WO1991014099A1

WO1991014099A1 - Double-membrane pump

Info

Publication number: WO1991014099A1
Application number: PCT/DE1991/000157
Authority: WO
Inventors: Helmut Rembold; Walter Teegen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 1992-09-16
Also published as: DE4008459A1; CN1055042A

Abstract

A double-membrane pump is proposed in which a one-piece plastic body (20, 21, 23, 24) is formed by the two membranes (7 and 8) and a recess (6) for a drive cam (5). The pump is designed to pump air in internal combustion engines in motor vehicles.

Description

Poppelmembranpumpe Poppet diaphragm pump

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Doppelmembranpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Membranpumpe ist bekannt (DE-OS 37 24 104).The invention is based on a double diaphragm pump according to the preamble of the main claim. Such a diaphragm pump is known (DE-OS 37 24 104).

Diese bekannte Membranpumpe besitzt Membranen, deren Mittelteil aufgespalten ist, um einen pilzförmigen Kopf eines Exzenter-Antrie¬ bes einzuknöpfen. Dabei besteht die Membran aus einem weichen Kunst¬ stoff und der Exzenter-Antrieb samt Pilzkopf sind aus Metall herge¬ stellt. Auf diese Weise ist ein mehrteiliges Bauteil geschaffen, das umständlich und teuer ist und das eine verhältnismäßig große Masse aufweist. Und eine solche Masse benötigt bei ihrer durch den Exzen¬ ter bewirkten Hin- und Herbewegung viel Energie.This known membrane pump has membranes, the middle part of which is split open in order to button a mushroom-shaped head of an eccentric drive. The membrane consists of a soft plastic and the eccentric drive including the mushroom head are made of metal. In this way, a multi-part component is created which is cumbersome and expensive and which has a relatively large mass. And such a mass requires a lot of energy in its back and forth movement caused by the eccentric.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Doppelmembranpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt¬ anspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß als Membran und An¬ triebsteil nur ein einziges Bauteil verwendet ist. Dazu kommt, daß die beiden Membranen und das Antriebsteil aus Kunststoff hergestellt sind und dadurch nur eine geringe Mase haben. Die erfindungsgemäße ' Pumpe benötigt deshalb für ihren hin- und hergehenden Antrieb sehr wenig Energie. Andere vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes erge¬ ben sich aus den Unteransprüchen.The double diaphragm pump with the characterizing features of the main claim has the advantage that only a single component is used as the diaphragm and drive part. In addition, the two membranes and the drive part are made of plastic and therefore have only a small mast. The pump according to the invention therefore requires very little energy for its reciprocating drive. Other advantageous developments of the subject matter of the invention result from the subclaims.

Zeichnungdrawing

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 die Doppelmembranpumpe im Schnitt, Figur 2 eine erste Ausführung der Doppelmembran samt Antriebsteil in Seitenan¬ sicht und Draufsicht, zum Teil im Schnitt, Figur 3 eine zweite Aus¬ führung der Doppelmembran samt Antriebsteil, ebenfalls in Seitenan¬ sicht und Draufsicht, zum Teil im Schnitt, Figur 4 eine dritte Aus¬ führung der Doppelmembran samt Antriebsteil wiederum in Seitenan¬ sicht und Draufsicht, zum Teil im Schnitt, Figur 5 ein Ein¬ knöpf- oder Einspritzteil mit Verstrebungen, Figur 6 ein integrier¬ tes Saugventil und Figur 7 ein integriertes Druckventil.Several embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows the double diaphragm pump in section, FIG. 2 shows a first embodiment of the double diaphragm including the drive part in side view and top view, partly in section, FIG. 3 shows a second embodiment of the double diaphragm including drive part, also in side view and top view , partly in section, FIG. 4 shows a third embodiment of the double membrane together with the drive part, again in side view and top view, partly in section, FIG. 5 shows a push-in or injection part with struts, FIG. 6 shows an integrated suction valve and Figure 7 shows an integrated pressure valve.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Eine Doppelmembranpumpe hat einen Motor 1 als Antrieb, an dessen Ge¬ häuse 2 ein Pumpengehäuse 3 angeflanscht ist. Eine Motorwelle 4 ragt mit einem freien Ende in das Pumpengehäuse 3 hinein und ist dort mit einem Exzenter 5 versehen. Der Exzenter 5 greift in eine Aufnahme 6 ein, die einstückig mit zwei Membranen 7 und 8 gebildet ist. Gege¬ benenfalls ist es auch möglich, auf den Exzenter 5 ein Wälzlager (Kugel- oder Nagellager) aufzusetzen und die Aufnahme 6 dann auf den äußeren Ring des Wälzlagers aufzudrücken.A double diaphragm pump has a motor 1 as a drive, to the housing 2 of which a pump housing 3 is flanged. A motor shaft 4 projects with a free end into the pump housing 3 and is provided with an eccentric 5 there. The eccentric 5 engages in a receptacle 6 which is formed in one piece with two membranes 7 and 8. If necessary, it is also possible to place a roller bearing (ball or nail bearing) on the eccentric 5 and then press the receptacle 6 onto the outer ring of the roller bearing.

Die beiden Membranen 7 und 8 begrenzen als bewegliche Wände je eine Arbeitskammer 18 bzw. 19 der Pumpe und sind an ihren Außenrändern in einem mehrteiligen Pumpenkörper 9 festgespannt, der an je einem Deckelteil 10 bzw. 11 befestigte Ein- und Auslaßventile 12, 13 bzw. 14, 15 der Doppelmembranpumpe trägt. Ein Einlaß für die Luft trägt die Bezugszahl 16, und von den beiden Auslaßventilen 14 und 15 führt je ein Kanal zu einem gemeinsamen Luft-Auslaß 17. Wie die Figur 2 erkennen läßt, sind die beiden Membranen 7 und 8 und die Aufnahme 6 aus ein und demselben Werkstoff hergestellt. Dieser Werkstoff ist vorzugsweise ein gummiartiger Kunststoff. Damit dieser Kunststoff den unterschiedlichen Beanspruchungen besser standhält, weisen die verschiedenen Bereiche des Kunststoffs unterschiedliche Shore-Härten auf, und zwar ist der Kunststoff-Körper im Bereich der Membranen 7 und 8 weicher und im Bereich der Aufnahme 6 für den Ex¬ zenter 5 härter.The two diaphragms 7 and 8, as movable walls, each delimit a working chamber 18 or 19 of the pump and are clamped at their outer edges in a multi-part pump body 9, which has inlet and outlet valves 12, 13 or respectively attached to a cover part 10 or 11. 14, 15 of the double diaphragm pump. An inlet for the air bears the reference number 16, and each of the two outlet valves 14 and 15 leads to a common air outlet 17. As can be seen in Figure 2, the two membranes 7 and 8 and the receptacle 6 are made of one and the same material. This material is preferably a rubber-like plastic. In order for this plastic to better withstand the different stresses, the different areas of the plastic have different shore hardnesses, namely the plastic body in the area of the membranes 7 and 8 is softer and harder in the area of the receptacle 6 for the eccentric 5.

Eine derartige Pumpe hat neben der Ausgewogenheit der beweglichen Massen und damit gegebenem Leiselauf die Eigenheit, daß die beweg¬ lichen Massen sehr klein sind. Es ist deshalb ein Vorteil der erfin¬ dungsgemäßen Bauart, daß nur ein sehr kleines Anlaufdrehmoment er¬ forderlich ist. Desweiteren hat der härtere Bereich der Aufnahme 6 den Vorteil, daß die Nachgiebigkeit und in geringem Maße auch die Abnutzung am Exzenter-Antrieb klein gehalten werden kann. Außerdem wird durch die Aufteilung der Gesamtmembranfläche in Außenrandfläche und härterem Innenteil eine Auslegung mit kleinerem Arbeitshub be¬ günstigt, wodurch die Lebensdauer der Membranen 7 und 8 erhöht und der Energiebedarf der Pumpe gesenkt werden. Schließlich ist vorteil¬ haft, daß die Pumpe durch die einstückige Bauweise der Membranen 7 und 8 und der Aufnahme 6 für den Exzenter 5 nur wenig Einzelteile hat; damit ist die Montage erleichtert.In addition to the balance of the movable masses and the resulting quiet operation, such a pump has the characteristic that the movable masses are very small. It is therefore an advantage of the design according to the invention that only a very small starting torque is required. Furthermore, the harder area of the receptacle 6 has the advantage that the flexibility and, to a small extent, the wear on the eccentric drive can be kept small. In addition, the division of the total membrane area into the outer edge area and the harder inner part favors a design with a smaller working stroke, as a result of which the life of the membranes 7 and 8 is increased and the energy requirement of the pump is reduced. Finally, it is advantageous that the pump has only a few individual parts due to the one-piece construction of the membranes 7 and 8 and the receptacle 6 for the eccentric 5; this makes assembly easier.

Die Ausführung nach der Figur 2 zeigt einen Kunststoffkörper 20 ohne Verstärkungen mit Ausnahme unterschiedlicher Shore-Härten.The embodiment according to FIG. 2 shows a plastic body 20 without reinforcements with the exception of different shore hardnesses.

Wie die Figur 3 erkennen läßt, ist es auch möglich, bei Bedarf die Aufnahme 6 für das Wälzlager, oder bei unmittelbarem Antrieb der Doppelmembran, für den Exzenter 5 zu verstärken, und zwar durch ein in einen Kunststoffkörper 21 eingespritzes oder eingeknöpftes Ver¬ stärkungsteil 22, das entweder aus einem harten Kunststoff oder aus Leichtmetall hergestellt sein kann. In der Figur 4 ist ein Kunststoffkörper 23 dargestellt, bei dem ein Verstärkungsteil 24 für die Aufnahme 6 mit Stab- oder gitterf rmigen Verstrebungen 25 versehen ist, die in den Kunststoffkörper 23 einge¬ bettet sind. Den Verstärkungsteil 24 mit den Verstrebungen 25 zeigt in einer beispielsweisen Ausführungsform die Figur 5. Andere Aus¬ führungsformen sind denkbar.As can be seen in FIG. 3, it is also possible, if necessary, to reinforce the receptacle 6 for the rolling bearing or, if the double diaphragm is driven directly, for the eccentric 5, namely by means of a reinforcing part 22 injected or buttoned into a plastic body 21 , which can either be made of a hard plastic or of light metal. A plastic body 23 is shown in FIG. 4, in which a reinforcing part 24 for the receptacle 6 is provided with rod-shaped or lattice-like struts 25 which are embedded in the plastic body 23. FIG. 5 shows the reinforcing part 24 with the struts 25 in an exemplary embodiment. Other embodiments are conceivable.

Wie die Figur 1 erkennen läßt, hat die Pumpe zwei Arbeitskammern 18 und 19, die mit je einem Saugventil 12, 13 und je einem Druckventil 14, 15 bestückt sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es aber auch möglich, diese Ventile in den Kunststoff örper 20, 21 und 23 zu integrieren.As can be seen in FIG. 1, the pump has two working chambers 18 and 19, each of which is equipped with a suction valve 12, 13 and a pressure valve 14, 15. According to a development of the invention, it is also possible to integrate these valves in the plastic body 20, 21 and 23.

Die Figur 6 zeigt einen Kunststoffkörper 24 mit direkt eingebautem Saugventil 25. Dieses Saugventil 25 hat eine Platte 26 als Ventil¬ schließkörper, und diese Platte 26 bildet mit der Ausmündung eines achsparallel verlaufenden Kanals 27 das Saugventil 25. Bei einer solchen kostensparenden Bauart können dann die beiden Saugventile 12 und 13 nach der Figur 1 entfallen.6 shows a plastic body 24 with a directly installed suction valve 25. This suction valve 25 has a plate 26 as a valve closing body, and this plate 26 forms the suction valve 25 with the opening of a channel 27 running parallel to the axis. With such a cost-saving design, two suction valves 12 and 13 according to FIG. 1 are omitted.

Eine ähnliche Vereinfachung ist auch beim Pumpen-Druckventil mög¬ lich, wie der Figur 7 zu entnehmen ist. Dort ist aus einem seitli¬ chen Ohr 27 eines Kunststoffkörpers 28 eine Ventilschließkör¬ per-Klappe 29 ausgeschert, die mit der Mündung eines nicht darge¬ stellten Gehäuses als Ventilsitz ein Druckventil 30 bildet. Eine solche Bauart kann die beiden Druckventile 14 und 15 nach der Figur 1 ersetzen. A similar simplification is also possible with the pump pressure valve, as can be seen in FIG. 7. There, a valve closing body flap 29 is sheared out of a lateral ear 27 of a plastic body 28 and forms a pressure valve 30 with the mouth of a housing (not shown) as a valve seat. Such a construction can replace the two pressure valves 14 and 15 according to FIG. 1.

Claims

Expectations

1. Double diaphragm pump with drive by an eccentric, which is arranged between the two diaphragms and with working chambers which are turned away from the drive and delimited by the diaphragms as movable walls, characterized in that the two diaphragms (7, 8) and a Receptacle (6) for the eccentric (5) or for a roller bearing carried by the eccentric (5) are made in one piece and can be installed.

2. Double diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the material for the membranes (7, 8) and for the eccentric receptacle (6) is plastic and is the same, but has different shore hardnesses.

3. Double diaphragm pump according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich¬ net that in the area of the eccentric receptacle (6) an injected or buttoned reinforcement (22; 24, 25) is provided (Figures 3 and 4).

4. Double diaphragm pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that a pressure valve (29) and / or suction valve (25) provided in the working chamber (18, 19) with valve closing body or valve seats as part of the plastic body (24, 28 ) is or are trained.