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Title:
PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/078841
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pump (1) with an oscillating part, wherein said pump has a housing (2) with a working chamber (3) and a crankcase (4) defined by said chamber by means of the pump part. A pump drive mechanism (6) with a drive shaft (7) is located inside said crankcase and the drive shaft is mounted on bearing (8, 9) that are arranged in the walls of the crankcase. At least one of said bearings is mounted in a passage hole (11) in a crankcase wall. The pump has a suction inlet separate from the crankcase. The pump (1) according to the invention is characterized in that at least one flow channel is provided in the crankcase wall for compensating pressure in the crankcase when the pump part oscillates and in that a flow damper is arranged in the at least one flow channel. In a preferred embodiment, the at least one passage hole having at least one bearing is configured as a flow channel.

Inventors:
Becker, Erich (Glöcklehofweg 13, Bad Krozingen, 79189, DE)
Hauser, Erwin (Robert-Koch-Strasse 16, Emmendingen, 79312, DE)
Application Number:
PCT/EP2003/002524
Publication Date:
September 25, 2003
Filing Date:
March 12, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KNF NEUBERGER GMBH (Alter Weg 3, Freiburg, 79112, DE)
Becker, Erich (Glöcklehofweg 13, Bad Krozingen, 79189, DE)
Hauser, Erwin (Robert-Koch-Strasse 16, Emmendingen, 79312, DE)
International Classes:
F04B9/04; F04B39/12; F04B43/02; F04B45/04; F04B53/00; F04B53/06; F04B53/16; (IPC1-7): F04B53/16; F04B39/12; F04B45/04; F04B53/00; F04B53/06
Foreign References:
GB600460A
US2981197A
US3844688A
US2204814A
US2176691A
BE1010852A3
Attorney, Agent or Firm:
Maucher, Wolfgang (Dreikönigstrasse 13, Freiburg i. Br., 79102, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Pumpe (1) mit einem oszillierenden Pumpteil, wobei die Pumpe ein Pumpengehäuse (2) mit einem Arbeitsraum (3) und einem von diesem durch das Pumpteil abgegrenzten Kurbelge häuse (4) aufweist, in dem sich ein Pumpenantrieb (6) mit einer Antriebswelle (7) befindet, die in den Kurbelge häuseWandungen angeordneten Lagern (8, 9) gelagert ist, von denen zumindest eines in eine Durchgangsöffnung (11) in einer KurbelgehäuseWandung eingesetzt ist, und wobei die Pumpe eine vom Kurbelgehäuse getrennte Ansaugführung hat, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kurbelgehäusewandungen zumindest ein Strömungskanal zum Druckausgleich des Kurbelgehäuses während der Oszillationsbewegungen des Pumpteils vorgesehen ist und dass in dem zumindest einen Strömungskanal ein Strömungsdämpfer angeordnet ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, wenigstens ein Lager aufweisende Durchgangsöffnung (11) als Strömungskanal ausgebildet ist und dass im Bereich des zumindest einen, in die als Strömungskanal ausgestaltete Durchgangsöffnung (11) eingesetzten Lagers (8,9) ein den lichten Kanalquerschnitt abdeckender Strömungsdämpfer angeordnet ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdämpfer durch eine oder mehrere Scheiben (13) aus offenporigem oder dergleichen gasdurchlässigem Material mit hohem pneumatischen Widerstand gebildet ist.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdämpfer durch eine oder mehrere Filzund/oder Vliesscheiben (13) gebildet ist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entlastungsöffnung (14, 14') in der KurbelgehäuseWandung vorgesehen ist die vorzugsweise mit einem Strömungsdämpfer abgedeckt ist.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Widerstand im Bereich der Lageröffnung (en) größer ist als der im Bereich der Entlastungsöffnung (en) (14, 14').
7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdämpfer beidseits des in eine Durchgangsöffnung (11) eingesetzten Lagers vorgesehen ist.
8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) als Membranpumpe und deren oszillierendes Pumpteil als Membrane (5) ausgestal tet ist.
Description:
Pumpe Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem oszillierenden Pumpteil, wobei die Pumpe ein Pumpengehäuse mit einem Arbeits- raum und einem von diesem durch das Pumpteil abgegrenzten Kur- belgehäuse aufweist, in dem sich ein Pumpenantrieb mit einer Antriebswelle befindet, die in den Kubelgehäuse-Wandungen ange- ordneten Lagern gelagert ist, von denen zumindest eines in eine Durchgangsöffnung in einer Kurbelgehäuse-Wandung eingesetzt ist, und wobei die Pumpe eine vom Kurbelgehäuse getrennte Ansaugführung hat.

Es sind bereits verschiedene Pumpen der eingangs erwähnten Art bekannt, die als Verdichter-oder Vakuumpumpen dienen. Diese vorbekannten Pumpen, die als Kolben-oder Membranpumpen ausge- staltet sind, weisen einen Hubkolben oder eine Membrane als os- zillierendes Pumpteil auf. Die vorbekannten Pumpen haben ein Pumpengehäuse, in welchem das oszillierende Pumpteil einen Ar- beitsraum von einem Kurbelgehäuse abgrenzt. Im Kurbelgehäuse ist ein Pumpenantrieb mit einer Antriebswelle vorgesehen, die in den Kurbelgehäuse-Wandungen angeordneten Lagern gelagert ist. Um ein aus dem Kurbelgehäuse vorstehendes Wellenende mit einem Antriebsmotor zu verbinden, ist zumindest eines dieser Lager in eine in der Kurbelgehäuse-Wandung befindliche und aus dem Kurbelgehäuse führende Durchgangsöffnung eingesetzt.

Es ist bereits bekannt, die Lager solcher Pumpen als fettge- schmierte Lager auszuführen. Damit auch bei heißer Pumpe kein Fett aus den Lagern austritt und somit die Schmierung redu- ziert, sind die Lager dieser vorbekannten Pumpen seitlich mit Deckscheiben überdeckt. Diese Deckscheiben dichten berührungs- los gegenüber dem Kugellager-Innenring ab.

Durch die Oszillationsbewegung des Pumpteils wird jedoch auch der Druck im Kurbelgehäuse zwangsläufig entsprechend den Pump- zyklen erhöht oder entlastet. Die dabei ein-und ausströmende Luft kann über einen von den Deckscheiben freigehaltenen Spalt durch die in die Durchgangsöffnungen eingesetzten Lager entwei- chen. Da der Querschnitt dieses Spalts wegen der gewünschten Dichtwirkung sehr klein ist, erhält die Luft dort eine hohe Luftgeschwindigkeit, die sich als unangenehmes Geräusch bemerk- bar macht. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass das Lager- fett langsam aus dem Kugellager herausbefördert wird.

Solche Pumpen werden jedoch häufig in Labors oder auch in Ope- rationssälen verwendet, wo derart störende Geräusche die Kon- zentration der Anwesenden erheblich beeinträchtigen können.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich durch eine besonders geräuscharme Be- triebsweise auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht insbesondere darin, dass in den Kurbelgehäusewandungen zumindest ein Strömungskanal zum Druckausgleich des Kurbelgehäuses während der Oszillationsbewegungen des Pumpteils vorgesehen ist und dass in dem zumindest einen Strömungskanal ein Strömungsdämpfer angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Pumpe weist in den Kurbelgehäusewandungen zumindest einen Strömungskanal auf, der einen Druckausgleich des Kurbelgehäuses während der Oszillationsbewegungen des Pumpteils bewirkt. In diesem zumindest einen Strömungskanal ist ein Strömungsdämpfer angeordnet, der die durchströmende Luftmenge in Grenzen hält. Durch den Strömungsdämpfer wird die Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal so stark reduziert, dass auch das durch einen Luftstrom entstehende Geräusch stark vermindert wird. Die erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich daher durch einen besonders geräuscharmen Lauf aus.

Aus der DE 201 19 407 U1 ist ein ölloser Luftkompressor bekannt, der ein Kompressorgehäuse hat, das durch einen oszillierenden Kolben in ein Kurbelwellengehäuse und einen Arbeitszylinder unterteilt ist. Am Kolben ist ein Rückschlagventil vorgesehen, wodurch die Luft von dem Kurbelwellengehäuse durch das Rückschlagventil in den Zylinder strömen kann. Um die Ansaugführung allein durch das Kurbelwellengehäuse zu bewirken, ist der Arbeitszylinder nur mit einer Luftaustrittsöffnung und einem Rückschlagventil versehen. Das Kurbelwellengehäuse ist an einer Seite mit einer Lufteintrittsöffnung versehen, die ein Luftfilter abdeckt. Eine vom Kurbelwellengehäuse unabhängige Ansaugführung weist der vorbekannte Luftkompressor nicht auf.

In Niemann, G, Maschinenelemente, Bd. 1, Konstruktion und Berechnung von Verbindungen, Lagern, Wellen, Verlag Springer, Berlin, 2. Auflage 1975, S. 342, sind verschiedene gebräuchliche berührende Dichtungen dargestellt. U. a. sind dort auch Filzringdichtungen beschrieben, die den zwischen einer, eine Durchgangsöffnung durchsetzenden Welle einerseits und der die Durchgangsöffnung begrenzenden Gehäusewandung andererseits verbleibenden Spalt abdichten. Um die allein abdichtende Funktion der Filzringdichtungen ermöglichen zu können, wird dieser Spalt von vorneherein möglichst derart klein bemessen, dass Undichtigkeiten und entsprechende Strömungen weitestgehend vermieden werden.

Eine vergleichbare Filzringdichtung ist in der DE 692 03 605 T2 beschrieben.

Aus der DE-PS 975 981 kennt man bereits eine Wellenabdichtung, die beidseits von einem, in einer Durchgangsöffnung befindlichen Wellenlager jeweils eine Labyrinthdichtung hat.

Die Gänge der Labyrinthdichtung sind so eng bemessen, dass ohnehin nahezu kein Strömungsdurchlaß möglich ist. Zusätzlich werden die Gänge der Labyrinthdichtungen zumindest bereichsweise unter einem Druck gehalten, der höher ist, als der außerhalb des Lagers herrschende Druck. Auf diese Weise können die Labyrinthdichtungen der vorbekannten Wellenabdichtung jeden Strömungsdurchlaß im Bereich der Durchgangsöffnung wirkungsvoll unterbinden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht vor, dass zumindest eine, wenigstens ein Lager aufweisende Durchgangsöffnung als Strömungskanal ausgebildet ist, und dass im Bereich des zumindest einen, in die als Strömungskanal ausgestaltete Durchgangsöffnung eingesetzten Lagers ein den lichten Kanalquerschnitt abdeckender Strömungsdämpfer angeordnet ist.

Bei dieser mit besonders geringem Herstellungsaufwand verbundenen Weiterbildung gemäß der Erfindung ist zumindest eine, wenigstens ein Lager aufweisende Durchgangsöffnung als Strömungskanal ausgebildet. Da auch in der den Strömungskanal bildenden Durchgangsöffnung ein Strömungsdämpfer angeordnet ist, wird die durch das Lager durchströmende Luftmenge stark verringert. Dadurch sinkt die Strömungsgeschwindigkeit in dem im Lager verbleibenden Spalt so stark, dass auch das durch den Luftstrom entstehende Geräusch stark reduziert wird.

Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Strömungsdämpfer durch eine oder mehrere Scheiben aus offenporigem oder dergleichen gas- durchlässigem Material mit hohem pneumatischen Widerstand ge- bildet ist. Dabei kann der Strömungsdämpfer beispielsweise aus einer oder mehreren Scheiben aus offenporigem Schaumstoffmate- rial bestehen.

Bevorzugt wird jedoch, wenn der Strömungsdämpfer durch eine oder mehrere Filz-oder Vliesscheiben gebildet ist.

Um die durch den hohen pneumatischen Widerstand im Pumpenge- häuse und das aus oszillierende Pumpteil entstehende pulsie- rende Druckerhöhung abzubauen, kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens eine Entlastungsöffnung in der Kurbelgehäuse-Wandung vorgesehen ist, die vorzugsweise mit einem Strömungsdämpfer ab- gedeckt ist. Durch diese Entlastungsöffnung in der Kurbelge- häuse-Wandung kann ein Luftaustausch derart erfolgen, dass der Luftstrom sich kaum noch durch die in den Durchgangsöffnungen befindlichen Lager zwängen muß.

Dies wird noch begünstigt, wenn der pneumatische Widerstand im Bereich der Lageröffnung (en) größer ist als der im Bereich der Entlastungsöffnung (en).

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Strömungsdämpfer beid- seits des in eine Durchgangsöffnung eingesetzten Lagers vorge- sehen ist.

Die vorstehend beschriebene Erfindung kann beispielsweise bei Hubkolbenpumpen mit einem als Pumpteil dienenden Hubkolben ein- gesetzt werden. Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfin- dung sieht jedoch vor, dass die Pumpe als Membranpumpe und deren oszillierendes Pumpteil als Membrane ausgestaltet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzel- nen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Aus- führungsform gemäß der Erfindung verwirklicht sein.

In der einzigen Figur ist eine Membranpumpe 1 dargestellt, die als Verdichter oder als Vakuumpumpe dient. Die Membranpumpe 1 hat ein Pumpengehäuse 2, in welchem ein Arbeitsraum 3 durch ein oszillierendes Pumpteil von einem Kurbelgehäuse 4 abgegrenzt ist. Als Pumpteil dient eine Membrane 5 aus elastischem Mate- rial, die an ihrem Membranumfang im Pumpengehäuse 2 eingespannt wird und die mittels eines als Pumpantrieb 6 dienenden Exzen- terantriebs in Oszillationsbewegungen versetzt werden kann.

Die Membrane 5 ist hier in einem oberen Totpunkt dargestellt, in welchem sie den Arbeitsraum 3 nahezu formschlüssig ausfüllt.

Der Pumpenantrieb 6 ist mit seiner Antriebswelle 7 im Kurbelge- häuse 4 vorgesehen. Die Antriebswelle 7 ist beidseits des Ex- zenterantriebs 6 in Wälzlagern 8,9 gelagert, die in den Kurbelgehäuse-Wandungen angeordnet und hier als Kugellager ausgebildet sind. Um das aus dem Kurbelgehäuse 4 vorstehende Wellenende 10 mit einem Antriebsmotor zu verbinden, ist zumindest das Lager 8 in eine in der Kurbelgehäuse-Wandung befindliche und aus dem Kurbelgehäuse 4 führende Durchgangsöff- nung 11 eingesetzt.

Bei der hier dargestellten Pumpe 1 ist auch das Lager 9 auf der gegenüberliegenden Kurbelgehäuse-Wandung in eine aus dem Kur- belgehäuse 4 führende Durchgangsöffnung 11 eingesetzt.

Damit auch bei heißer Pumpe 1 kein Fett aus den fettgeschmier- ten Lagern 8,9 austritt und somit die Schmierung reduziert wird, sind die Lager 8,9 beidseits durch Deckscheiben 12 über- deckt. Diese Deckscheiben dichten berührungslos gegenüber dem Kugellager-Innenring ab.

Wie aus der Zeichnung deutlich wird, ist im Bereich der in die Durchgangsöffnungen 11 der Kurbelgehäuse-Wandungen eingesetzten Lager 8, 9 ein die Lageröffnung abdeckender Strömungsdämpfer angeordnet. Dieser Strömungsdämpfer wird hier durch Scheiben 13 aus Vlies, Filz oder dergleichen gasdurchlässigem Material mit hohem pneumatischem Widerstand gebildet, die beidseits der La- ger vorgesehen sind.

Durch diesen Strömungsdämpfer wird die durch die Lager und insbesondere die durch den zwischen Innen-und Außenring der Lager verbleibenden Spalt durchströmende Luftmenge stark verringert. Dadurch sinkt die Strömungsgeschwindigkeit im Lagerspalt so stark, dass auch das durch den Luftstrom entstehende Geräusch stark reduziert wird. Die hier dargestellte Pumpe 1 zeichnet sich daher durch einen besonders geräuscharmen Lauf aus.

Um die durch den hohen pneumatischen Widerstand im Pumpenge- häuse und das oszillierende Pumpteil 5 entstehende pulsierende Druckerhöhung abzubauen, ist zusätzlich eine Entlastungsöffnung 14, 14'vorgesehen, die hier durch einen Strömungsdämpfer abge- deckt ist. Auch der der Entlastungsöffnung 14, 14'zugeordnete Strömungsdämpfer ist aus mehreren gasdurchlässigen Scheiben 15 mit hohem pneumatischem Widerstand, insbesondere aus mehreren Vlies-oder Filzscheiben, gebildet. Die Entlastungsöffnung 14, 14'ist so dimensioniert, dass der Widerstand im Bereich der Lageröffnungen der Lager 8,9 größer ist als der im Bereich der Entlastungsöffnung 14, 14'. Zusätzlich oder stattdessen können auch die Scheiben 15 so gewählt werden, daß deren pneumatischer Widerstand kleiner ist als der Widerstand im Bereich der Lager 8,9. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Druckausgleich zwischen Kurbelgehäuse 4 und Atmosphäre auch nur zum Teil über die Lager 8,9 erfolgt ; gleichzeitig wird sichergestellt, dass das zur Lagerschmierung benötigte Fett nicht nach außen fließen kann.

Die hier dargestellte Pumpe zeichnet sich durch eine besonders geräuscharme Betriebsweise aus.

- Ansprüche




 
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