Abstand zum Anker 4 mittels einer Verstellschraube 9» welche mit einem Absatz 10 an den genannten Blattfedern 7» 8 anliegt, einstellbar ist. Durch Verdrehen der Versteilschraube 9 kann das Federsystem enthaltend die Blattfedern 7»-8 und die Membran 5 vorgespannt und der Ankerhub eingestellt werden. Die Blattfeder 8 ist an ihrem äußeren Umfang mit dem Eisenkern 1 befestigt, während die untere Blattfeder 7 zwischen dem Gehäuseboden 11 und der Feder 8 drehbar ist. Der Anker 4 weist eine zentrale und am unteren Ende konisch verlaufende Längsbohrung 12 auf, welche

713645530.il" ' _/4

• ■ II··

zusammen mit einer Kugel 13 und einer Feder 14 das EinlaS-

VSHOJ-JL üliücu· JlII OcX* i'iJLwwc GSjl" «'JlSwwc O 13u cjlIi äü5jl3u—

ventil vorgesehen, wobei eine Kugel 15 mittels eiiier Feder 15a in einer konischen Bohrung 16 fixiert wird. Das Volumer, der Pumpenkammer 17 zwischen der Membran 5 und der Platte wird durch Ein- und Ausschalten des Elektromagneten verändert. Ein Gehäusedeckel 18 ist durch Schrauben 19 mit dsm Gehäuseboden 11 verbunden, wobei ein O-Ring 20 am äußeren Umfang zur Dichtung vorgesehen ist. Im Innern des Deckels ist ein Balg 21 konzentrisch zuni Elektromagneten angeordnet, so daß zwischen der beschriebenen Membranpumpe und einem an der Bohrung 23 des Gehäusebodens 5 angeschlossenen Verbraucher eine im Volumen veränderbare Ausgleichskammer 22 vorhanden ist.

In Fig. 2 ist eine Teil&asicht der Membranpumpe in Pfeilrichtung A gennß Fig. 1 dargestellt. Dabei ist die Blattfeder 7 gegenüber der Blattfeder 8 derart gedreht, daß die kreisbogenförmigeh Schlitze der genannten Federn genau übereinander liegen. Die Blattfeder 7 (entsprechendes gilt für Blattfeder 8) weist auf einem inneren Kreisbogen zwei Schlitze 7a, 7b und auf einem äußeren Kreisbogen zwei Schlitze 7c, 7d auf, wobei jeder Schlitz sich annähernd über 180° erstreckt. Die dazwischen liegenden Stege 7e (8e) auf «lern äußeren und inneren Kreisbogen sind gegeneinander um 90° versetzt. Bekanntlich ist bei einer einseitig eingespannten Blattfeder die Federkonstante unter anderem abhängig von der wirksamen Federlänge. Bei den in Fig. 2 dargestellten Blattfedern ist die wirksame Federlänge mit I^ bezeichnet, wobei zu beachten ist, daß pro Feder vier derartige Federlängen vorhanden sind.

In Fig. 3 ist die Feder 7 gegenüber der Feder 8 um 90° verdreht dargestellt, so daß die Stege 8e in den Schlitzen £a-d sichtbar sind. Die nun im wesentlichen wirksamen Feder-

713645330.1Z⁷« _/5

E-235 S / 5

länger, sind mit l_o bezeichnet- Da die beiden Blattfedern 7, 8 in axialer Ricntung kraftschlüssig übereinander angeordnet sind, ist zu beachten, daß insgesamt nur vier Federlängen 1~ wirksam werden bei einer Auslenkung des Ankers 4. Da nun die Federlängen Ip wesentlich kürzer eis I^ (etwa nur halb so groß) und insgesamt nur viermal zu berücksichtigen sind, wird auch die Federkonstante der beiden Federn 8, 9 zusammen in diesem Falle größer sein. Messua gen ergaben, daß die Federkonstante bei einer Anordnung gemäJ Fig. 3 gegenüber der Federkonstanten bei einer Anordnung gemäß Fig. 2 etwa um den Faktor vier größer war. Weiterhin ergab sich eine praktisch· lineare Abhängigkeit der Federkonstanten von dem Drehwinkel der Federn. Dieses Ergebnis kann durch eine einfache Berechnung mit Hilfe der bekannten Gleichungen für einseitig eingespannte Blattfedern leicht bestätigt werden.

Die Wirkungsweise der Membranpumpe wird anschließend erläutert. Die Wicklung 2 wird mittels einer Spannungsimpulsfolge eines Hechteckgenerators (nicht dargestellt) angesteuert. Beim Anziehen des Elektromagneten bewegt sich der Anker 4 nach unten und spannt die Federn ?, 8 und die als Feder ausgebildete Kembran 5» wobei die genausten federn gleichzeitig als Parallelführung dienen. Dabei öffnet die Kugel 13 das untere Einlaßventil und die Flüssigkeit strömt in die Pumpenkammer 17» Steht an der Wicklung 2 keine Spannung an, so wird der Anker 4 durch die Kraft der gespannten Federn nach oben bewegt. Dabei schließt die Kugel 13 das Einlaßventil, während die Kugel 15 des Auslaßventils nach oben gedruckt wird und die Flüssigkeit in Pfeilrichtung nach außen in die Aüsgleichskaiamer 22 und durch die Bohrung 23 zum Verbraucher gelangt.

- Schutzansprüche -

ϊ

Claims (5)

Schutzansprüche

1. Elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe, enthaltend einen gegen die Kraft eines Federsystems bewegbaren Anker, dadurch gekennzeichnet, daß das Federsystem wenigstens zwei lcraftschlüssig übereinander liegende Blattfedern (7, 8) aufweist, welche vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet sind und bogenförmige Schlitze aufweisen, und daß die genannten Blattfedern (7. 8) gegeneinander verdrehbar sind.

2. Elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (7, 8) einander gleich ausgebildet sind und auf zwei konzentrischen Kreisen jewef.ls zwei Schlitze (7a, 7b, 8a, 8b) und (7c, 7d, 8c, 8d) aufweissn, welche sich über t-^nähernd 180° erstrecken, so daß auf dem inneren und äußeren Kreis diametrale Stege (7e, 8e) vorhanden sind, welche vorzugsweise um 90° gegeneinander versetzt sind.

3. Elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (7, 8) konzentrisch zum Anker angeordnet sind und daß der Abstand der Blattfedern (7, 8) zum Anker (4) mittels einer zentral angeordneten Verstellschraube 9 einstellbar ist.

4-, Elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federsystem die als Blattfeder ausgebildete Membran (5) enthält und daß mittels der Verstellschraube 9 eine Vorspannung des Federsystems einstellbar ist·

5. Elektromagnetisch betätigbare Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranpumpe in einem Gehäuse (11, 18) angeordnet ist, welches eine konzentrisch zur Membranpumpe angeordnete Ausgleichskammer 22 mit einem Balg 21 aufweist.

Heidelberg, %2&&bfl·. 3 0 1?
E/Pt-Sch/Ba E-235 '""