DE2447741C2 - - Google Patents
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kolbenvorrichtung für eine Membran
pumpe mit einer, einen Pumpraum von einem Druckübertragungsraum
trennenden Membran, welche durch ein Vorspannelement ständig in
Richtung auf den Druckübertragungsraum hin gespannt gehalten
wird, ferner mit einem auf den Druckübertragungsraum wirkenden
Kolben, ferner mit einer, einen Hydraulikflüssigkeits-Vorrats
raum mit dem Druckübertragungsraum verbindenden Hydraulik-Flüs
sigkeits-Leitung, in der eine erste Ventileinrichtung angeord
net ist, welche die Hydraulikflüssigkeitsströmung vom Vorrats
raum zum Druckübertragungsraum zu sperren vermag. Eine Kolbenvor
richtung dieser Art ist aus der DE-AS 10 34 030 bekannt.
Bei der bekannten Vorrichtung ist das Vorspannelement als eine
Schraubenfeder ausgebildet, die zwischen die Membran und ein
ortsfestes, den Pumpraum begrenzendes Gehäuse eingesetzt ist.
Die von der Druckfeder auf die Membran ausgeübte Druckkraft
schwankt mit der Membranstellung, so daß die Membran einer
ständig wechselnden Druckbeanspruchung ausgesetzt ist. Viele
der für die Membranherstellung eingesetzten Elastomermaterialien
halten einer solch ständig wechselnden Druckbeanspruchung nicht
lange stand.
Bei der bekannten Vorrichtung öffnet die, in den vom Vorratsraum
zum Druckübertragungsraum führende Leitung eingesetzte, erste
Ventileinrichtung dann, wenn im Vorratsraum ein höherer Druck
herrscht als im Druckübertragungsraum und ein von der Membran
verstellter Steuerschieber eine bestimmte Stellung einnimmt.
Die hierzu vorgeschlagene erste Ventileinrichtung ist ein mit
einer Feder ausgerüstetes Rückschlagventil, so daß der Druck im
Vorratsraum größer sein muß als die Summe der Federkraft dieser
Feder und des Druckes im Druckübertragungsraum, damit die Hydrau
likflüssigkeit aus dem Vorratsraum in den Druckübertragungsraum
nachfließen kann. Eine solche Nachlieferung ist wünschenswert,
wenn beispielsweise im Pumpraum wegen fehlender Zuführung von
Pumpflüssigkeit ein Unterdruck auftritt, während gleichzeitig
der Kolben zurückgeführt wird, um Kavitationsbildung innerhalb
des Druckübertragungsraumes zu vermeiden. Beim nachfolgenden
Arbeitshub des Kolbens muß überschüssige Hydraulikflüssigkeit
gegebenenfalls wieder weggeführt werden, und die bekannte Vor
richtung weist hierzu ein zweites, federbelastetes Rückschlag
ventil auf, das jedoch nur dann wirksam werden kann, wenn der
Steuerschieber und damit die Membran eine bestimmte Stellung
einnehmen. In anderen Stellungen kann eine übermäßige Beanspru
chung der Membran auftreten.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung da
rin, eine übermäßige Druckbelastung der Membran, insbesondere
auch in dem vorstehend erläuterten Betriebszustand, sicher aus
zuschließen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung be
steht darin, bei einer Kolbenvorrichtung der genannten Art die
Nachlieferung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum in
den Druckübertragungsraum bereits bei geringerem Differential
druck zu ermöglichen.
Ausgehend von einer Kolbenvorrichtung mit den oben bezeichneten
Merkmalen ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb der vom Hydraulikflüssigkeits-Vor
ratsraum zum Druckübertragungsraum führenden Leitung eine, der
ersten Ventileinrichtung nachgeschaltete, zweite Ventileinrich
tung vorhanden ist, die auf die gegenseitige Verstellung der
Membran und des Kolbens anspricht, und das Vorspannelement ge
meinsam mit der Membran verschieblich angeordnet ist.
Zur Lösung des weiteren Zieles ist die erste Ventileinrichtung
vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet, dessen Ventilkör
per nicht unter der Spannung eines Vorspannelementes steht, so
daß dieses Ventil bereits dann öffnet, wenn der Druck im Vorrats
raum größer ist als im Druckübertragungsraum.
Vorteilhafte Ausgetaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Gegensatz zur vorbekannten Vorrichtung verschiebt sich bei
der erfindungsgemäßen Membranvorrichtung das vorzugsweise als
Schraubenfeder ausgebildete, die Membran in Richtung auf den
Druckübertragungsraum gespannt haltende Vorspannungselement ge
meinsam mit der Membran, so daß der auf die Membran einwirkende
Differentialdruck auf einem relativ geringen Wert, und während
des gesamten Kolbenhubes annähernd konstant gehalten werden kann.
Die Abwesenheit entsprechender Druckschwankungen erhöht die Le
bensdauer der Membran.
Die erfindungsgemäß vorgesehene zweite Ventileinrichtung ist
vorzugsweise als Gleitventil ausgerichtet, mit einerseits einer
der Membran zugeordneten ersten Hülse, und andererseits einer
dem Kolben zugeordneten zweiten Hülse, welche ineinander ver
schieblich ausgebildet und jeweils mit Öffnungen versehen sind,
die das Gleitventil bei Deckung öffnen und bei Nicht-Deckung
schließen. Bei einem möglicherweise auftretenden Unterdruck im
Pumpraum, bei welchem die Rückführung der Membran nur verzögert
oder überhaupt nicht ausreichend erfolgt, kann die Leitung durch
entsprechende Verstellung der zweiten, dem Kolben zugeordneten
Hülse geöffnet werden, wodurch ebenfalls übermäßige Membranbe
lastungen vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Kolbenvorrichtung weist somit eine Ventil
einrichtung auf, die während des Arbeitshubes des Kolbens schließt
und den Zufluß von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum in
den Druckübertragungsraum verhindert und beim Rückhub des Kolbens
lange genug offen bleibt, um den beim Arbeitshub eingetretenen
Verlust an Hydraulikflüssigkeit durch Zufluß frischer Hydraulik
flüssigkeit zu ersetzen. Diese Ventileinrichtung besteht vorzugs
weise aus der Kombination eines Kugelventils und eines Gleitven
tils, wobei das Kegelventil (erste Ventileinrichtung) den Zufluß
von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum in den Drucküber
tragungsraum beim Arbeitshub und immer dann verhindert, wenn
der Druck in dem Druckübertragungsraum höher als der Druck in
dem Vorratsraum ist, und wobei das Gleitventil (zweite Ventil
einrichtung) selektiv Flüssigkeit aus dem Vorratsraum in den
Druckübertragungsraum fließen läßt, um Flüssigkeitsverluste beim
Arbeitshub zu ersetzen, eine Überfüllung des Druckübertragungs
raum aber verhindert.
Die erfindungsgemäße Weiterbildung der bekannten Kolbenvorrich
tung unterbindet eine mögliche Kavitationsbildung in dem Druck
übertragungsraum, wobei nur eine minimale Verringerung des Pum
penwirkungsgrades auftritt. Ferner wird ein federbelastetes Rück
schlagventil zur Regulierung der Nachfüllung von Hydraulikflüs
sigkeit in den Druckübertragungsraum und zur Verhütung einer
Überfüllung des Druckübertragungsraumes vermieden. Das demgegen
über mit der vorliegenden Erfindung vorgesehene Gleitventil spricht
unabhängig von der Membranstellung bei Unterdruck im Pumpraum an.
Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen mit Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen
Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung eine erste Ausführungs
form einer erfindungsgemäßen Kolbenvorrichtung, wobei
sich deren Kolben und Membran in einer ersten Stellung
befinden, nach Vollendung des Rückhubes unter der normalen
Pumpbedingungen und unmittelbar vor Beginn des Arbeits
hubes;
Fig. 2 in einer Querschnittsdarstellung eine zweite Ausführungs
form einer erfindungsgemäßen Kolbenvorrichtung, wobei
sich deren Kolben und Membran in einer zweiten Stellung
befinden, nach Vollendung des Arbeitshubes und unmittel
bar vor Beginn des Rückhubes;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil des Gleitventils der
Kolbenvorrichtung in geschlossener Stellung entspre
chend der Stellung nach Fig. 1; und
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Gleitventil in offener Stel
lung entsprechend der Stellung nach Fig. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Kolbenvorrichtung ist beispielsweise
für den Einsatz in einer hydraulisch entlasteten Mehrkolben-
Hochdruck-Membranpumpe bestimmt. Zur Kolbenvorrichtung gehört
ein im wesentlichen zylindrischer Kolben 10 mit einem Endteil
11, mit einem, mit dem Endteil 11 einstückig ausgebildeten Man
telteil 12, das sich von dem Endteil 11 nach unten erstreckt,
und mit einem Unterteil 14, das von den End- und Mantelteilen
11 bzw. 12 getrennt, aber mit diesen beweglich ist. Das Unter
teil 14 ist gegen die Innenfläche des Kolbenmantels 12 durch
einen O-Ring 15 abgedichtet. Der Kolben 10 ist verschieblich
in einem Zylinder 22 untergebracht, der fest mit dem Pumpenge
häuse 24 verbunden ist und dessen zylindrische Innenfläche nahe
zu gleich der zylindrischen Außenfläche des Kolbenmantels 12 ist,
so daß ein Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit aus dem Druck
übertragungsraum 25, der teilweise durch das Innere des Kolbens
10 gebildet wird, zwischen der Außenfläche des Mantels 12 und
der Innenfläche des Zylinders 22 bei der Hin- und Herbewegung
des Kolbens 10 im wesentlichen verhindert wird. Es ist jedoch
zu beachten, daß die Passung zwischen Mantelteil 12 und Zylin
der 22 zwar so eng ist, daß die Hin- und Herbewegung des Kolbens
10 eine entsprechende Hin- und Herbewegung der Membraneinrich
tung bewirkt, wie weiter unten beschrieben, die Pressung aber
doch wieder lose genug ist, um bei der Abwärtsbewegung oder
dem Arbeitshub des Kolbens 10 eine kleine Menge Hydraulikflüs
sigkeit vorliegt. Außerdem wird sich bei der Beschreibung der
Arbeitsweise der Kolbenvorrichtung zeigen, daß die Feder 31
sich beim Betrieb der Vorrichtung nur dehnt, wenn im Drucküber
tragungsraum 25 ein Flüssigkeitsverlust stattgefunden hat, und
dann ist die Größe der Federdehnung nur gleich dem Flüssig
keitsverlust. Auf diese Weise wird die Verminderung des Pumpen
wirkungsgrades durch die Maßnahmen zur Verhinderung von Kavi
tation im Druckübertragungsraum 25 auf einem Minimum gehalten.
Unmittelbar unterhalb der Membraneinrichtung befindet sich der
Pumpraum 50 und eine Pumpventileinrichtung die Pumpventilein
richtung besteht aus einem Saugventil 51 und einem Ausström
ventil 52, jedes mit einem Ventilsitz 54, einem Ventilteller
55, einem Federglied 56 und einem Halterungsglied 58. Diese
Bauteile sind so angeordnet, daß sie zu pumpende Flüssigkeit
aus dem Zuflußkanal 59 durch das Ansaugventil 51 in den Pump
raum 50 und aus dem Pumperaum 50 durch das Ausströmventil 52
in die Ausflußleitung 60 strömen kann. Eine Strömung von Flüs
sigkeit durch das Ansaugventil 51 findet jedoch nur statt, wenn
die Druckdifferenz zwischen dem Pumpraum 50 und der Zuflußlei
tung 59 groß genug ist, um die Kraft der Feder 56 des Ansaug
ventils zu überwinden. Damit die Pumpe mit höchstmöglichem
Wirkungsgrad arbeitet, muß die Druckdifferenz natürlich so
klein wie möglich sein. Ferner besteht unter idealen Bedingungen
eine ununterbrochene Zufuhr von Pumpflüssigkeit zur Leitung 59
und damit zum Pumperaum 50. Infolge der Hin- und Herbewegung
der Membran 44 wird beim Aufwärts- oder Rückhub des Kolbens 10
zu pumpende Flüssigkeit durch das Ansaugventil 51 in den Pump
raum 50 angesaugt und beim Abwärts- oder Arbeitshub des Kolbens
und der Membran aus dem Pumpraum 50 durch das Ausströmventil
52 hinausgedrückt.
Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Kolben
vorrichtung ist bis auf eine andere Anordnung der Rückschlag
ventilkugel und dem Fehlen des Begrenzungsstößels 32 mit der
jenigen von Fig. 1 identisch. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, be
finden sich Rückschlagventilkugel 60 und Sitz 61 im Endteil 11
des Kolbens 10 und nicht, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1,
im Unterteil 14 des Kolbens 10. Rückschlagventilkugel 60 und
Sitz 61 der zweiten Ausführungsform arbeiten jedoch in der glei
chen Weise wie Rückschlagventilkugel 35 und Sitz 36 der Vorrich
tung nach Fig. 1.
Nach Beschreibung des Aufbaus der Kolbenvorrichtung wird nun
unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 die Arbeitsweise beschrie
ben: Zunächst bewegt sich bei Normalbetrieb, bei dem der Druck
im Pumpraum 50 beim Saughub unter den Atmosphärendruck absinkt,
der Kolben 10 zwischen der in Fig. 1 dargestellten ersten Stel
lung und der in Fig. 2 dargestellten zweiten Stellung hin und
her. Der Arbeitshub oder die Abwärtsbewegung des Kolbens 10 von
der ersten in die zweite Stellung wird durch die Drehung der
Nocken- und Taumelscheibe 21 und die Übertragung der sich
daraus ergebenden Hin- und Herbewegung über die Druckplatte 18
und den halbkugelförmigen Fuß 16 auf das Kolbenende 11 bewirkt.
Der Rückhub oder die Aufwärtsbewegung des Kolbens 10 von der
zweiten Stellung in die erste Stellung von der zwischen einem
Teil des Schultergliedes 22 und der unteren Fläche des Kolben
unterteils 14 angeordneten Schraubenfeder 20 auf den Kolben
ausgeübte Kraft bewirkt. Durch die Wirkung der Feder 20 wird
das Unterteil 14 ständig gegen die untere Fläche des Kolben
endes 11 gedrückt.
Da die Druckübertragungskammer 25 mit Hydraulikflüssigkeit ge
füllt ist, bewirkt die Bewegung des Kolbens 10 beim Arbeitshub
von der ersten Stellung (Fig. 1) in die zweite Stellung (Fig. 2)
eine entsprechende Bewegung der Membran 44 von der ersten Stel
lung (Fig. 1) in die zweite Stellung (Fig. 2). Während des
gesamten Arbeitshubes ist natürlich das Rückschlagventil der
Ventileinrichtung geschlossen, da die Flüssigkeit in dem Druck
übertragungsraum 25 und dem Kanal 34 die Kugel 35 gegen den
Sitz 36 drückt und das Entweichen von Flüssigkeit aus dem Druck
übertragungsraum durch das Rückschlagventil verhindert. Wenn
unter idealen Bedingungen beim Arbeitshub keine Verluste an
Hydraulikflüssigkeit in der Druckübertragungskammer 25 eintreten,
ist das durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 10 verdrängte
Flüssigkeitsvolumen gleich dem Flüssigkeitsvolumen, das den
durch die Bewegung der Membran 44 von der Stellung 1 in die
Stellung 2 freiwerdenden Raum ausfüllt. Mit anderen Worten,
unter idealen Bedingungen ist das Volumen der Druckübertragungs
kammer 25, die durch den Kolben, die Membran und einen Teil des
Zylinders 22 begrenzt wird, jederzeit während des Pumpenbe
triebes konstant. Unter realen Bedingungen jedoch besteht zwi
schen der Außenfläche des Mantels 12 und der Innenfläche des
Zylinders 22 eine solche Toleranz, daß beim Arbeitshub eine
kleine Menge Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckübertragungs
raum 25 auslecken kann. Infolge dieses geringen Flüssigkeits
verlustes ist die Abwärtsbewegung der Membran 44 etwas geringer
als die entsprechende Abwärtsbewegung des Kolbens 10, wobei die
Größe der Bewegungsdifferenz gleich dem Volumen des Flüssig
keitsverlustes ist. Die geringere Bewegung der Membran 44 im
Verhältnis zur Bewegung des Kolbens 10 führt zu einer relativen
Bewegung zwischen den Hülsenteilen 26 und 30. Wenn beispiels
weise, wie in Fig. 2 dargestellt, die Membran 44 sich unter
realen Bedingungen in ihrer zweiten Stellung befindet, hat sich
der Hülsenteil 26 relativ zu dem Hülsenteil 30 abwärts bewegt,
so daß die Öffnung 38 sich mit der Öffnung 29 deckt. In dieser
Stellung ist das Gleitventil offen. Eine detaillierte Ansicht
des Gleitventils in offener Stellung gibt Fig. 4 wieder. Wie
man sieht , befindet sich die Öffnung 38 mit der Öffnung 29
in Deckung.
Wenn der Kolben 10 seinen Rückhub oder seine Aufwärtsbewegung
von der Stellung 2 ( Fig. 2) zur Stellung 1 (Fig. 1) beginnt,
hängt die entsprechende Bewegung der Membran 44 bis zu einem
gewissen Grade von den Bedingungen ab, die in der Zuflußlei
tung 59 für die zu pumpende Flüssigkeit herrschen. Wenn unter
normalen Bedingungen der Ansaugdruck im Pumpraum 50 unter At
mosphärendruck absinkt, fällt auch der Druck in dem Drucküber
tragungsraum 25 unter den Atmosphärendruck ab, so daß Hydrau
likflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 39 durch die Kanäle 40,
37, 34 und die Öffnungen 38 sowie 29 in den Druckübertragungs
raum 25 strömt, wenn der Kolben 10 mit dem Rückhub beginnt.
Dieser Zufluß zu dem Raum 25 hält an, bis bei der Aufwärtsbe
wegung des Kolbens 10 die Hülse 26 eine Stelle erreicht, bei
der die Öffnung 38 und die Öffnung 29 sich nicht mehr decken,
wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Wenn dies ein
tritt, ist der Flüssigkeitsverlust des Druckübertragungsraumes
25 während des Arbeitshubes ersetzt, und die Membran 44 bewegt
sich mit dem Kolben 10 aufwärts, bis Kolben und Membran die in
Fig. 1 veranschaulichte Stellung erreichen, in der die Membran
44 einen geringen Abstand von dem Membrananschlag 22 hat. Bei
der realen Fertigung hat die Membran in dieser Stellung einen
Abstand von dem Anschlag 22, der gleich dem halben Durchmesser
der Öffnung 38 ist.
Wenn die zu pumpende Flüssigkeit dem Pumpraum unter Druck zuge
führt wird, wird die Hydraulikflüssigkeit in der Druckübertra
gungskammer 25 am Ende des Rückhubes nachgefüllt, wenn die
Membran 44 an den Membrananschlag 22 anstößt. Beispielsweise
wird bei Zufuhr der Pumpflüssigkeit unter Druck und Abwesen
heit eines Unterdruckes in dem Raum 50 die Membran 44 mit dem
Kolben 10 durch die Kraft der Feder 31 nach oben bewegt. Während
dieser Bewegung fließt keine Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter
zu dem Druckübertragungsraum 25, obwohl die Öffnungen 38 und
29 offen sind, da in dem Raum 25 kein Unterdruck herrscht. Wenn
jedoch die Membran 44 an den Anschlag 22 anstößt, bewirkt die
weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens 10, daß der Druck in dem
Druckübertragungsraum 25 unter den Atmosphärendruck abfällt,
so daß Flüssigkeit durch die Kanäle 40, 37 und 34 sowie durch
die Öffnungen 38 und 29 angesaugt wird. Wenn unter diesen Be
dingungen der Kolben 10 sich in der in Fig. 1 dargestellten
Stellung befindet, liegt die Membran 44 an dem Membrananschlag
22 an, und die Öffnungen 38 und 29 sind offen.
Man beachte, daß, wenn die Kolben- und Membraneinrichtung sich
in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befinden, die Hülsen
26 und 30 eine solche Stellung einnehmen, daß die Öffnungen 38
und 29 geschlossen sind; doch wenn die Membran 44 an den An
schlag 22 anstößt, wie oben beschrieben, nimmt die Hülse 26 zu
der Hülse 30 eine solche Stellung ein, daß die Öffnungen 29 und
38 offen sind. Eine solche Änderung der Stellung der Membran 44
zum Kolben 10 führt zu einer geringen Verminderung des Volumens
des Druckübertragungsraumes 25. Das Gleitventil wird deshalb
stets offen sein, wenn das Volumen des Druckübertragungsraumes
25 kleiner als das Volumen dieses Raumes unter Bedingungen ist,
bei denen sich die Kolben- und Membraneinrichtung in der in
Fig. 1 dargestellten ersten Stellung befinden. Man beachte ferner,
daß das Gleitventil infolge von Leckverlusten der im Drucküber
tragungsraum befindlichen Hydraulikflüssigkeit während eines
Teils des Arbeitshubes des Kolbens 10 offen sein kann; das Rück
schlagventil ist jedoch während des gesamten Arbeitshubes ge
schlossen, so daß der Zufluß von Hydraulikflüssigkeit aus dem
Vorratsbehälter 39 in den Druckübertragungsraum 25 verhindert
wird.
Wenn der Kolben 10 und die Membran 44 sich während des Arbeits
hubes nach unten bewegen, wird die im Pumpraum 50 befindliche
Pumpflüssigkeit durch das Ausströmventil 52 in die Abflußlei
tung 60 gedrückt. Bei der Aufwärtsbewegung oder dem Rückhub
des Kolbens 10 und der Membran 44 wird durch die Leitung 59
und das Ansaugventil 51 zufließende Flüssigkeit in den Pump
raum 50 angesaugt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder
Hin- und Herbewegung der Membran 44 und des Kolbens 10.
Unter idealen Bedingungen, d. h. bei reichlichem Zufluß von Pump
flüssigkeit durch die Leitung 59 oszillieren der Kolben 10
und die Membran 44 in der oben beschriebenen Weise, und es
kommt zu keinerlei Kavitation, weder in dem Druckübertragungs
raum 25 noch in dem Pumpraum 50. Wenn jedoch, wie es manchmal
der Fall ist, in der Zuflußleitung 59 ein Mantel an Pumpflüs
sigkeit herrscht, erzeugt die Membran 44 bei ihrer Aufwärts
bewegung einen Unterdruck im Pumpraum 50. Wenn dies eintritt,
wird in dem Druckübertragungsraum 25 durch die Aufwärtsbewegung
des Kolbens 10 in dem Pumpraum 50 ein Zustand geschaffen,
der Kavitation begünstigt. Durch ds Federglied 31 wird jedoch
die Membraneinrichtung von dem Pumpraum 50 weg in Richtung auf
den Druckübertragungsraum 25 gedrückt. Unter diesen Bedingungen
wird eine Kavitation in dem Druckübertragungsraum 25 verhindert.
Die Bemessung der Feder 31 ist zwar nicht kritisch, doch muß
sie so stark sein, daß sie einen ausreichend hohen Druck auf
die Membraneinrichtung und den Raum 25 ausübt, um zur Vermei
dung von Kavitation die Membran 44, wie in Fig. 1 dargestellt,
konvex zu halten. Bei der bevorzugten Ausführungsform wurde ge
funden, daß die Feder 31 so bemessen werden soll, daß sie einen
Druck von 2 bis 3 N/cm2 auf die dem Druckübertragungsraum zuge
wandte Seite der Membran ausübt.
Claims (7)
1. Kolbenvorrichtung für eine Membranpumpe,
mit einer, einen Pumpraum von einem Druckübertragungsraum trennenden Membran, welche durch ein Vorspannelement ständig in Richtung auf den Druckübertragungsraum hin gespannt gehal ten wird,
ferner mit einem auf den Druckübertragungsraum wirkenden Kolben,
ferner mit einer, einen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsraum mit dem Druckübertragungsraum verbindenden Hydraulik-Flüssig keits-Leitung, in der eine erste Ventileinrichtung angeordnet ist, welche die Hydraulikflüssigkeitsströmung vom Vorratsraum zum Druckübertragungsraum zu sperren vermag,
dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb dieser Leitung (40, 37, 34, 38) eine, der ersten Ven tileinrichtung (35, 36) nachgeschaltete, zweite Ventileinrich tung vorhanden ist, die auf eine gegenseitige Verstellung der Membran (44) und des Kolbens (10) anspricht; und
das Vorspannelement (31) gemeinsam mit der Membran (44) ver schieblich angeordnet ist.
mit einer, einen Pumpraum von einem Druckübertragungsraum trennenden Membran, welche durch ein Vorspannelement ständig in Richtung auf den Druckübertragungsraum hin gespannt gehal ten wird,
ferner mit einem auf den Druckübertragungsraum wirkenden Kolben,
ferner mit einer, einen Hydraulikflüssigkeits-Vorratsraum mit dem Druckübertragungsraum verbindenden Hydraulik-Flüssig keits-Leitung, in der eine erste Ventileinrichtung angeordnet ist, welche die Hydraulikflüssigkeitsströmung vom Vorratsraum zum Druckübertragungsraum zu sperren vermag,
dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb dieser Leitung (40, 37, 34, 38) eine, der ersten Ven tileinrichtung (35, 36) nachgeschaltete, zweite Ventileinrich tung vorhanden ist, die auf eine gegenseitige Verstellung der Membran (44) und des Kolbens (10) anspricht; und
das Vorspannelement (31) gemeinsam mit der Membran (44) ver schieblich angeordnet ist.
2. Kolbenvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorspannelement (31) in an sich bekannter Weise eine
Schraubenfeder ist.
3. Kolbenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Ventileinrichtung ein Rückschlagventil (35, 36) ist,
das bereits dann öffnet, wenn der Druck im Vorratsbehälter
(39) höher ist als im Druckübertragungsraum (25), ohne daß
die Kraft eines zusätzlichen Vorspannelementes überwunden
werden müßte.
4. Kolbenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Ventileinrichtung ein Gleitventil (26, 30, 38, 29)
ist, das dann öffnet, wenn sich der Kolben (10) und die Mem
bran (44) am Ende des Rückhubes befinden, und das Volumen der
Hydraulikflüssigkeit kleiner ist als das Volumen des Druck
übertragungsraumes (25).
5. Kolbenvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gleitventil eine erste, dem Kolben (10) zugeordnete Hülse
(26) und eine zweite, der Membran (44) zugeordnete Hülse (30)
aufweist, die ineinander verschieblich ausgebildet und jeweils
mit Öffnungen (38, 29) versehen sind, die das Gleitventil bei
Deckung öffnen und bei Nicht-Deckung schließen.
6. Kolbenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorspannelement (31) an einem Ende mit der Membran (44)
und am anderen Ende mit dem Kolben (10) verbunden ist.
7. Kolbenvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorspannelement (31) an einem Ende mit der ersten Hülse
(26) und am anderen Ende mit der zweiten Hülse (30) verbunden
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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