Membranpumpe mit zwei Membranköpfen und zwei separaten Pumpengehäusen

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit zwei Membranköpfen sowie mit zwei separaten Pumpengehäusen und darin vorgesehenen Membranen, wobei die Pumpengehäuse benachbart zueinander angeordnet sind und der Antrieb der Membranen derart um 180 Grad versetzt ist, dass die Richtung der gleichzeitigen Auslenkungen der Membranen der beiden Membranköpfe jeweils gegensinnig ist.

Derartige Membranpumpen sind bekannt und haben sich bewährt.

Dabei muss die von der jeweiligen Unterseite der Membranen bewegte Luft durch Lager oder andere Stellen aus dem jeweiligen Pumpengehäuse entweichen, wenn die Membrane ihre Ansaugbewegung durchführt, und muss auch wieder angesaugt werden, wenn die Membrane sich in ihrer Förderphase bewegt. Diese Luftbewegungen erzeugen nicht unerhebliche Geräusche.

Es besteht deshalb die Aufgabe eine Membranpumpe mit zwei Membranköpfen und zwei separaten Pumpengehäusen zu schaffen, die die Vorteile einer derartigen „doppelten" Membranpumpe aufweist, wobei aber die Geräuschentwicklung durch die von der Membranunterseite bewegte Luft vermindert oder vermieden werden soll.

Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist die eingangs definierte Membranpumpe dadurch gekennzeichnet, dass die beiden - separaten - Pumpengehäuse luftdurchlässig mit-

einander verbunden sind. Dadurch wird erreicht, dass die von den Membranen in den Pumpengehäusen bewegte Luft nicht oder nur m geringem Masse ms Freie entweichen muss, weil die von der einen Membrane verdrängte Luft m das andere Pumpengehäuse fließen kann, wenn dessen Membrane gerade das innere Volumen dieses zweiten Pumpengehäuses vergrößert. Die jeweils verdrängte Luft kann also zwischen den beiden geschlossenen Pumpengehäuse hm- und herbewegt werden. Somit können diese gegenüber der Umgebung luftdicht oder weitgehend luftdicht ausgeführt werden.

Besonders günstig ist es dabei, wenn zwischen den beiden im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Pumpengehäusen wenigstens eine Verbmdungsleitung vorgesehen ist und wenn der Querschnitt und/oder der Strömungswiderstand der Verbmdungsleitung oder Verbmdungsleitungen derart bemessen ist, dass wenigstens ein Teil oder alle von der Membranunterseite geförderte oder verdrängte Luft m das jeweils andere Pumpengehäuse förderbar ist. Als besonders einfache luftdurchlässige Verbindung wird also zumindest eine Verbmdungsleitung für die hm- und herbewegbare Luft vorgesehen, so dass die Konstruktion der Membranpumpe und ihrer separaten Pumpengehäuse unverändert bleiben kann und lediglich eine entsprechende Verbmdungsleitung vorzusehen ist.

Die Verbmdungsleitung kann die einander zugewandten Seiten oder Wände der beiden Pumpengehäuse insbesondere geradlinig verbinden. Dies stellt praktisch die kürzeste Verbindung für die Luftleitung dar, so dass auch deren Strömungswiderstand entsprechend gering ist. Darüber hinaus ist m dem unmittelbaren Zwischenraum zwischen den beiden Pumpengehäusen in der Regel genügend ungenutzter Platz, um eine solche Verbmdungsleitung unterbringen zu können.

Die beiden separaten Pumpengehäuse und/oder das Fördervolumen der beiden darin angeordneten Membranen pro Hub können zweckmäßigerweise gleich groß sein. Dann ergibt sich ein bestmög- licher Ausgleich der jeweils verdrängten Luft von dem einen zu dem anderen Pumpengehäuse und wieder zurück.

Damit die Luft bei ihrer Hin- und Herbewegung von dem einen m das andere Pumpengehäuse und wieder zurück nicht zusätzlich an irgendwelchen anderen Stellen entweicht, zum Beispiel an den Lagern oder Kugellagern, ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der Lager- und Durchtrittsöffnung für die insbesondere gemeinsame Antriebswelle an dem jeweiligen Pumpengehäuse wenigstens eine Dichtung vorgesehen ist, deren Strömungswiderstand größer als der der Verbindungsleitung zwischen den beiden Pumpengehäusen ist. Durch die Kombination der Abdichtung entsprechender öffnungen an den Pumpengehäusen mit der oder den gemeinsamen Verbindungsleitungen kann ein Austritt von Luft aus den Pumpengehäusen noch wirksamer vermieden werden, so dass nicht nur entsprechende Geräusche, sondern auch gegebenenfalls Verunreinigungen der Umgebung der Membranpumpe vermieden werden können.

Dabei kann an dem Lager der Antriebswelle im Bereich des Durchtritts durch die Pumpengehäuse jeweils eine das Lager abdeckende Filzscheibe vorgesehen sein. Filzscheiben sind effektive Dichtmittel, die selbst keine oder kaum Geräusche verursachen.

Dabei kann die Filzscheibe auf der dem Inneren des Pumpengehäuses abgewandten und/oder zugewandten Seite des Lagers oder Kugellagers angebracht sein. Dies kann von der jeweiligen Konstruktion der Lagerung der Antriebswelle abhängig gemacht

werden .

Eine andere oder zusätzliche Maßnahme kann sein, dass das jeweilige Pumpengehäuse im Bereich des Pleuels für den Antrieb der Membrane eine Zwischenwandung zur Abgrenzung des Kurbelgehäuses von dem Bewegungsraum des Membrankopfes hat, die eine Durchtrittsöffnung für das Pleuel aufweist, und dass die Verbindung oder Verbindungsleitung der beiden Pumpengehäuse insbesondere zwischen dieser Zwischenwandung und der Unterseite des jeweiligen Membrankopfs vorgesehen ist. Auch dadurch wird die von den Membranen beziehungsweise Membranköpfen innerhalb des Pumpengehäuses bewegte Luft vor allem oder ausschließlich m die Verbmdungsleitung gelenkt und somit die Gefahr eines Austrittes der Luft aus den Pumpengehäusen weiter vermindert oder vermieden.

Dabei ist es günstig, wenn die Durchtrittsöffnung in der Zwischenwandung für das Pleuel diesem gegenüber eine enge Toleranz und/oder eine das Pleuel beaufschlagende, dessen Bewegung erlaubende Dichtung oder Filzscheibe enthält. Dadurch wird der pneumatische Widerstand innerhalb des Pumpengehäuses gegenüber dem Durchtritt der Luft durch die Verbmdungsleitung noch weiter erhöht.

Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich eine Membranpumpe mit zwei Membranköpfen und zwei separaten Pumpengehäusen sowie einer gemeinsamen Antriebswelle für die beiden Pleuel, bei welcher die von den Membranen und Membranköpfen bewegte Luft nicht ms Freie entweichen muss, weil sie über die gegenseitige luftdurchlässige Verbindung oder Verbmdungsleitung zwischen den beiden Pumpengehäusen hm- und herbewegt werden kann und sich also die jeweils m den Pumpengehäusen

durch die Bewegungen der Membranköpfe bewirkten Verdichtungen und Entspannungen der jeweiligen Luftmengen ausgleichen können.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt m zum Teil schematisierter Darstellung:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Membranpumpe mit zwei Membranköpfen und zwei diese aufwei- senden separaten Pumpengehäusen, die über eine Ver- bmdungsleitung luftdurchlässig miteinander verbunden sind, wobei die eine Membran gerade im oberen Totpunkt und demgemäß die gegensinnig dazu angetriebene andere Membran in ihrem unteren Totpunkt dargestellt sind, so dass die von dieser im unteren Totpunkt befindlichen Membran verdrängte Luft m das andere Pumpengehäuse befördert ist,

Fig. 2 einen gegenüber der Fig.1 um 90 Grad gedrehten Längs- schnitt durch eines der Pumpengehäuse, welches zwischen dem Bewegungsraum der Membran und dem Kurbelgehäuse eine von dem Pleuel durchsetzte Zwischenwand aufweist und die Verbmdungsleitung zu dem nicht dargestellten zweiten Pumpengehäuse zwischen der Unterseite der Membran beziehungsweise der

Membrane und dieser Zwischenwand angeordnet ist, sowie

Fig. 3 einen Teillängsschnitt analog Fig.2, dieser gegenüber aber um 90 Grad verdreht, wobei m der Durchtrittsöffnung m der Zwischenwand für das Pleuel zusätzlich eine Dichtung vorgesehen ist.

Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Membranpumpe weist zwei Membranen 6 und zwei diese enthaltende separate, benachbart zueinander angeordnete Pumpengehäuse 3 sowie zwei Membranköpfe 15 auf, wobei eine gemeinsame Antriebswelle 4 die Pleuel 5 der beiden Membranen 6 antreibt. Dabei ist der Antrieb der beiden Membranen 6 beziehungsweise der diese tragenden Pleuelpilze 2, wie m Fig.1 deutlich dargestellt, derart um 180 Grad versetzt, dass die Richtung der gleichzeitigen Auslenkungen der Membranen 6 der beiden Pleuelpilze 2 jeweils gegensinnig ist.

Man erkennt m Fig.1 deutlich, dass der links dargestellte Pleuelpilz 2 mit der Membrane 6 gerade m Obenstellung angelangt ist, während der andere Pleuelpilz 2 mit seiner Membrane 6 entsprechend dem Versatz des Antriebs um 180 Grad die entgegengesetzte Position, nämlich die Untenstellung erreicht hat. Während also ein Pleuelpilz 2 sich im oberen Totpunkt befindet, ist der andere Pleuelpilz 2 demgegenüber im unteren Totpunkt angelangt, was während des Betriebes der Membranpumpe 1 ständig wechselt.

In den Fig.1 und 2 ist dargestellt, dass die beiden Pumpengehäuse 3 mit Hilfe einer Verbindungsleitung 7 luftdurchlässig miteinander verbunden sind, so dass die von dem abwärts bewegten Pleuelpilz 2 verdrängte Luft über diese Verbmdungs- leitung 7 m das andere Pumpengehäuse 3 befördert werden kann, wo die Aufwärtsbewegung des Pleuelpilzes 2 gerade zu einer Vergrößerung des Luftvolumens innerhalb des Pumpengehäuses 3 führt, so dass ein ständiger Austausch der jeweils verdrängten und benötigten Luftmengen zwischen den beiden Pumpengehäusen 3 über die Verbindungsleitung 7 möglich ist. Somit braucht die jeweils von den Pleuelpilzen 2 und den Membranen 6 verdrängte Luft nicht aus den Pumpengehäusen 3 auszutreten, so dass auch keine durch einen solchen Luftaustritt bewirkte Geräuschent-

Wicklung erfolgt.

Der Querschnitt der zwischen den beiden im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Pumpengehäusen 3 vorgesehenen Verbmdungsleitung 7 und auch ihr Strömungswiderstand sind dabei derart bemessen, dass möglichst die gesamte von der jeweiligen Membranunterseite geförderte oder verdrängte Luft m das jeweils andere Pumpengehäuse 3 gefördert wird.

Dies wird dadurch begünstigt, dass die beiden Pumpengehäuse 3 und vor allem das von den Membranen 6 je Hub bewirkte Fördervolumen gleich groß sind, so dass pro Hub des einen Pleuel- pilzes 2 mit Membrane 6 gleichzeitig die Luftmenge m dem entsprechenden Pumpengehäuse 3 übernommen wird, die durch die dem Hub entgegengesetzte Bewegung m dem benachbarten Pumpengehäuse 3 verdrängt wird.

Dabei erkennt man m Fig.1, dass die Verbindungsleitung 7 die beiden Pumpengehäuse 3 an deren einander zugewandten Seiten oder Wänden 3a geradlinig verbindet, so dass also eine möglichst kurze Verbmdungsleitung 7 möglich ist, die flexibel oder aber auch starr sein kann, um gleichzeitig die beiden Pumpengehäuse 3 stabil miteinander zu verbinden.

In Fig.1 ist außerdem dargestellt, dass im Bereich der Lageroder Durchtrittsöffnung für die gesamte Antriebswelle 4 an dem jeweiligen Pumpengehäuse 3 wenigstens eine Dichtung 8 vorgesehen ist, deren Strömungswiderstand größer als der der Verbmdungsleitung 7 zwischen den beiden Pumpengehäusen 3 ist, was zusätzlich dazu beiträgt, dass die von den Pleuelpilzen 2 und den Membranen 6 unterseitig jeweils verdrängte Luft praktisch vollständig über die Verbmdungsleitung 7 hin- und herbewegt wird. Dabei kann an dem jeweiligen Lager 9 der

Antriebswelle 4 im Bereich des Durchtritts durch die Pumpen- gehäusewandung jeweils eine das Lager 9 abdeckende Filzscheibe als Dichtung 8 vorgesehen sein, die im Ausführungsbeispiel auf der dem Inneren des jeweiligen Pumpengehäuses 3 abgewandten Seite des Lagers oder Kugellagers 9 angebracht ist. Sie könnte aber auch auf der dem Inneren des Pumpengehäuses 3 zugewandten Seite oder auf beiden Seiten des jeweiligen Lagers vorgesehen werden.

In den Fig.2 und 3 ist als zusätzliche Maßnahme zur weitest- gehend ausschließlichen Förderung der jeweils verdrängten Luft durch die Verbindungsleitung 7 dargestellt, dass das jeweilige Pumpengehäuse 3 im Bereich des Pleuels 5 eine Zwischenwandung 10 zur Abgrenzung des Kurbelgehäuses 11 von dem Bewegungsraum 12 der Membrane 6 hat, wobei eine Durchtrittsöffnung 13 für das Pleuel 5 notwendig und vorgesehen ist und die Verbmdungs- leitung der beiden Pumpengehäuse 3 zwischen dieser Zwischenwandung 10 und der Unterseite des jeweiligen Pleuelpilzes 2 angeordnet ist. Die Zwischenwand und eine möglichst enge Durchtrittsöffnung 13 verbessern das Fördern der an der Unterseite des jeweiligen Pleuelpilzes bei dessen Abwärtsbewegung verdrängten Luft m und durch die Verbmdungs- leitung 7.

Neben einer engen Toleranz dieser Durchtrittsöffnung 13 gegenüber dem Pleuel 5 kann außerdem m der Durchtrittsöffnung 13 gemäß Fig.3 noch eine das Pleuel 5 beaufschlagende, dessen Bewegung erlaubende Dichtung 14, zum Beispiel eine Filzscheibe, vorgesehen sein, die gemäß Fig.3 m Aussparungen des Randes der Durchtrittsöffnung 13 eingreift.

Durch die luftdichte Verbindung der beiden parallelen, separaten Pumpengehäuse 3 mittels wenigstens einer Verbmdungs-

leitung 7 kann dxe jeweils bei der Bewegung der Membranen 6 verdrängte Luft aufgrund von deren gegensinnigen Bewegungen von dem einen m das andere Pumpengehäuse 3 und wieder zurück gefördert werden, so dass ein Austritt dieser verdrängten Luft aus den Pumpengehäusen 3 und eine damit einhergehende Geräuschentwicklung vermieden oder weitestgehend vermieden werden.

Die Membranpumpe 1 hat zwei Membranköpfe 15, jeweils zwei Membranen 6 und zwei separate Pumpengehäuse 3, in denen die Pleuel 5 mit Pleuelpilzen 2 für die Membranen 6 angeordnet sind, die von einer gemeinsamen Welle 4 angetrieben sein können, wobei der Antrieb für die Welle 4 zwischen den beiden Pumpengehäusen 3 angeordnet sein kann. Die beiden Pumpengehäuse 3 sind dabei luftdurchlässig insbesondere über eine

Verbindungsleitung 7 miteinander verbunden, damit die jeweils von der einen Membrane 6 verdrängte Luft m das andere Pumpengehäuse 3 bewegt werden kann, m welchem die zugehörige Membrane 6 aufgrund des entgegengesetzten Antriebs zu einer Raumvergrößerung führt.

Ansprüche