DE2651013C2

DE2651013C2 - Kombinierte peristaltische Pumpe und Saugheber

Info

Publication number: DE2651013C2
Application number: DE2651013A
Authority: DE
Inventors: Forrest Langille Brooklyn Center Minn. Austin; Richard Thomas Minnetonka Minn. Cornelius
Original assignee: CORNELIUS ENGINEERING CENTER Inc GOLDEN VALLEY MINN US; Cornelius Engineering Center Inc Golden Valley Minn
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1976-11-08
Publication date: 1982-11-18
Also published as: HK56783A; GB1539823A; JPS5286507A; DE2651013A1; JPS5727988B2; CA1053076A; US4070725A

Description

IO

gngetriebenen Tragplatte selbst derart, daß die Rollen in dieser Tragplatte lose geführt sind. Dies hat zur Folge, daß bei einer Drehrichtungsumkehr der Trageinrichtung die Rollen automatisch entlang der gekrümmten Schlitze bewegt werden und dann am radial inneren Endpunkt der Schlitze zum Anliegen kommen, so daß dann die Rollen den Schlauch nicht mehr eindrücken und die Pumpe als Saugheber betrieben werden kann. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, daß die Umstellung vcn Pumpenbetrieb auf den Saugheberbetrieb dann erfolgt, wenn gegebenenfalls nur kurzfristig die Drehrichtung des Antriebs umgekehrt wird. Allerdings tritt dabei folgendes Phänomen auf. Wenn die frei in den Schlitzen beweglichen Rollen beim Pumpbetrieb den gekrümmten Bereich des Schlauches verlassen, so kann sich der Schlauch wieder ausdehenen und seine ursprüngliche Form einnehmen. Bei diesem Sich-Ausdehnen des Schlauches besteht die Gefahr, daß die Rolle selbst innerhalb des Schlitzes vorschnellt und dabei eine größere Drehbewegung ausführt, als dies mittels des Antriebs möglich wäre. Dabei kann gegebenenfalls die RoUc an das anliegende Ende gekrümmten Schlitzes anschlagen, so daß sicli die Rolle bei Wiederberührung mit dem Schlauch im Schlitz zunächst zurückbewegen würde, bis sie wieder am radial äußeren Ende des Schlitzes anliegt und insofern den Schlauch peristaltisch verformen kann. Dadurch wird nicht nur die Geräuschentwicklung erhöht, sondern auch ein einwandfreier Betrieb der Pumpe gestört. Das erfindungsgemäße Führungsglied erfaßt die Rolle und so verhindert das Vorschnellen der Rollen an der bezeichneten Stelle, d. h. verhindert die sprunghafte Bewegung der losen Rollen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführangsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß aufgebauten Pumpe,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Pumpe,

Fig. 3 eine vergrößerte, geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie III-II1 nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht in verkleinertem Maßstab von gewissen in F i g. 3 geschnittenen Bauteilen,

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie V-V nach F i g. 4, und

Fig. 6 eine schematische, fragmentarische Ansicht von einer anderen Einrichtung zur Betätigung der Pumpe.

Entsprechend Fig. 3 enthält eine Pumpe 11 ein Gehäuse 12, in dem ein nachgiebiges U-förmiges Rohr 13 aus Neopren angeordnet ist. Eine Anzahl Rollen 14 wird durch eine Trageinrichtung 15 gehalten und ferner durch ein Führungsglied 16 gesteuert. Die Trageinrichtungen 15 sind drehbar mit einer Einrichtung 17 verbunden, durch die dieselbe gedreht wird.

Das Gehäuse 12 enthält ein Paar komplementär geformte Abschnitte 18, 19, die die Bauteile 13 bis 16 enthalten und die die Dreheinrichtung 17 aufnehmen. Die Trageinrichtung 15 enthält Tragplatten 20, 20. die die Rollen 14 und das Führungsglied 16 tragen, Die Tragplatten 20, 20 haben die gleiche Gestalt und enthalten jeweils einen Lägerbereich 21 in Form einer Ausnehmung, die einen Lagerring 22 aufnimmt, der an der Innenfläche 6er Gehäuseabschnitt 18,19 angeformt ist.

Integral am Gehäuse J2 angeformt ist ein Handgriff

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50 23, der einen von dem Hauptteil des Gehäuses 12 über eine Verlängerung 25 beanstandeten Greifbereich 24 aufweist. Die Art des für den Handgriff 23 verwendeten Materials, seine hohle Gestalt, die Verlängerung 2.5 und der durch die Verlängerung 25 geschaffene Abstand schützt die Hand vor Verbrennung, wenn die Pumpe 11 zur Überführung von heißen Flüssigkeiten verwendet wird.

Das nachgiebige Rohr 13 hat einen Einlaßanschluß 26 an einem Ende und einen Auslaßanschluß 27 an seinem anderen Ende, wobei die Anschlüsse in das Rohr eingepreßt sind. Jeder Anschluß 26, 27 wird von einer Klemmrippe 28 umgeben, durch die Enden dea Rohres 23 festgehalten werden. Die Anschlüsse 26, 27 können verschiedene Leitungen oder nachfolgend beschriebene andere Anschlüsse aufnehmen, einschließlich der glatten Rohre 29, 30 gem. F i g. 3. Zwischen dem Einlaß 26 und dem Auslaß 27 besitzt das Rohr 13 einen zwischenliegenden bogenförmigen Bereich 31, der sich über einen Winkel von 180° erstreckt und mit geraden, zu den Anschlüssen 26, 27 führenden BereH-en in Verbindung steht. Längs der gesamten Länge de^c Rohres zwischen den Anschlüssen steht das Gehäuse mit dem Umfang des Rohres 13 in Berührung, der von der Drehachse der Trageinrichtung 15 entfernt liegt, wobei der bogsnförmige Bereich 31 sich konzentrisch zur Achse erstreckt. Die Anschlüsse 26, 27 weisen beide in die gleiche Richtung vom Hauptabschnitt des Gehäuses 12 aus, wobei diese Richtung entgegengesetzt zum Handgriff 23 ist.

Die Rollen 14 werden nicht nur orbital, d. h. umlaufend bei Bewegung im Uhrzeigersinn gem. F i g. 3 angetrieben und stehen dabei nicht nur mit dem Rohr 13 in Eingriff und drücken dieses zusammen, sondern sind auch so getragen, daß sie sich radial nach innen verschieben können und damit außer Eingriff oder im wesentlichen außer Eingriff mit dem Rohr 13 kommen. Wie am besten aus F i g. 4 und 5 zu entnehmen ist. sind die Rollen 14, 14 zwischen den Tragplatten 20, 20 angeordnet, wobei jede Rolle einen Zapfen 32 besitzt, durch den sich die Rollen in der Trageinrichtung 15 um Ac'.sen parallel zur Mittelachse liegende drehen kann. Nach Fig.4 und 5 können Bereiche der Rollen 14 weggelassen werden, um den Verbrauch von Kunststoffmaterial so gering wie möglich zu halten. Die Rollen 14 werden lose von der Tra_fe'einrich«ung 15 getragen, um eine radiale Verschiebung der Rollen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck enthält die Trageinrichtung eine Einrichtung, die diese radiale Verschiebung ermöglicht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die radiale Verschiebungseinrichtung einen Lagerschlitz 33 für jeden Zapfen 32 auf und ist in den Tragplatten 20,20 angeordnet, leder Schlitz ist nicht nur langgestreckt und bogenförmig, sondern bildet auch einen Bogenbereich einer Spirale, indem der Abstand zwischen der bogenförmigen Mittellinie des Schützes und der Mittelachse sich ändert. Obgleich die Rollen 14 längs der Länge von jedem Schlitz 33 abrollen oder gleiten können, ist das gekrümmte Ende des Schlitzes derjenige Bereicl. der als Lager arbeitet, auf dem sich die Zapfen drehen, nachdem die Rollen entweder in ihre gezeigte äußerste Stellung oder in ihre radiale innerste Stellung Verschoben wurden

Nach Fig.4 und 5 besitzen die grundsätzlich flachen komplementären Abschnitte 20, 20 einen zentralen Nabenbefeich, der usi Verbindung mit dem Nabenbereich des anderen Abschnittes 20 eine zentrale Nabe 34 bildet, die die grundsätzlich flachen Abschnitte 20, 20 in

quelle, wie beispielsweise den Benzintank eines Fahrzeugs, eingesetzt werden, um von diesem Treibstoff einem Rasenmäher, einem Schneemobil, einem Schneegebläse oder dgl. zuzuführen. Bei dieser Art der Verwendung dient die Pumpe Il als Dosiervorrichtung, <s Obgleich nicht genau, übertragen etwa 100 Umdrehungen der Dreheinrichtung 17 3,791 Treibstoff (eine Gallone). Die Aufzählung der Anwendungsfälle ist nicht erschöpfend, sondern soll lediglich aufzeichnen, daß die Vorrichtung sowohl mit heißen als auch kalten in Flüssigkeiten verwendet werden kann, wobei es sich bei den Flüssigkeiten um Wasser, Treibstoff, öl und natürlich andere Stoffe handeln kann. Die Pumpe 11 ist selbstansaugend, und v/enn der Flüssigkeitsstand in der Quelle höher als der Stand ist, bis zu dem die Flüssigkeit übertragen werden soll, bewirkt eine umgekehrte Bewegung der Dreheinrichtung um 90° eine Radialverschiebung der Rollen 14 nach innen zum anderen Ende der Schlitze 33. In diesem Fall ist keine weitere Kurbelbewegung erforderlich, da die Flüssigkeit nach 21) dem Prizip eines Saughebers strömen wird. Um die Strömung zu unterbinden, wird der Kurbelarm um 90° nach vorne gedreht, so daß der Zustand oder die relative Lage der Teile gemäß F i g. 3 wieder eingenommen werden.

Wenn erwünscht, kann die Pumpe nach jeder Verwendung gereinigt werden. Doch soll die Pumpe außer Betrieb gesetzt und abgestellt werden, wird der Kurbelarm um '/+-Umdrehung in umgekehrter Richtung gedreht, so daß sich die Rollen 14 aus dem Rohr 13 jo zurückziehen und damit das Rohr 13 keine Verformung in Form eines Eindruckes im Bereich der Rollen erfährt. Fig.6 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform für die Einrichtung zum Drehen des Stützträgers 15. Bei dieser Ausführung ist eine Antriebswelle 47. die im Querschnitt dem Antriebswellenbereich 41 entspricht, über eine Torsionsfeder 48 mit einem Motor 49 verbunden. Um den Stützträger 15 in umgekehrter Richtung zu drehen, liegt nur ein relativ geringer Widerstand vor, während beim Drehen in Vorwärts- oder Pumpenrichtung der Widerstand wegen der durch das Rohr 13 erzielten Reaktion weit größer ist. Wenn der Motor 49 daher in Gang gesetzt wird, entsteht ein Reibschluß mit der Antriebswelle 47, so daß sich der Motor 49 um wenigstens 90° drehen wird, um Energie in der Torsionsfeder 48 zu speichern, bevor die Welle 47 sich zu drehen beginnt. Wenn der Motor 49 angehalten, vorzugsweise gebremst wird, wickelt sich die Torsionsfeder 48 auf. wodurch die Welle 47 um wenigstens ■Ai-Umdrehung in umgekehrter Richtung gedreht wird. Hierdurch gelangen die Rolen 14 entweder in eine Stellung für Sau^-Betrieb oder in eine ausgefahrende Lagerstellung.

Bei den zuvor beschriebenen Anwendungsfällen wurde die Flüssigkeit von dem Auslaßanschluß 27 durch den Schlauch 29 abgegeben. Wie Fig.2 zeigt, ist die Öffnung 50 im Gehäuse 12 nicht kreisförmig und nahe bei dieser Öffnung befindet sich ein Paar nach hinten weisender Schultern 51,51. Mittels dieser Einrichtungen kann die Pumpe 11 an andere Konstruktionen befestigt werden.

Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, stellt eine Öse 80 einen Teil des Gehäuses 12 dar, und mit Hilfe dieser Öse kann die Pumpe 11 an einem Nagel oder Haken aufgehängt werden. t>i

beabstandetef Lage zueinander hält. Diese Anordnung wird miteinander verriegelt, indem jeder Abschnitt 20, 20 einen zusätzlichen Anguß 35 zwischen den benachbarten Enden der Schlitze besitzt, wobei dieses Paar von Angüssen 35 eine axiale Ausdehung entsprechend der axialen Ausdehnung der Naberibefeiche aufweist. Die Angüsse 35 haben eine zentrale Öffnung, und ein rohfförmiger Niet 36 hält die Tragplatten in der dargestellten Lage. Die Nabe 34 besitzt eine nicht kreisförmige Dürchgangsbohrung 37, die die Dreheinrichtung 17 von jeder Seite des Gehäuses 12 aufnehmen kann und damit eine Anpassung für links· oder rechthändige Benutzer der Vorrichtung ermöglicht.

Die obere Rolle 14 ist während eines Pumpenhubes zwischen dem oberen Ende der vorderen Nut 33 und dem zusammengedrückten Rohr 13 eingeschlossen Wenn die Rolle 14 allmählich in Eingriff mit dem oberen geraden Bereich des Rohres 13 tritt, nimmt das Ausmaß, mit dem die Rolle 14 eingeklemmt oder gehalten wird, graduell bis zu einem Punkt ab, wo die Tendenz vorliegt, plötzlich längs der Nut 33 mit einer rascheren Geschwindigkeit abzufallen, als die Trägereinrichtung 15 gedreht wird. Das Vorsehen des Führungsgliedes 16 verhindert irgendeine derartige sprunghafte Bewegung. Zu diesem Zweck weist das Führungsglied 16 bis 38 eine zentrale Öffnung auf, die eine Lagerfläche schafft, welche pendelnd an der Außenseite der Nabe 34 für eine Bewep'ing über einen Winkel von weniger als 180° getragen ist. Nach Fig. 3 begren?en die Angüsse 35, 35 diese Bewegung. Dieser Winkel wird auch durch die winkelmäßige Ausdehnung der spiralbogenförmigen Schlitze 33, 33 begrenzt. Das Führungsglied 16 hat ein Paar radiale Arme 39, 40. Wenn die Konstruktion hinsichtlich des Vorsehens von mehr Rollen modifiziert wird, wird der gleichförmige Winkelabstand der radialen Arme beibehalten. Jeder Arm 39, 40 ist an seinen äußeren oder distalen Ende gabelförmig gestaltet und bietet einen Radialschlitz, von dem die Rolle 14 nahe ihrem Durchmesser aufgenommen wird. Wie aus den verschiedenen Ansichten zu entnehmen ist, sind Bereiche des Führungsgliedes 16 weggeschnitten, um Kunststoffmaterial nicht in unnötiger Weise vorsehen zu müssen.

Die Einrichtung 17 zum Drehen der Stützeinrichtung 15 enthält eine Antriebswelle oder einen Bereich 41, an dem ein einen Handgriff 23 tragender Kurbelarm 42 befestigt ist. Eine große Abdeckscheibe 44 (F i g. 2) ist über die Öffnung im Gehäuseabschnitt 19 angeordnet und eine nicht gezeigte Schraube erstreckt sich durch die Scheibe 44 in das Ende des Antriebswellenbereiches 41. Zusätzliche Schrauben sind wie dargestellt v- 'gesehen, um die Gehäuseabschnitte zusammenzuhalten, insbesondere handelt es sich dabei um selbstklemmende Schrauben. Die Gehäuseabschnitt 18, 19 haben gem. Fig.3 komplementäre Rippen und Ausnehmungen 45, 46, die ineinander passen und das Kunststoffmaterial an Ort und Stelle zwischen den Gehäuseschrauben halten. Beim Betrieb dient die Pumpe 11 zur Übertragung einer Flüssigkeit von einer Quelle zu irgendeinem anderen Gegenstand. Beispielsweise kann der Einlaßschlauch über die Peilstaböffnung in einen heißen Motor eingesetzt werden, um das Kurbelwellengehäuse eines Kfz-Motors, Bootsmotors, Rasenmähers oder dgl. zu entleeren. Der Schlauch könnte auch in eine Treibstoff-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kombinierte peristaltische Pumpe und Saugheber, mit einem einen flexiblen Schlauch aufnehmenden Gehäuse, wobei der Schlauch einen mit einer Vielzahl von auf einer Kreisbahn sich bewegenden Rollen in Berührung stehenden zentralen, gekrümmten Bereich aufweist, mit einer drehbar angetriebenen, einen ersten Satz von Schlitzen aufweisenden Trageinrichtung, in denen die Rollen radial verstellbar angeordnet sind, und mit einem einen zweiten Satz von Schlitzen aufweisenden Führungsglied zur Aufnahme eines Teils der Rollen, wobei die Rollen in den Sätzen von Schlitzen radial nach außen bewegbar sind, um den gekrümmten Schlauchbereich zu berühren und einzudrücken und radial nach innen bewegbar sind, um die Rollen im wesentlichen vom gekrümmten Schlauchbereich zu lösen, und wobei ein Satz von Schlitzen sich radial und der andere Satz von Schlitzen sich sowohl mit radialem als auch η it winkelmäßigem Verlauf gekrümmt erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz von Schlitzen der Trageinrichtung (15) für die getriebenen Rollen gekrümmt verlaufende Schlitze (33, 33) sind und daß der zweite Satz von Schlitzen im Führungsglied (16) radial verlaufende Schlitze sind, daß das Führungsglied (16) sich für eine hin- oder hergehende Bewegung um die Achse der Trageinrichtung (15; 20,20) auf der Trageinrichtung zur Konstanthaltung des Winkelabstandes der Achsen der Rollen (14, 14) abstützt, daß das Führungsgli.-d (16) nur durch die Rollen (14, 14) auf der Trageinrichtung bewegbar ist, wodurch durch die angetriebene Drenbewegung der Trageinrichtung in eine Richtung die Rollen (14, 14) mittels der Kanten der gekrümmten Schlit-e (33, 33) in beiden Sätzen der Schlitze radial nach außen und durch die Drehbewegung in die entgegengesetzte Richtung in beiden Sätzen von Schlitzen nach innen drückbar sind.

2. Pumpe und Saugheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (15) aus einem Paar von Tragplatten (20, 20) besteh'., die durch eine zentrale Antriebsnabe (34) miteinander verbunden sind, daß in jeder Platte (20, 20) die radial und in Umfangsrichtung verlaufenden, gekrümmten Schlitze (33) vorgesehen sind und Lager für die Wellen der Rollen (14, 14) bilden, daß die Nabe (34) die Abstützung des Führungsgliedes (16) bildet und daß die Rollen (14, 14) in der Nähe ihrer Durchmesser von gabelförmigen Enden des 11
rungsgliedes (16) in den Radialschlitzen erfai ι werden.

3. Pumpe und Saugheber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (20, 20) komplementär und getrennt voneinander angeordnet sind und daß die gekrümmten Schlitze in beiden Platten kongruent sind.

4. Pumpe und Saugheber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tragplatte (20, 20) integrierte, als Ausnehmungen ausgebildete Lagerbereiche (21* 21) aufweist, die ein Paar von festen, kreisförmigen und axial im Abstand angeordneten, komplementrären Lagerringen (22, 22) des Gehäuses (12) aufnehmen, wobei die Lagerringe ein Teil der Innenflächen der Gehäuseabschnhte (18,19) bilden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte peristaltische Pumpe und Saugheber entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Pumpe ist aus der DE-OS 16 53 870 bekannt. Bei ihr befinden sich die Rollen in diese in Umfangsrichtung mitnehmenden Radialschlitzen der Trageiiirichtung, welche von der Welle und dem Motor direkt angetrieben werden. Dies bedeutet, daß eine Verstellung der Radiallänge der Rollen relativ zum Schlauch nur über ein Verstellen des Handrades nach Stillstand des Motors und der Welle möglich ist Dabei liegt der dort beschriebenen Pumpe die Aufgabe zugrunde, die Förderleistung zu beeinflussen. Erste Rollen sind dabei ortsfest an Armen drehbar gelagert. Andere Arme sind fest mit der Antriebswelle verbunden. Durch diese Festlegung der Rollen ist auch die Förderleistung festgelegt, solang die Drehzahl konstant bleibt. Zwischen den ersten Rollen befinden sich zweite Rollen, die entlang der weiteren Arme, die ebenfalls mit der Antriebswelle fest verbunden sind, radial verschiebbar und in verschiedenen Radiallagen festklemmbar sind, so daß durch diese verstellbaren Rollen die Förderleistung verstellt werden kann. Die Rollen bleiben stets in eindrückender Berührung mit dem Schlauch, so daß eine gewisse Förderung stets erfolgt, auch bei Umkehr der Drehrichtung, wobei dann lediglich die Förderrichtung umgekehrt wird. Es wird aber auch ein ander .¹S System zum Verstellen der Rollen beschrieben. Dabei sind erste Rollen an den Stellen des Tragstückes, welches mit der Welle starr verbunden ist, ortsfest drehgelagert, so daß diese stets den Schlauch eindrücken. In diesem Tragstück sind Radialschlitze angeordnet, in denen die zweiten Rollen frei drehbar und radial bewegbar sind. Die Wellen der zweiten Rollen greifen zugleich in das Tragstück und die gekrümmten Führungsschlitze des Führungsstückes ein. so daß mittels der Drehung des Handrades und somit der Drehung des Führungsgliedes eine Radialverstellung der zweiten Rollen unabhängig von der Drehrich· tung des Tragstückes über dip Welk erfolgen kann. Eine Drehrichtungsumkehr der Welle kann sich insofern nicht auf die Radiallage der zweiten Rolle auswirken. Auch ist es bei diesem System nicht möglich, durch Drehrichtungsumkehr und durch andere Maßnahmen ein vollständiges Abheben der Rollen vom Schlauch zu bewirken. Dies bedeutet, daß bei dieser Pumpe alle Rollen Pumpenrollen sind. Eine selbsttätige Umstellung bei Bewegungsumkehr ist bei dieser bekannten Pumpe nicht möglich.

so Aus der DE-OS 25 25 129 ist eine Schlauchpumpe mit geradem Bereich bekannt, dem über eine längere Strecke eine in verschiedenen Abständen parallel verlaufende Nut zugeordnet ist, in der eine Einrichtung verschiebbar ist, auf der entlang einem endlosen Band sich die auf den Schlauch einwirkenden Rollen bewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

gattungsgemäße Pumpe derart weiterzuentwickeln, daß bei Aufrechterhaltung des gekrümmten Verlaufs des Schlauches die Pumpe auch als Saugheber betrieben werden kann, ohne daß die Rollen beim Übergang zwischen dem gekrümmten Bereich des Schlauches selbst mit einer größeren Geschwindigkeit bewegt

werden, als dies durch den Antrieb selbst bedingt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ergebenden Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß befinden sich die gekrümmten Schlitze im Gegensatz zum Stand der Technik in der