DE29612117U1

DE29612117U1 - Membrane für eine Membranpumpe

Info

Publication number: DE29612117U1
Application number: DE29612117U
Authority: DE
Original assignee: ASF Thomas Industries GmbH
Current assignee: Rietschle Thomas Puchheim GmbH
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2006-07-12
Also published as: EP0910745A1; US6055898A; WO1998002661A1; DE59708833D1; JP2000517392A; EP0910745B1

Description

• 4

1 Membrane für eine Membranpumpe

Die Erfindung betrifft eine Membrane für eine Membranpumpe, die einen Membrankörper aus elastischem Material, der umfangsseitig eingespannt wird und einen in den Membrankörper einvulkanisierten starren Formkern aufweist, der mit dem Pumpenantriebsteil verbunden wird.

Derartige Membranen werden verwendet in Membranpumpen zum Fördern von Flüssigkeiten und Gasen, sind aber auch als Vakuumpumpen einsetzbar.

Die Membrane der Membranpumpe wird umfangsseitig zwischen Pumpenkopf und Kurbelgehäuse eingespannt und schließt den sich oberhalb der Membrane befindlichen Pumpenraum nach unten ab. Die Membrane ist an ihrem unteren, dem Pumpenraum abgewandten Ende mit einem Antriebsteil verbunden, das eine Auf- und Abbewegung der Membrane hervorruft. Die umfangsseitig fest eingespannte Membran verformt sich aufgrund der Auf- und Abbewegung elastisch und vergrößert und verkleinert so abwechselnd den Pumpraum.

Eine derartige Membranpumpe ist beispielsweise im Gebrauchsmuster DE G 94 10 116 Ul beschrieben.

Für Pumpen großer Leistungsfähigkeit sowie für Vakuumpumpen ist das Verdichtungsverhältnis, d.h. das Verhältnis vom maximalen zum minimalen Pumpraumvolumen, von wesentlicher Bedeutung. Das Verdichtungsverhältnis wird insbesondere von dem minimalen erreichbaren Pumpraumvolumen, d.h. dadurch, wie gut die elastische Membran den Pumpraum in ihrer obersten Position abschließen kann, bestimmt. Bei dem üblicherweise zum Antrieb der Membrane verwendeten Pleuelstangenantrieb tritt nun kurz unterhalb des oberen Totpunktes (OT) bei der Aufwärts- und bei der Abwärtsbewegung jeweils eine Kippbewegung des Antriebsgestänges und damit der Membrane auf. Die Verkippung der Membrane

c: Vw inword6\ablage\asfthom.doc

• *

2
verursacht eine elastische asymmetrische Verformung der Oberfläche der Membrane, die das Minimalvolumen des Pumraums und somit das maximale Verdichtungsverhältnis der Pumpe bestimmt. In anderen Worten, der mit dem Antriebsgestänge verbundene feste Formkern verkippt sich kurz unterhalb des oberen Totpunktes, so daß die Membranoberfläche in diesen Kipp-Positionen in Bereichen beidseits des oberen

Totpunktes weiter in den Pumpenraum ragt als am oberen Totpunkt selbst. Somit muß die obere Pumpraumwand einen größeren Abstand von der Membranoberfläche aufweisen, wodurch das Minimalvolumen des Pumpraumes und damit das Verdichtungsverhältnis abnimmt.
10

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine Membrane für eine Membranpumpe vorzuschlagen, die ein kleineres minimales Pumpraum volumen und somit ein höheres Verdichtungsverhältnis der Membranpumpe ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale.

Damit die durch das Antriebsgestänge auf die Membrane übertragene Hubbewegung nicht zu einer unerwünschten Verformung der Membrane, sondern zur Erzielung eines möglichst großen Hubvolumens führt, hat der starre Formkern der erfindungsgemäßen Membrane einen Außendurchmesser, der weniger als ein Drittel des Außendurchmessers des Membrankörpers beträgt. Außerdem ist der zentrale Bereich des Membrankörpers mit einer solchen Dicke ausgebildet, daß er trotz des elastischen Materials auch außerhalb des starren Formkerns eine genügende Steifigkeit der Membrane gewährleistet.

Der Membrankörper kann vorteilhaft aus Elastomermaterial, insbesondere aus Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM) bestehen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Membrane nach Anspruch 4 beträgt die Materialdicke des elastischen Membranmaterials oberhalb des starren Formkörpers zwischen 7,5 % und 10 % des Durchmessers der Membrane.

Der Winkel des kegelstumpfförmig nach unten zulaufenden mittleren Bereiches des elastischen Membrankörpers zur Radialebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Antriebs beträgt gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 5 vorzugsweise 35° bis 45°. Der kegelstumpfförmige zentrale Bereich des Membrankörpers trägt vorteilhaft zur Steifigkeit der Membrane bei.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Membran ist anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, in der die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Membran im Querschnitt zeigt.

Die Membrane 1 besteht aus einem elastischen Membrankörper 2 aus Elastomermaterial, insbesondere Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM), der umfangsseitig zwischen Pumpenkopf und Kurbelgehäuse (nicht dargestellt) eingespannt ist, und einem starren Formkern 3, beispielsweise aus Metall, der in die Membrane einvulkanisiert ist. An den Formkern 3 ist ein Gewinde 4 od.dgl. zur Verbindung mit dem Pumpenantriebsgestänge angeordnet. Der Membrankörper 2 besteht aus einem äußeren Walkbereich geringerer Dicke und einem zentralen kegelstumpfförmigen Bereich, in den der starre Formkern 3 einvulkanisiert ist. Der Winkel des kegelförmigen Abschnitts zur Horizontalen beträgt vorzugsweise 35° bis 45°. Dieser Winkel ermöglicht trotz eines kleinen Außendurchmessers F des Formkerns 3 eine genügende Festigkeit der Membrane.

Damit die durch das (nicht dargestellte) Antriebsgestänge auf den Formkern 3 übertragene Kippbewegung nicht zu einer unerwünschten Verformung der dem Pumpenraum 5 zugewandten Oberfläche der Membrane führt, hat der starre Formkern 3 einen Außendurchmesser F, der weniger als ein Drittel des Außendurchmessers D der Membrane 1 beträgt. Außerdem hat der im zentralen Bereich oberhalb des starren Formkerns 3 liegende Bereich des Membrankörpers 2 eine Materialdicke L, die zwischen 5 % und 20 %, bevorzugt zwischen 7,5 % und 10 % des Außendurchmessers D der Membrane beträgt. Da sich der relativ dicke elastische Teil oberhalb des Formkerns und besonders auch der zentrale kegelförmige Bereich des Membrankörpers außerhalb des starren Formkerns 3 elastisch verformen können, ist es möglich, einen sehr geringen

4
Abstand der Membranoberfläche zur Pumpenraumwand im oberen Totpunkt einzustellen, obwohl vor und nach dem oberen Totpunkt durch die Kippbewegung des mit dem Antriebsgestände verbundenen starren Formkerns 3 der elastische kegelförmige Bereich außerhalb des Formkerns 3 in Kontakt mit der Pumpenraumwand kommt, da die berührenden Bereiche der Membrane 1 elastisch zurückfedern können. Somit kann die obere Wand des Pumpraumes 5 derart ausgebildet werden, daß am oberen Totpunkt der Membran nur ein sehr geringes Totvolumen des Pumpraumes verbleibt und daher ein großes Verdichtungsverhältnis der mit der erfmdungsgemäßen Membran betriebenen Pumpe ermöglicht wird.
10

Claims

ANSPRUCHE

1. Membrane (1) für eine Membranpumpe, aufweisend - einen Membrankörper (2) aus elastischem Material, bestehend aus einem im wesentlichen ringförmigen äußeren Bereich geringerer Dicke, der umfangsseitig eingespannt wird, sowie einen radial zum Zentrum hin anschließenden, sich verdickenden zentralen Bereich, und

- einen in den zentralen Bereich des Membrankörpers (2) einvulkanisierten starren Formkern (3) zur Verbindung mit einem Pumpenantriebsteil, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Außendurchmesser (F) des Formkerns (3) weniger als ein Drittel des Außendurchmessers (D) des Membrankörpers (2) beträgt, und

b) daß die Materialdicke (L) des Membrankörpers (2) im zentralen Bereich oberhalb des Formkerns (3) zwischen 5 % und 20 % des Außendurchmessers (D) der Membran beträgt.

2. Membrane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankörper aus einem Elastomermaterial besteht.

3. Membrane nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankörper aus Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM) besteht.

4. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke (L) des Membrankörpers (2) im zentralen Bereich oberhalb des Formkerns (3) zwischen 7,5 % und 10 % des Außendurchmessers (D) der Membran beträgt.

5. Membrane nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich des Membrankörpers (2) an der dem Pumpenraum (5) abgewandten Seite kegelstumpfförmig mit einem Winkel (W) von zwischen 35° und 45° gegenüber der Radialebene ausgebildet ist.

6. Membranpumpe, aufweisend eine Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5.