EP0688954A1 - Controlled replenishment device for high pressure membrane pumps - Google Patents

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EP0688954A1
EP0688954A1 EP95103877A EP95103877A EP0688954A1 EP 0688954 A1 EP0688954 A1 EP 0688954A1 EP 95103877 A EP95103877 A EP 95103877A EP 95103877 A EP95103877 A EP 95103877A EP 0688954 A1 EP0688954 A1 EP 0688954A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
sniffer
connection
pressure chamber
channel
Prior art date
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Granted
Application number
EP95103877A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0688954B1 (en
Inventor
Horst Dipl. Ing. Fritsch
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Lewa GmbH
Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Original Assignee
Lewa GmbH
Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Lewa GmbH, Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG filed Critical Lewa GmbH
Publication of EP0688954A1 publication Critical patent/EP0688954A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0688954B1 publication Critical patent/EP0688954B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/067—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston

Definitions

  • the invention relates to a hydraulically driven diaphragm pump according to the preamble of claim 1.
  • a leakage supplement device a so-called sniffing device
  • a sniffing device which has a sniffing connection in the form of a connecting channel between the pressure chamber and the storage chamber.
  • This connection channel is normally closed by a vacuum-controlled, spring-loaded sniffer valve.
  • the snifting valve then responds or opens the connection between the pressure chamber and the storage chamber when the piston generates an excessive vacuum in the hydraulic system caused by a lack of hydraulic fluid during the suction stroke.
  • This negative pressure in the work space is detected by the sniffer valve, so that the missing hydraulic fluid in the pressure space can then be supplemented via the connecting channel coming from the storage space.
  • a modified membrane system control is also known, by means of which premature leakage supplementation can also be prevented.
  • a control system influenced by the respective membrane system is also provided, which works with spring-loaded control pins. These normally keep the leakage valve closed mechanically. However, if a movably guided perforated plate is moved accordingly against the force of springs through the membrane in the suction stroke end position, the control pins are also displaced thereby, so that the leakage supplement valve is released.
  • the invention is therefore based on the object of designing the diaphragm pump of the generic type in order to eliminate the disadvantages described in such a way that a premature response of the snifting valve, in particular during the occurrence of the coupling vacuum peak, is prevented with little design effort and thus prevents such vacuum peaks from already occurring trigger the sniffer valve at the beginning of the suction stroke.
  • the invention is based on the essential idea of controlling the sniffer connection between the pressure chamber and the storage chamber not by the membrane system but by the position of the displacement piston itself. This is done in such a way that the piston serves as a control element, in particular as a control slide, which at least at the beginning of the suction stroke interrupts the sniffer connection between the pressure chamber and the storage chamber and only releases this connection when it has covered part of its suction stroke. In this case, the piston preferably releases the sniffer connection when it has covered approximately half of its stroke.
  • Such a sniffing obstruction controlled by means of the respective piston position, can be achieved with simple constructive means, at the same time ensuring that it works effectively.
  • the piston act directly or indirectly as a control slide, but in any case the design effort associated with a diaphragm control system is avoided.
  • the arrangement is preferably such that this pressure chamber side channel of the sniffer connection opens into the cylinder bore for the piston.
  • This pressure chamber-side channel of the sniffing connection is therefore only released by the piston for the purpose of supplementing the leak when the latter has covered a certain distance of its suction stroke, so that the vacuum peak which occurred at the beginning of the suction stroke has remained ineffective.
  • the configuration can be such that the reservoir-side channel of the sniffer connection opens into the cylinder bore for the piston. This canal-side canal then connected to a piston channel, which opens into the storage space, when the piston has covered part of its suction stroke.
  • the piston in a modification of this, it is also possible for the piston to act indirectly as a control element, for example by connecting the piston at its rear end to a parallel auxiliary control slide.
  • This is displaceable in a part of the channel of the sniffer connection on the storage space side and can, because it is hollow or as a sleeve, interrupt or release the connection to the storage space depending on the stroke position of the displacement piston.
  • the invention prevents with simple means that the vacuum peak occurring in the hydraulic system at the start of the suction stroke causes the snifting valve to respond prematurely, which would result in the pressure chamber being overfilled with hydraulic fluid.
  • the hydraulically driven diaphragm pump shown in FIG. 1 is a high-pressure diaphragm pump in which a metal diaphragm 1 is used. This is clamped between two perforated plates 2, 3 - a perforated plate 2 with a flat inner surface and a perforated plate 3 with a concave inner surface. These, in turn, are clamped between a pump housing 4 and a pump cover 5, which is detachably attached to the front of the latter.
  • the membrane 1 separates a delivery chamber 6 from a pressure chamber 7 filled with hydraulic fluid.
  • the diaphragm pump shown has a hydraulic diaphragm drive in the form of an oscillating displacement piston 8, which can be displaced in a sealed manner in the pump housing 4 between the pressure chamber 7 and a storage chamber 9 for the hydraulic fluid.
  • the piston 8 is sealed by means of a so-called ground-in seal.
  • the pump cover 5 has a spring-loaded inlet valve 10 and a spring-loaded outlet valve 11 in the usual way. These two valves 10, 11 are connected via an inlet channel 12 and an outlet channel 13 to the delivery chamber 6 in such a way that the conveying medium during the suction stroke of the displacer 8 and thus the diaphragm 1 to the right according to FIG the inlet valve 10 and the inlet channel 12 is sucked into the delivery chamber 6. In contrast, the pumped medium is then metered out of the delivery chamber 6 in the direction of the arrow during the pressure stroke of the piston 8 and thus of the membrane 1 via the outlet channel 13 and the outlet valve 11.
  • a pressure limiting valve 14 which communicates with the pressure chamber 7 and the storage chamber 9 via corresponding channels 15, 16 communicates; it is set such that it opens when an undesirably large excess pressure in the pressure chamber 7 occurs at the end of the pressure stroke of the piston 8, so that the excess hydraulic fluid is then discharged into the reservoir 9 via the channels 15, 16.
  • a leakage supplementation device 17 is provided.
  • This has a conventional spring-loaded, vacuum-controlled sniffer valve 18, which is connected to the storage space 9 via a channel 19.
  • the leak supplement device 17 or the sniffer valve 18 is connected to the pressure chamber 7 via a further channel 20 which, as can be clearly seen in FIG. 1, leads from the sniffer valve 18 directly into the cylinder bore 21 for the piston 8 or opens there.
  • this pressure chamber-side channel 20 opens into the piston cylinder bore 21 at a point which is approximately half the stroke h of the piston 8, i.e. in the middle between its front and rear dead center.
  • the piston 8 holds the pressure chamber side Channel 20 of the leakage supplement device 17 is closed at the beginning of its suction stroke, so that the sniffer connection between the pressure chamber 7 and the storage chamber 9 is thereby interrupted. This connection is only released by the piston 8 when it has covered part of its suction stroke. Only then is the leakage replenishment device 17 or the sniffer valve 18 able to replenish hydraulic fluid from the reservoir 9 when an excessively high vacuum caused by leakage losses occurs.
  • the arrangement shown, in which the controlled sniffing hindrance occurs on the high pressure side, is particularly suitable for stroke-controllable diaphragm pumps with a constant piston center position.
  • the piston 8 is used as a control slide for temporarily blocking the leakage supplement device 17 in order to prevent its premature response at the beginning of the piston suction stroke.
  • the piston 8 is in the position according to FIG. 1, in which its front end surface is approximately flush with the corresponding wall of the pressure chamber 7.
  • the channel 20 of the leakage supplement device 17 on the pressure chamber side is closed by the piston 8.
  • control of the sniffing obstruction on the low-pressure side is provided.
  • This is particularly suitable for diaphragm pumps with a constant stroke length, the sealing of the piston 8 within its cylinder bore 21 likewise being formed by means of a single-joint seal, just as in the previously described embodiment according to FIG. 1.
  • the pressure chamber-side channel 20a starting from the snifting valve 18 of the treat device 17 is arranged in such a way that it does not open into the cylinder bore 21 of the displacer 8, but rather runs to the pressure chamber 7 and opens out at its end wall.
  • the channel 19 on the storage room side which, starting from the sniffer valve 18, runs in the direction of the storage room, is also provided. However, its end facing away from the snifting valve 18 does not open directly into the storage space 9, but, as it were, only indirectly.
  • the channel 19 on the storage room side opens with its end facing away from the snifting valve 18 into an additional channel 19a, which - transversely extending to the axis of the displacer 8 - runs in a bush-like insert 22 which displaceably guides the piston 8 and in turn opens into the storage space 9.
  • the piston 8 has an annular groove 23 at a specific point on its longitudinal extent, this point being selected such that it is at a distance h (piston stroke path) from the additional duct 19a when the piston 8 is at its front dead center position (pressure stroke end shown in FIG. 3) ) having.
  • the configuration is similar to the embodiment according to FIG. What is different, however, is that the piston 8 is sealed in your bore 21 not by means of a single-joint seal, but by means of piston rings 24, which are fixed on the piston 8 in the usual way.
  • piston 8 instead of an annular groove 23 is provided with a reduced-diameter piston part 8a, so that an annular space 23a is formed between this reduced-diameter piston part 8a and the associated cylinder bore 21, which function corresponds to that of the annular groove 23.
  • the additional channel 19a connected to the storage chamber-side channel 19 is designed in such a way that it does not pass through the entire insert 22, transverse to the axis of the piston 8, but only opens into the cylinder bore 21 of the piston 8.
  • the connection between the additional channel 19a and the storage space 9 is made, with a corresponding piston position, in that a further channel 19b is provided in the insert part 22, which extends from the storage space 9 to the cylinder bore 21 of the piston 8 and there at a point which displaces to the mouth of the additional channel 19a, opens out.
  • low-pressure control of the sniffing obstruction is also provided.
  • the piston 8 has a parallel auxiliary control slide in the form of an additional control piston 25 at its storage chamber end. This is arranged on a flange 26 attached to the piston 8 in the vicinity of its circumference and extends in such a way that it plunges into a correspondingly extending channel 27 of the housing 4. As shown, this housing channel 27 is connected, on the one hand, to the channel 19 of the leakage supplement device 17 on the storage room side and, on the other hand, opens out into the storage room 9.
  • the additional control piston 25 is hollow or a sleeve with ends open on both sides.
  • the position of the piston 8 shown which corresponds to the end of the pressure stroke or the beginning of the suction stroke according to FIG Position 3 in the two diagrams according to FIG. 2 corresponds to the sniffer connection between the storage chamber 9 and the pressure chamber 7 being interrupted, since the control piston 25 is largely completely immersed in the housing channel 27 and thus closes the channel 19 on the storage chamber side.
  • the sniffer connection between the storage chamber 9 and the pressure chamber 7 - via the hollow control piston 25, the housing channel 27, the storage chamber-side channel 19 and the pressure chamber-side channel 20a - is made, so that with a corresponding negative pressure in the pressure chamber 7, the sniffer valve 18 responds and for an automatic leak replenishment from the storage room 9 ensures.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

An obstruction is formed by an oscillating piston (8), which acts upon a pump membrane (1) by hydraulic fluid. A spring loaded relief valve prevents excessive suction, by permitting hydraulic fluid to flow from the supply volume (9) to the pressurised volume (7). The piston acts as a control slide, releasing the connection to the relief valve only after at least part of the suction stroke has been completed. The connection may be released if the piston has completed approximately half of its stroke, or may be kept closed for at least the start of the stroke. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Membranpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulically driven diaphragm pump according to the preamble of claim 1.

Bei bekannten Membranpumpen der gattungsgemäßen Art ist üblicherweise eine Leckergänzungseinrichtung, eine sog. Schnüffeleinrichtung, vorgesehen, die eine Schnüffelverbindung in Form eines Verbindungskanals zwischen Druckraum und Vorratsraum aufweist. Dieser Verbindungskanal ist normalerweise durch ein unterdruckgesteuertes, federbelastetes Schnüffelventil verschlossen. Das Schnüffelventil spricht dann an bzw. öffnet dann die Verbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum, wenn der Kolben beim Saughub einen durch Mangel an Hydraulikflüssigkeit bewirkten übergroßen Unterdruck im Hydrauliksystem erzeugt. Dieser Unterdruck im Arbeitsraum wird durch das Schnüffelventil erfaßt, so daß dann die fehlende Hydraulikflüssigkeit im Druckraum über den vom Vorratsraum kommenden Verbindungskanal ergänzt werden kann.In known diaphragm pumps of the generic type, a leakage supplement device, a so-called sniffing device, is usually provided, which has a sniffing connection in the form of a connecting channel between the pressure chamber and the storage chamber. This connection channel is normally closed by a vacuum-controlled, spring-loaded sniffer valve. The snifting valve then responds or opens the connection between the pressure chamber and the storage chamber when the piston generates an excessive vacuum in the hydraulic system caused by a lack of hydraulic fluid during the suction stroke. This negative pressure in the work space is detected by the sniffer valve, so that the missing hydraulic fluid in the pressure space can then be supplemented via the connecting channel coming from the storage space.

Bei einer derartigen Leckergänzung zeigt sich das Problem, daß Unterdruckspitzen, die im Hydrauliksystem zu Beginn des Saughubes des Kolbens auftreten, zu einem vorzeitigen Ansprechen des Schnüffelventils führen. Eine derartige ausgeprägte Unterdruckspitze, der sog. Joukowsky-Stoß, tritt vorzugsweise bei großen Hochdruck-Membranpumpen zu Beginn der Saugphase auf, wenn die Flüssigkeitssäule in der Saugleitung beim Öffnen des Saugventils ruckartig beschleunigt wird. Das dadurch bewirkte vorzeitige Ansprechen des Schnüffelventils hat eine Überfüllung des Druckraums mit Hydraulikflüssigkeit zur Folge, was wiederum eine zu starke Auslenkung bzw. Beanspruchung der Membran während des Druckhubes bewirkt.With such a leak supplement, the problem arises that vacuum peaks that occur in the hydraulic system at the beginning of Suction stroke of the piston occur, lead to a premature response of the sniffer valve. Such a pronounced vacuum peak, the so-called Joukowsky shock, occurs preferably in the case of large high-pressure diaphragm pumps at the beginning of the suction phase when the liquid column in the suction line is accelerated suddenly when the suction valve is opened. The resultant premature response of the snifting valve results in the pressure chamber being overfilled with hydraulic fluid, which in turn causes the diaphragm to be deflected or stressed excessively during the pressure stroke.

Um ein derart vorzeitiges Ansprechen des Schnüffelventils aufgrund der auftretenden Unterdruckspitzen - und die hierdurch bewirkte Überfüllung des Hydraulikdruckraums mit Hydraulikflüssigkeit - zu vermeiden, ist es schon bekannt, die Leckergänzung mittels einer sog. Membranlagensteuerung zu beeinflussen. Hierbei übernimmt die Membran selbst die Betätigung eines Steuerventils, wobei ein von der Membran gesteuerter Steuerschieber die Membran im Bereich der Saughubendstellung abtastet und in dieser Saughubendstellung der Membran die Verbindung vom Vorratsraum zum Druckraum öffnet. Die Leckergänzung erfolgt nur dann, wenn die Membran eine vorbestimmte Grenzposition am Ende des Saughubes erreicht hat.In order to avoid such a premature response of the snifting valve due to the occurring vacuum peaks - and the resulting overfilling of the hydraulic pressure chamber with hydraulic fluid - it is already known to influence the leakage supplementation by means of a so-called membrane system control. Here, the membrane itself takes over the actuation of a control valve, a control slide controlled by the membrane sensing the membrane in the area of the suction stroke end position and in this suction stroke end position of the membrane opening the connection from the storage space to the pressure space. The leak is only supplemented when the membrane has reached a predetermined limit position at the end of the suction stroke.

Weiterhin ist auch schon eine abgewandelte Memebranlagensteuerung bekannt, mittels der ebenfalls eine vorzeitige Leckergänzung verhindert werden kann. Hierbei ist gleichfalls ein durch die jeweilige Membranlage beeinflußtes Steuerungssystem vorgesehen, das mit federbelasteten Steuerstiften arbeitet. Diese halten normalerweise das Leckergänzungsventil mechanisch geschlossen. Wenn jedoch durch die Membran in der Saughubendstellung eine beweglich geführte Lochplatte gegen die Kraft von Federn entsprechend bewegt wird, werden hierdurch auch die Steuerstifte verschoben, so daß das Leckergänzungsventil freigegeben wird.Furthermore, a modified membrane system control is also known, by means of which premature leakage supplementation can also be prevented. Here, a control system influenced by the respective membrane system is also provided, which works with spring-loaded control pins. These normally keep the leakage valve closed mechanically. However, if a movably guided perforated plate is moved accordingly against the force of springs through the membrane in the suction stroke end position, the control pins are also displaced thereby, so that the leakage supplement valve is released.

Derartige bekannte Membranlagensteuerungen haben jedoch den Nachteil, daß sie konstruktiv aufwendig ausgestaltet sind. Außerdem müssen sie sehr exakt eingestellt werden, um bei kleinen Membranhüben, die insbesondere bei Hochdruckmembranpumpen mit Metallmembranen auftreten, exakt zu funktionieren.Known membrane control systems of this type, however, have the disadvantage that they are structurally complex. In addition, they have to be set very precisely in order to function precisely in the case of small diaphragm strokes, which occur particularly in high-pressure diaphragm pumps with metal diaphragms.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Membranpumpe der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß mit geringem konstruktivem Aufwand ein vorzeitiges Ansprechen des Schnüffelventils, insbesondere während des Auftretens der Ankoppelungsunterdruckspitze, verhindert ist und somit vermieden wird, daß derartige Unterdruckspitzen bereits zu Beginn des Saughubes das Schnüffelventil auslösen.The invention is therefore based on the object of designing the diaphragm pump of the generic type in order to eliminate the disadvantages described in such a way that a premature response of the snifting valve, in particular during the occurrence of the coupling vacuum peak, is prevented with little design effort and thus prevents such vacuum peaks from already occurring trigger the sniffer valve at the beginning of the suction stroke.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The features of the invention created to achieve this object result from claim 1. Advantageous refinements thereof are described in the further claims.

Der Erfindung liegt der wesentliche Gedanke zugrunde, die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum nicht durch die Membranlage, sondern durch die Lage des Verdrängerkolbens selbst zu steuern. Dies erfolgt derart, daß der Kolben als Steuerelement, insbesondere als Steuerschieber, dient, der mindestens zu Beginn des Saughubes die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum unterbricht und diese Verbindung erst dann freigibt, wenn er einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat. Vorzugsweise gibt hierbei der Kolben die Schnüffelverbindung dann frei, wenn er etwa die Hälfte seines Hubweges zurückgelegt hat.The invention is based on the essential idea of controlling the sniffer connection between the pressure chamber and the storage chamber not by the membrane system but by the position of the displacement piston itself. This is done in such a way that the piston serves as a control element, in particular as a control slide, which at least at the beginning of the suction stroke interrupts the sniffer connection between the pressure chamber and the storage chamber and only releases this connection when it has covered part of its suction stroke. In this case, the piston preferably releases the sniffer connection when it has covered approximately half of its stroke.

Insgesamt wird hierdurch wirkungsvoll verhindert, daß die am Anfang des Saughubes auftretende Unterdruckspitze das Schnüffelventil vorzeitig auslöst, da zu diesem Zeitpunkt die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum noch zwangsläufig durch den Kolben verschlossen ist.Overall, this effectively prevents the vacuum peak occurring at the beginning of the suction stroke Sniffer valve triggers prematurely, because at this point the sniffer connection between the pressure chamber and the storage chamber is still inevitably closed by the piston.

Eine derartige, mittels der jeweiligen Kolbenlage gesteuerte Schnüffelbehinderung läßt sich mit einfachen konstruktiven Mitteln verwirklichen, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß sie wirkungsvoll arbeitet.Such a sniffing obstruction, controlled by means of the respective piston position, can be achieved with simple constructive means, at the same time ensuring that it works effectively.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Kolben direkt oder indirekt als Steuerschieber wirken zu lassen, wobei in jedem Fall aber der mit einer Membranlagensteuerung verbundene konstruktive Aufwand vermieden wird. Außerdem ist es möglich, die Steuerung hochdruckseitig oder niederdruckseitig vorzusehen, so daß hierbei durch den Kolben jeweils entweder ein druckraumseitiger Kanal der Schnüffelverbindung oder ein vorratsraumseitiger Kanal verschlossen gehalten bzw. gesteuert geöffnet wird.In an embodiment of the invention, it is possible to have the piston act directly or indirectly as a control slide, but in any case the design effort associated with a diaphragm control system is avoided. In addition, it is possible to provide the control on the high-pressure side or on the low-pressure side, so that either a pressure-chamber-side channel of the sniffer connection or a reservoir-side channel is kept closed or controlled by the piston.

Wenn der Kolben den druckraumseitigen Kanal der Schnüffelverbindung - mindestens zu Beginn seines Saughubes - verschlossen hält, ist die Anordnung vorzugsweise derart getroffen, daß dieser druckraumseitige Kanal der Schnüffelverbindung in die Zylinderbohrung für den Kolben mündet. Dieser druckraumseitige Kanal der Schnüffelverbindung wird somit zum Zweck der Leckergänzung vom Kolben erst dann freigegeben, wenn letzerer einen bestimmten Weg seines Saughubes zurückgelegt hat, so daß die vorher zu Beginn des Saughubes aufgetretene Unterdruckspitze wirkungslos geblieben ist.If the piston keeps the pressure chamber side channel of the sniffer connection closed - at least at the beginning of its suction stroke - the arrangement is preferably such that this pressure chamber side channel of the sniffer connection opens into the cylinder bore for the piston. This pressure chamber-side channel of the sniffing connection is therefore only released by the piston for the purpose of supplementing the leak when the latter has covered a certain distance of its suction stroke, so that the vacuum peak which occurred at the beginning of the suction stroke has remained ineffective.

Wenn demgegenüber der Kolben einen vorratsraumseitigen Kanal der Schnüffelverbindung für eine bestimmte Zeit zu Beginn seines Saughubes verschlossen hält, kann die Ausgestaltung derart getroffen sein, daß der vorratsraumseitige Kanal der Schnüffelverbindung in die Zylinderbohrung für den Kolben mündet. Dieser vorratsraumseitige Kanal wird dann mit einem Kolbenkanal, der in den Vorratsraum mündet, in Verbindung gebracht, wenn der Kolben einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.If, on the other hand, the piston keeps a reservoir-side channel of the sniffer connection closed for a certain time at the beginning of its suction stroke, the configuration can be such that the reservoir-side channel of the sniffer connection opens into the cylinder bore for the piston. This canal-side canal then connected to a piston channel, which opens into the storage space, when the piston has covered part of its suction stroke.

In Abwandlung hiervon ist es auch möglich, den Kolben indirekt als Steuerelement wirken zu lassen, indem beispielsweise der Kolben an seinem hinteren Ende mit einem parallellaufenden Hilfssteuerschieber verbunden ist. Dieser ist in einem Teil des vorratsraumseitigen Kanals der Schnüffelverbindung verschiebbar und kann dadurch, daß er hohl bzw. als Hülse ausgebildet ist, die Verbindung zum Vorratsraum in Abhängigkeit von der Hublage des Verdrängerkolbens unterbrechen bzw. freigeben.In a modification of this, it is also possible for the piston to act indirectly as a control element, for example by connecting the piston at its rear end to a parallel auxiliary control slide. This is displaceable in a part of the channel of the sniffer connection on the storage space side and can, because it is hollow or as a sleeve, interrupt or release the connection to the storage space depending on the stroke position of the displacement piston.

Insgesamt ist durch die Erfindung mit einfachen Mitteln verhindert, daß die zu Beginn des Saughubes im Hydrauliksystem auftretende Unterdruckspitze ein vorzeitiges Ansprechen des Schnüffelventils bewirkt, was zu einer Überfüllung des Druckraums mit Hydraulikflüssigkeit führen würde.Overall, the invention prevents with simple means that the vacuum peak occurring in the hydraulic system at the start of the suction stroke causes the snifting valve to respond prematurely, which would result in the pressure chamber being overfilled with hydraulic fluid.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1
schematisch im Schnitt eine hydraulisch angetriebene Membranpumpe mit einer durch den Kolben bewirkten hochdruckseitigen Steuerung der Schnüffelbehinderung;
Fig. 2
schematisch in Form zweier Diagramme (1. Druck über Hubweg = Indikatordiagramm und 2. Druck über Zeit) den Kurvenverlauf charakteristischer Daten beim Druckhub sowie Saughub der Membranpumpe zur Darstellung der beim Beginn des Saughubes auftretenden Unterdruckspitze;
Fig. 3
eine abgewandelte Ausführungsform mit einer niederdruckseitigen Steuerung der Schnüffelbehinderung;
Fig. 4
eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform mit niederdruckseitiger Steuerung und
Fig. 5
eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform mit einer einen zusätzlichen Steuerkolben (Hilfssteuerschieber) verwendenden niederdruckseitigen Steuerung.
The invention is explained below with reference to the drawing. This shows in:
Fig. 1
schematically in section a hydraulically driven diaphragm pump with a high-pressure control of the sniffing obstruction caused by the piston;
Fig. 2
schematically in the form of two diagrams (1st pressure over stroke = indicator diagram and 2nd pressure over time) the curve of characteristic data during the pressure stroke and suction stroke of the diaphragm pump to show the vacuum peak occurring at the start of the suction stroke;
Fig. 3
a modified embodiment with a low-pressure control of the sniffing disability;
Fig. 4
an alternative to FIG. 3 embodiment with low-pressure control and
Fig. 5
a further modified embodiment with an additional control piston (auxiliary control slide) using low-pressure control.

Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen hydraulisch angetriebenen Membranpumpe handelt es sich um eine Hochdruckmembranpumpe, bei der eine Metallmembran 1 zur Anwendung gelangt. Diese ist zwischen zwei Lochplatten 2, 3 - einer Lochplatte 2 mit ebener Innenfläche sowie einer Lochplatte 3 mit konkaver Innenfläche - eingespannt. Diese sind ihrerseits zwischen einem Pumpengehäuse 4 sowie einem hieran stirnseitig lösbar festgelegten Pumpendeckel 5 eingespannt.The hydraulically driven diaphragm pump shown in FIG. 1 is a high-pressure diaphragm pump in which a metal diaphragm 1 is used. This is clamped between two perforated plates 2, 3 - a perforated plate 2 with a flat inner surface and a perforated plate 3 with a concave inner surface. These, in turn, are clamped between a pump housing 4 and a pump cover 5, which is detachably attached to the front of the latter.

Die Membran 1 trennt einen Förderraum 6 von einem mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckraum 7.The membrane 1 separates a delivery chamber 6 from a pressure chamber 7 filled with hydraulic fluid.

Die dargestellte Membranpumpe weist einen hydraulischen Membranantrieb in Form eines oszillierenden Verdrängerkolbens 8 auf, der im Pumpengehäuse 4 abgedichtet zwischen dem Druckraum 7 und einem Vorratsraum 9 für die Hydraulikflüssigkeit verschiebbar ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt hierbei die Abdichtung des Kolbens 8 mittels einer sog. Einschliffabdichtung.The diaphragm pump shown has a hydraulic diaphragm drive in the form of an oscillating displacement piston 8, which can be displaced in a sealed manner in the pump housing 4 between the pressure chamber 7 and a storage chamber 9 for the hydraulic fluid. In the illustrated embodiment, the piston 8 is sealed by means of a so-called ground-in seal.

Der Pumpendeckel 5 weist in üblicher Weise ein federbelastetes Einlaßventil 10 sowie ein federbelastetes Auslaßventil 11 auf. Diese beiden Ventile 10, 11 stehen über einen Einlaßkanal 12 sowie einen Auslaßkanal 13 derart mit dem Förderraum 6 in Verbindung, daß das Fördermedium bei dem nach rechts gemäß Fig. 1 erfolgenden Saughub des Verdrängerkolbens 8 und damit der Membran 1 in Pfeilrichtung über das Einlaßventil 10 und den Einlaßkanal 12 in den Förderraum 6 angesaugt wird. Demgegenüber wird dann das Fördermedium bei dem nach links gemäß Fig. 1 erfolgenden Druckhub des Kolbens 8 und damit der Membran 1 über den Auslaßkanal 13 und das Auslaßventil 11 in Pfeilrichtung dosiert aus dem Förderraum 6 herausgedrückt.The pump cover 5 has a spring-loaded inlet valve 10 and a spring-loaded outlet valve 11 in the usual way. These two valves 10, 11 are connected via an inlet channel 12 and an outlet channel 13 to the delivery chamber 6 in such a way that the conveying medium during the suction stroke of the displacer 8 and thus the diaphragm 1 to the right according to FIG the inlet valve 10 and the inlet channel 12 is sucked into the delivery chamber 6. In contrast, the pumped medium is then metered out of the delivery chamber 6 in the direction of the arrow during the pressure stroke of the piston 8 and thus of the membrane 1 via the outlet channel 13 and the outlet valve 11.

Um eine Überfüllung des Druckraums 7 mit Hydraulikflüssigkeit zu verhindern und um damit die Membran 1 vor zu starker Auslenkung bzw. Beanspruchung während des Druckhubes zu schützen, ist ein Druckbegrenzungsventil 14 vorgesehen, das über entsprechende Kanäle 15, 16 mit dem Druckraum 7 sowie dem Vorratsraum 9 in Verbindung steht; es ist derart eingestellt , daß es beim Auftreten eines unerwünscht großen Überdruckes im Druckraum 7 am Ende des Druckhubes des Kolbens 8 öffnet, so daß dann die überschüssige Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 15, 16 in den Vorratsraum 9 abgeführt wird.In order to prevent the pressure chamber 7 from being overfilled with hydraulic fluid and thus to protect the membrane 1 from excessive deflection or stress during the pressure stroke, a pressure limiting valve 14 is provided which communicates with the pressure chamber 7 and the storage chamber 9 via corresponding channels 15, 16 communicates; it is set such that it opens when an undesirably large excess pressure in the pressure chamber 7 occurs at the end of the pressure stroke of the piston 8, so that the excess hydraulic fluid is then discharged into the reservoir 9 via the channels 15, 16.

Um in entsprechender Weise am Ende des Membransaughubes das Auftreten von Kavitation zu verhindern und für die aufgrund der Leckageverluste erforderliche Leckergänzung zu sorgen, ist eine Leckergänzungseinrichtung 17 vorgesehen. Diese weist ein übliches federbelastetes, unterdruckgesteuertes Schnüffelventil 18 auf, das über einen Kanal 19 mit dem Vorratsraum 9 in Verbindung steht. Die Verbindung der Leckergänzungseinrichtung 17 bzw. des Schnüffelventils 18 mit dem Druckraum 7 erfolgt über einen weiteren Kanal 20, der, wie aus Fig. 1 deutlich ersichtlich, vom Schnüffelventil 18 direkt in die Zylinderbohrung 21 für den Kolben 8 führt bzw. dort einmündet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel mündet dieser druckraumseitige Kanal 20 an einer Stelle in die Kolbenzylinderbohrung 21 aus, die etwa auf der Hälfte des Hubweges h des Kolbens 8, d.h. also in der Mitte zwischen dessen vorderem und hinterem Totpunkt, liegt.In order to prevent the occurrence of cavitation in a corresponding manner at the end of the membrane suction stroke and to ensure the leakage supplementation required due to the leakage losses, a leakage supplementation device 17 is provided. This has a conventional spring-loaded, vacuum-controlled sniffer valve 18, which is connected to the storage space 9 via a channel 19. The leak supplement device 17 or the sniffer valve 18 is connected to the pressure chamber 7 via a further channel 20 which, as can be clearly seen in FIG. 1, leads from the sniffer valve 18 directly into the cylinder bore 21 for the piston 8 or opens there. In the exemplary embodiment shown, this pressure chamber-side channel 20 opens into the piston cylinder bore 21 at a point which is approximately half the stroke h of the piston 8, i.e. in the middle between its front and rear dead center.

Wie ersichtlich, hält der Kolben 8 den druckraumseitigen Kanal 20 der Leckergänzungseinrichtung 17 zu Beginn seines Saughubes verschlossen, so daß hierdurch die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum 7 und Vorratsraum 9 unterbrochen ist. Diese Verbindung wird durch den Kolben 8 erst dann freigegeben, wenn er einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat. Erst dann ist die Leckergänzungseinrichtung 17 bzw. das Schnüffelventil 18 in der Lage, beim Auftreten eines durch Leckageverluste bewirkten zu hohen Unterdruckes für ein Nachfüllen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 zu sorgen.As can be seen, the piston 8 holds the pressure chamber side Channel 20 of the leakage supplement device 17 is closed at the beginning of its suction stroke, so that the sniffer connection between the pressure chamber 7 and the storage chamber 9 is thereby interrupted. This connection is only released by the piston 8 when it has covered part of its suction stroke. Only then is the leakage replenishment device 17 or the sniffer valve 18 able to replenish hydraulic fluid from the reservoir 9 when an excessively high vacuum caused by leakage losses occurs.

Die dargestellte Anordnung, bei welcher die gesteuerte Schnüffelbehinderung auf der Hochdruckseite erfolgt, eignet sich besonders für hubregelbare Membranpumpen mit konstanter Kolbenmittellage. Wie schon dargelegt, wird der Kolben 8 als Steuerschieber zur vorübergehenden Blockierung der Leckergänzungseinrichtung 17 benutzt, um deren vorzeitiges Ansprechen zu Beginn des Kolbensaughubes zu verhindern. Zu Beginn des Saughubes befindet sich der Kolben 8 in der Stellung gemäß Fig. 1, in der seine vordere Stirnfläche etwa bündig mit der entsprechenden Wand des Druckraums 7 abschließt. In dieser Kolbenstellung, die der Position 3 der beiden Diagramme gemäß Fig. 2 entspricht, ist der druckraumseitige Kanal 20 der Leckergänzungseinrichtung 17 durch den Kolben 8 verschlossen. Nachdem sich der Kolben 8 im Verlauf seines Saughubes zur Position 4 in den jeweiligen Diagrammen gemäß Fig. 2 bewegt hat, reicht der erzeugte Saugdruck ps aus, das Einlaßventil 10 zu öffnen. Anschließend müssen die Flüssigkeitssäule in der Einlaßleitung 12, das Einlaßventil 10 und die Membran 1 beschleunigt werden, wodurch eine Unterdruckspitze mit der Amplitude Δp erzeugt wird, wie bei der Position 4 in den jeweiligen Diagrammen gemäß Fig. 2 ersichtlich. Diese als Joukowsky-Stoß bezeichnete Unterdruckspitze würde normalerweise ein vorzeitiges Ansprechen des Schnüffelventils 18 und damit eine unerwünschte Überfüllung des Druckraums 7 mit Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 bewirken. Während dieser Zeit ist jedoch der druckraumseitige Kanal 20 noch durch den Kolben 8 verschlossen, so daß aufgrund dieser rein kolbengesteuerten Schnüffelbehinderung das Schnüffelventil 18 auf die erwähnte Unterdruckspitze nicht ansprechen kann. Erst gegen Ende des Saughubes, nachdem also der Kolben 8 die aus Fig. 1 ersichtliche Wegstrecke h (=Saughubweg) überstrichen hat, passiert die Stirnfläche des Kolbens 8 die Mündungsöffnung des druckraumseitigen Kanals 20 und gibt diesen frei. Somit ist nun während einer verbleibenden kurzen Kolbenwegstrecke die Ergänzung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 über die Kanäle 19, 20 in den Druckraum 7 möglich.The arrangement shown, in which the controlled sniffing hindrance occurs on the high pressure side, is particularly suitable for stroke-controllable diaphragm pumps with a constant piston center position. As already explained, the piston 8 is used as a control slide for temporarily blocking the leakage supplement device 17 in order to prevent its premature response at the beginning of the piston suction stroke. At the beginning of the suction stroke, the piston 8 is in the position according to FIG. 1, in which its front end surface is approximately flush with the corresponding wall of the pressure chamber 7. In this piston position, which corresponds to position 3 of the two diagrams according to FIG. 2, the channel 20 of the leakage supplement device 17 on the pressure chamber side is closed by the piston 8. After the piston 8 has moved to position 4 in the respective diagrams according to FIG. 2 in the course of its suction stroke, the suction pressure ps generated is sufficient to open the inlet valve 10. Then the liquid column in the inlet line 12, the inlet valve 10 and the membrane 1 must be accelerated, whereby a vacuum peak with the amplitude Δp is generated, as can be seen at position 4 in the respective diagrams according to FIG. 2. This vacuum peak, referred to as Joukowsky shock, would normally cause the snifting valve 18 to respond prematurely and thus undesirably overfill the pressure chamber 7 with hydraulic fluid from the storage chamber 9. While At this time, however, the channel 20 on the pressure chamber side is still closed by the piston 8, so that, owing to this purely piston-controlled sniffer, the sniffer valve 18 cannot respond to the vacuum peak mentioned. Only towards the end of the suction stroke, after the piston 8 has covered the distance h (= suction stroke) shown in FIG. 1, does the end face of the piston 8 pass through the opening of the channel 20 on the pressure chamber side and release it. Thus, it is now possible to add hydraulic fluid from the storage space 9 via the channels 19, 20 to the pressure space 7 during a remaining short piston travel distance.

Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform ist - im Gegensatz zur hochdruckseitigen Steuerung der Schnüffelbehinderung gemäß Fig. 1 - eine niederdruckseitige Steuerung der Schnüffelbehinderung vorgesehen. Diese eignet sich besonders für Membranpumpen mit konstanter Hublänge, wobei die Abdichtung des Kolbens 8 innerhalb seiner Zylinderbohrung 21 gleichfalls - genau wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 - mittels einer Einschliffabdichtung gebildet wird.In the modified embodiment shown in FIG. 3, in contrast to the control of the sniffing obstruction on the high-pressure side according to FIG. 1, control of the sniffing obstruction on the low-pressure side is provided. This is particularly suitable for diaphragm pumps with a constant stroke length, the sealing of the piston 8 within its cylinder bore 21 likewise being formed by means of a single-joint seal, just as in the previously described embodiment according to FIG. 1.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsform der vom Schnüffelventil 18 der Leckergeänzungseinrichtung 17 ausgehende druckraumseitige Kanal 20a derart angeordnet, daß er nicht in die Zylinderbohrung 21 des Verdrängerkolbens 8 ausmündet, sondern zum Druckraum 7 verläuft und an dessen Stirnwand ausmündet.As can be seen from FIG. 3, in this embodiment, the pressure chamber-side channel 20a starting from the snifting valve 18 of the treat device 17 is arranged in such a way that it does not open into the cylinder bore 21 of the displacer 8, but rather runs to the pressure chamber 7 and opens out at its end wall.

Der vorratsraumseitige Kanal 19, der, ausgehend vom Schnüffelventil 18, in Richtung Vorratsraum verläuft, ist gleichfalls vorgesehen. Jedoch mündet sein dem Schnüffelventil 18 abgewandtes Ende nicht direkt in den Vorratsraum 9, sondern gleichsam lediglich indirekt. Zu diesem Zweck mündet der vorratsraumseitige Kanal 19 mit seinem dem Schnüffelventil 18 abgewandten Ende in einen Zusatzkanal 19a, der - quer verlaufend zur Achse des Verdrängerkolbens 8 - in einem buchsenartigen, den Kolben 8 verschieblich führenden Einsatzteil 22 verläuft und seinerseits in den Vorratsraum 9 ausmündet.The channel 19 on the storage room side, which, starting from the sniffer valve 18, runs in the direction of the storage room, is also provided. However, its end facing away from the snifting valve 18 does not open directly into the storage space 9, but, as it were, only indirectly. For this purpose, the channel 19 on the storage room side opens with its end facing away from the snifting valve 18 into an additional channel 19a, which - transversely extending to the axis of the displacer 8 - runs in a bush-like insert 22 which displaceably guides the piston 8 and in turn opens into the storage space 9.

Der Kolben 8 weist an einer bestimmten Stelle seiner Längserstreckung eine Ringnut 23 auf, wobei diese Stelle derart gewählt ist, daß sie sich im Abstand h (Kolbenhubweg) zum Zusatzkanal 19a befindet, wenn der Kolben 8 seine in Fig. 3 dargestellte vordere Totpunktlage (Druckhubende) aufweist. Dies bedeutet, daß der Kolben 8 in der dargestellten Lage, die auch den Beginn des Saughubes - entsprechend der Position 3 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 - kennzeichnet, den Zusatzkanal 19a verschlossen hält und damit auch die Schnüffelverbindung zwischen Vorratsraum 9 und Druckraum 7 unterbricht. Wenn sich dann der Kolben 8 im Verlauf seines Saughubes von links nach rechts gemäß Fig. 3 bewegt und hierbei die Position 4 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 durchläuft, kann die auftretende Unterdruckspitze nicht zu einem vorzeitigen Ansprechen des Schnüffelventils 18 führen, da sich die Ringnut 23 des Kolbens 8 nach wie vor im Abstand zum Zusatzkanal 19a befindet, so daß die Schnüffelverbindung zum Vorratsraum unterbrochen ist.The piston 8 has an annular groove 23 at a specific point on its longitudinal extent, this point being selected such that it is at a distance h (piston stroke path) from the additional duct 19a when the piston 8 is at its front dead center position (pressure stroke end shown in FIG. 3) ) having. This means that the piston 8 in the position shown, which also marks the start of the suction stroke - corresponding to position 3 in the two diagrams according to FIG. 2 - keeps the additional channel 19a closed and thus also the sniffer connection between the supply chamber 9 and the pressure chamber 7 interrupts. If the piston 8 then moves from left to right in the course of its suction stroke according to FIG. 3 and thereby passes through position 4 in the two diagrams according to FIG. 2, the vacuum peak which occurs cannot lead to a premature response of the snifting valve 18 since the annular groove 23 of the piston 8 is still at a distance from the additional channel 19a, so that the sniffer connection to the storage space is interrupted.

Wenn dann der Kolben 8 am Ende seines Saughubes angekommen ist und hierbei entsprechend der Position 1 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 die strichpunktiert gezeichnete Stellung gemäß Fig. 3 einnimmt, befindet sich die Ringnut 23 des Kolbens 8 auf der Höhe des Zusatzkanals 19a. Dadurch ist über die Kanäle 19a, 19 und 20a die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 hergestellt, so daß dann, wenn im Hydrauliksystem aufgrund eines Mangels an Hydraulikflüssigkeit ein übergroßer Unterdruck entsteht, das Schnüffelventil 18 anspricht und automatisch die fehlende Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 ergänzt. Wenn dann der Kolben 8 wieder mit dem Druckhub beginnt und sich von der Position 1 in die Position 2 gemäß den beiden Diagrammen nach Fig. 2 bewegt, verschiebt sich die Ringnut 23 des Kolbens 8 sofort aus der Fluchtung mit dem Zusatzkanal 19, so daß dieser unverzüglich geschlossen wird und die Schnüffelverbindung unterbricht.When the piston 8 has arrived at the end of its suction stroke and, in accordance with position 1 in the two diagrams according to FIG. 2, assumes the position shown in broken lines according to FIG. 3, the annular groove 23 of the piston 8 is at the level of the additional channel 19a. As a result, the sniffer connection between the reservoir 9 and the pressure chamber 7 is established via the channels 19a, 19 and 20a, so that when an excessive vacuum is created in the hydraulic system due to a lack of hydraulic fluid, the sniffer valve 18 responds and automatically the missing hydraulic fluid from the Storage room 9 added. Then when the piston 8 starts again with the pressure stroke and moves from position 1 to position 2 according to the two diagrams according to FIG. 2, the annular groove 23 of the piston 8 immediately shifts out of alignment with the additional channel 19, so that the latter is closed immediately and the sniffer connection is interrupted.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Ausgestaltung ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 getroffen. Unterschiedlich ist jedoch, daß der Kolben 8 in deiner Bohrung 21 nicht mittels einer Einschliffabdichtung, sondern mittels Kolbenringen 24 abgedichtet ist, die in der üblichen Weise auf dem Kolben 8 festgelegt sind.In the further modified embodiment according to FIG. 4, the configuration is similar to the embodiment according to FIG. What is different, however, is that the piston 8 is sealed in your bore 21 not by means of a single-joint seal, but by means of piston rings 24, which are fixed on the piston 8 in the usual way.

Außerdem ist der Kolben 8 anstelle einer Ringnut 23 mit einem durchmesserverringerten Kolbenteil 8a versehen, so daß dadurch zwischen diesem durchmesserverringerten Kolbenteil 8a und der zugeordneten Zylinderbohrung 21 ein Ringraum 23a gebildet ist, der in seiner Funktion derjenigen der Ringnut 23 entspricht.In addition, the piston 8 instead of an annular groove 23 is provided with a reduced-diameter piston part 8a, so that an annular space 23a is formed between this reduced-diameter piston part 8a and the associated cylinder bore 21, which function corresponds to that of the annular groove 23.

Wie ersichtlich, ist der mit dem vorratsraumseitigen Kanal 19 verbundene Zusatzkanal 19a derart ausgebildet, daß er - querverlaufend zur Achse des Kolbens 8 - nicht das gesamte Einsatzteil 22 durchsetzt, sondern lediglich in die Zylinderbohrung 21 des Kolbens 8 ausmündet. Die Verbindung zwischen dem Zusatzkanal 19a und dem Vorratsraum 9 wird, bei entsprechender Kolbenlage, dadurch hergestellt, daß im Einsatzteil 22 ein weiterer Kanal 19b vorgsehen ist, der vom Vorratsraum 9 bis zur Zylinderbohrung 21 des Kolbens 8 verläuft und dort an einer Stelle, die versetzt zur Mündungstelle des Zusatzkanals 19a liegt, ausmündet.As can be seen, the additional channel 19a connected to the storage chamber-side channel 19 is designed in such a way that it does not pass through the entire insert 22, transverse to the axis of the piston 8, but only opens into the cylinder bore 21 of the piston 8. The connection between the additional channel 19a and the storage space 9 is made, with a corresponding piston position, in that a further channel 19b is provided in the insert part 22, which extends from the storage space 9 to the cylinder bore 21 of the piston 8 and there at a point which displaces to the mouth of the additional channel 19a, opens out.

Wie deutlich aus Fig. 4 ersichtlich, ist in der dargestellten Stellung des Kolbens 8, die der Stellung am Ende des Druckhubes bzw. zu Beginn des Saughubes entsprechend der Position 3 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 entspricht, die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 unterbrochen. Gleiches gilt auch dann, wenn der Kolben 8 im Verlauf seines Saughubes die Position 4 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 überstreicht, da hierbei die beiden Kanäle 19a, 19b nach wie vor durch den Kolben 8 verschlossen sind, so daß die in dieser Position auftretende Unterdruckspitze nicht zu einem vorzeitigen Ansprechen des Schnüffelventils 18 führen kann. Erst dann, wenn der Kolben 8 im Verlauf seines weiteren Saughubes sich der Position 1 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 annähert bzw. diese Position erreicht, gelangt der Kolben 8 mit seinem durchmesserverringerten Kolbenteil 8a in den Bereich der beiden Mündungen der Kanäle 19a, 19b. Dadurch wird dann über den Ringraum 23a die Verbindung zwischen diesen beiden Kanälen 19a, 19b hergestellt, so daß hiermit auch die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 freigegeben ist und eine etwa erforderliche Leckergänzung über das Schnüffelventil 18 ermöglicht wird.As is clearly evident from FIG. 4, in the position of the piston 8 shown, which corresponds to the position at the end of the pressure stroke or at the beginning of the suction stroke corresponding to position 3 in the two diagrams according to FIG. 2, the sniffer connection between the storage space 9 and the pressure space 7 is interrupted. The same also applies if the piston 8 passes over the position 4 in the two diagrams according to FIG. 2 in the course of its suction stroke, since here the two channels 19a, 19b are still closed by the piston 8, so that the in this position occurring vacuum peak can not lead to a premature response of the sniffer valve 18. Only when the piston 8 approaches or reaches position 1 in the two diagrams according to FIG. 2 in the course of its further suction stroke, does the piston 8 with its reduced-diameter piston part 8a reach the region of the two mouths of the channels 19a, 19b. As a result, the connection between these two channels 19a, 19b is then established via the annular space 23a, so that the sniffing connection between the storage space 9 and the pressure space 7 is hereby also released and any necessary leakage addition via the snifting valve 18 is made possible.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist gleichfalls eine niederdruckseitige Steuerung der Schnüffelbehinderung vorgesehen. Zu diesem Zweck weist der Kolben 8 an seinem vorratsraumseitigen Ende einen parallel verlaufenden Hilfssteuerschieber in Form eines zusätzlichen Steuerkolbens 25 auf. Dieser ist an einem am Kolben 8 befestigten Flansch 26 in dessen Umfangsnähe angeordnet und verläuft derart, daß er in einen entsprechend verlaufenden Kanal 27 des Gehäuses 4 eintaucht. Dieser Gehäusekanal 27 steht, wie dargestellt, einerseits mit dem vorratsraumseitigen Kanal 19 der Leckergänzungseinrichtung 17 in Verbindung und mündet andererseits in den Vorratsraum 9 aus.In the further modified embodiment according to FIG. 5, low-pressure control of the sniffing obstruction is also provided. For this purpose, the piston 8 has a parallel auxiliary control slide in the form of an additional control piston 25 at its storage chamber end. This is arranged on a flange 26 attached to the piston 8 in the vicinity of its circumference and extends in such a way that it plunges into a correspondingly extending channel 27 of the housing 4. As shown, this housing channel 27 is connected, on the one hand, to the channel 19 of the leakage supplement device 17 on the storage room side and, on the other hand, opens out into the storage room 9.

Der zusätzliche Steuerkolben 25 ist hohl bzw. als Hülse mit beidseitig offenen Enden ausgebildet. Hierdurch wird einerseits in der dargestellten Stellung des Kolbens 8, die dem Ende des Druckhubs bzw. dem Beginn des Saughubes gemäß der Position 3 in den beiden Diagrammen nach Fig. 2 entspricht, die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 unterbrochen, da der Steuerkolben 25 weitgehend vollständig in den Gehäusekanal 27 eingetaucht ist und somit den vorratsraumseitigen Kanal 19 verschließt. Andererseits hat sich der zusätzliche Steuerkolben 25, wenn sich der Kolben 8 nahe oder in seiner Saughubendstellung - entsprechend der Position 1 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 - befindet, zusammen mit dem Kolben 8 entsprechend verschoben, so daß die Verbindung zwischen dem vorratsraumseitigen Kanal 19 und dem Gehäusekanal 27 freigegeben ist. Somit ist dann die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 - über den hohlen Steuerkolben 25, den Gehäusekanal 27, den vorratsraumseitigen Kanal 19 und den druckraumseitigen Kanal 20a - hergestellt, so daß bei entsprechendem Unterdruck im Druckraum 7 das Schnüffelventil 18 anspricht und für eine automatische Leckergänzung aus dem Vorratsraum 9 sorgt.The additional control piston 25 is hollow or a sleeve with ends open on both sides. In this way, on the one hand, in the position of the piston 8 shown, which corresponds to the end of the pressure stroke or the beginning of the suction stroke according to FIG Position 3 in the two diagrams according to FIG. 2 corresponds to the sniffer connection between the storage chamber 9 and the pressure chamber 7 being interrupted, since the control piston 25 is largely completely immersed in the housing channel 27 and thus closes the channel 19 on the storage chamber side. On the other hand, the additional control piston 25, when the piston 8 is near or in its suction stroke end position - corresponding to position 1 in the two diagrams according to FIG. 2 - together with the piston 8 has shifted accordingly, so that the connection between the storage chamber side channel 19 and the housing channel 27 is released. Thus, the sniffer connection between the storage chamber 9 and the pressure chamber 7 - via the hollow control piston 25, the housing channel 27, the storage chamber-side channel 19 and the pressure chamber-side channel 20a - is made, so that with a corresponding negative pressure in the pressure chamber 7, the sniffer valve 18 responds and for an automatic leak replenishment from the storage room 9 ensures.

Wenn dann der Kolben 8 wieder mit dem Druckhub beginnt und sich aus der Position 1 in die Position 2 gemäß den beiden Diagrammen nach Fig. 2 bewegt, taucht der sich synchron mit dem Kolben 8 verschiebende Steuerkolben 25 erneut in den Gehäusekanal 27 ein und verschließt wieder den vorratsraumseitigen Kanal 19.When the piston 8 then begins the pressure stroke again and moves from position 1 to position 2 according to the two diagrams according to FIG. 2, the control piston 25, which moves synchronously with the piston 8, plunges again into the housing channel 27 and closes again the canal 19.

Claims (8)

Hydraulisch angetriebene Membranpumpe, insbesondere Hochdruck-Membranpumpe, mit einer zwischen Pumpengehäuse (4) und Pumpendeckel (5) randseitig eingespannten Membran (1), insbesondere Metallmembran, die einen Förderraum (6) von einem Hydraulikdruckraum (7) trennt,
einem hydraulischen Membranantrieb in Form eines oszillierenden Verdrängerkolbens (8), der in einer Zylinderbohrung (21) des Pumpenkörpers (4) zwischen dem Druckraum (7) und einem Vorratsraum (9) für die Hydraulikflüssigkeit verschiebbar ist,
und einer Leckergänzungseinrichtung (17), die eine Schnüffelverbindung in Form eines Verbindungskanals (19, 20) zwischen Druckraum und Vorratsraum aufweist, der normalerweise durch ein unterdruckgesteuertes, federbelastetes Schnüffelventil (18) verschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage des Kolbens (8) die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum (7) und Vorratsraum (9) steuert, derart, daß der Kolben (8) als Steuerschieber dient, der mindestens zu Beginn des Saughubes die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum unterbricht und erst dann freigibt, wenn er einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.Hydraulically driven diaphragm pump, in particular high-pressure diaphragm pump, with a diaphragm (1) clamped in between the pump housing (4) and the pump cover (5), in particular a metal diaphragm, which separates a delivery chamber (6) from a hydraulic pressure chamber (7),
a hydraulic diaphragm drive in the form of an oscillating displacement piston (8) which can be displaced in a cylinder bore (21) of the pump body (4) between the pressure chamber (7) and a storage chamber (9) for the hydraulic fluid,
and a leakage supplement device (17), which has a sniffer connection in the form of a connecting channel (19, 20) between the pressure chamber and the storage chamber, which is normally closed by a vacuum-controlled, spring-loaded sniffer valve (18),
characterized,
that the position of the piston (8) controls the sniffer connection between the pressure chamber (7) and the reservoir (9), such that the piston (8) serves as a control slide which interrupts the sniffer connection between the pressure chamber and the reservoir at least at the beginning of the suction stroke and only then releases when he has covered part of his suction stroke. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum (7) und Vorratsraum (9) nach etwa der Hälfte seines Saughubweges freigibt.Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the piston (8) releases the sniffer connection between the pressure chamber (7) and the storage chamber (9) after approximately half of its suction stroke. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) den vorratsraumseitigen Kanal (19) der Schnüffelverbindung mindestens zu Beginn seines Saughubes verschlossen hält.Diaphragm pump according to claim 1 or 2, characterized in that the piston (8) keeps the channel (19) of the sniffer connection on the storage chamber side closed at least at the beginning of its suction stroke. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorratsraumseitige Kanal (19) der Schnüffelverbindung in die Zylinderbohrung (21) für den Kolben (8) mündet und mit einem Kolbenkanal (23;23a), der zum Vorratsraum führt, in Verbindung bringbar ist, wenn der Kolben (8) einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.Diaphragm pump according to Claim 3, characterized in that the duct (19) of the sniffer connection on the storage chamber side opens into the cylinder bore (21) for the piston (8) and can be connected to a piston duct (23; 23a) which leads to the storage chamber, when the piston (8) has covered part of its suction stroke. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) an seinem vorratsraumseitigen Ende mit einem parallelverlaufenden Hilfssteuerschieber (25) verbunden ist, der in einem Teil (27) des vorratsraumseitigen Kanals (19) der Schnüffelverbindung verschiebbar ist und dessen Verbindung zum Vorratsraum (9) in Abhängigkeit von der Hublage des Verdrängerkolbens (8) unterbricht bzw. freigibt.Diaphragm pump according to claim 3, characterized in that the piston (8) is connected at its storage chamber end to a parallel auxiliary control slide (25) which is displaceable in part (27) of the storage chamber channel (19) of the sniffer connection and its connection to the storage chamber (9) interrupts or releases depending on the stroke position of the displacer (8). Membranpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfssteuerschieber (25) hohl bzw. als Hülse ausgebildet ist.Diaphragm pump according to claim 5, characterized in that the auxiliary control slide (25) is hollow or a sleeve. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) den druckraumseitigen Kanal (20) der Schnüffelverbindung mindestens zu Beginn seines Saughubes verschlossen hält.Diaphragm pump according to Claim 1 or 2, characterized in that the piston (8) keeps the channel (20) of the sniffer connection on the pressure chamber side closed at least at the beginning of its suction stroke. Membranpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der druckraumseitige Kanal (20) der Schnüffelverbindung in die Zylinderbohrung (21) für den Kolben (8) mündet.Diaphragm pump according to claim 7, characterized in that the pressure chamber-side channel (20) of the sniffer connection opens into the cylinder bore (21) for the piston (8).
EP95103877A 1994-06-15 1995-03-16 Controlled replenishment device for high pressure membrane pumps Expired - Lifetime EP0688954B1 (en)

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DE4420863A DE4420863C2 (en) 1994-06-15 1994-06-15 Controlled sniffing hindrance for high pressure diaphragm pumps
DE4420863 1994-06-15

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