EP0604740B1

EP0604740B1 - Diaphragm pump

Info

Publication number: EP0604740B1
Application number: EP93118021A
Authority: EP
Inventors: Richard Von Der Heyde; Erich Becker; Heinz Riedlinger
Original assignee: KNF Neuberger GmbH
Current assignee: KNF Neuberger GmbH
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1993-11-06
Publication date: 1996-07-17
Anticipated expiration: 2013-11-06
Also published as: DE59303259D1; DE4244619A1; EP0604740A1; JPH06235381A; US5533886A

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit einer Membran, die an ihren Randbereichen dichtend mit dem Pumpengehäuse verbunden ist, wobei zwischen dem zentralen Bereich der Membran sowie der diesem gegenüberliegenden Pumpraumwand des Pumpengehäuses der Pumpraum liegt, in den Ein- und Auslaßkanäle hinein- bzw. herausführen, und wobei an der dem Pumpraum abgewandten Seite der Membran eine Antriebs-Angriffsstelle vorgesehen ist.The invention relates to a diaphragm pump with a diaphragm which is sealingly connected to the pump housing at its edge regions, the pump chamber being located between the central region of the diaphragm and the pump chamber wall of the pump housing opposite this, leading into and out of the inlet and outlet channels, and a drive point of attack is provided on the side of the membrane facing away from the pump chamber.

Man kennt bereits schon seit langer Zeit Membranpumpen, bei denen der Pumpraum in einer Aussparung des Pumpenkopfes untergebracht und zum Pumpenantrieb hin durch eine flache, z. B. scheibenartige Membran verschlossen ist (DE 1 184 447). Die Pumpwirkung wird durch Bewegen der Punpmembran mittels eines Pleuels bewirkt. Dieses spannt mit seinem freien Ende die Membran zwischen sich und einer zugehörigen Befestigungsscheibe abschnittsweise ein. An seinem anderen Ende ist das Pleuel auf einer Kurbelwelle exzentrisch gelagert, so daß sich beim Betrieb einer solchen Membranpumpe eine etwa senkrecht zur Hauptmittelebene der flachen Membran orientierte Hubbewegung ergibt. Solche Membranpumpen haben u.a. den Vorteil, daß vom Kurbelgehäuse aus keine Schmiermittel oder Schmiermitteldämpfe in den Pumpraum gelangen. Nachteilig ist bei diesen Membranpumpen u.a. ihre vergleichsweise unruhige Laufweise, welche durch das Hin- und Hergehen des Pleuels sowie die hin- und hergehende Bewegung des mittleren Bereiches der Membran zusammenhängen.Diaphragm pumps have been known for a long time, in which the pump chamber is accommodated in a recess in the pump head and is connected to the pump drive by a flat, e.g. B. disc-like membrane is closed (DE 1 184 447). The pumping effect is achieved by moving the puncture membrane using a connecting rod. With its free end, this clamps the membrane between itself and an associated fastening disk in sections. At its other end, the connecting rod is mounted eccentrically on a crankshaft, so that during the operation of such a diaphragm pump there is a stroke movement oriented approximately perpendicular to the main central plane of the flat diaphragm. Such diaphragm pumps have among others the advantage that no lubricants or lubricant vapors get into the pump chamber from the crankcase. A disadvantage of these diaphragm pumps is, among other things, their comparatively restless running, which is related to the reciprocating movement of the connecting rod and the reciprocating movement of the central region of the diaphragm.

Man kennt auch bereits Membranpumpen, die einen ringhohlraumförmigen Arbeitsraum haben, der eine feste Außenwand sowie eine von einer Ringmembran gebildete, verformbare Innenwand hat, wobei die Ringmembran mittels eines umlaufenden Rollkolbens bewegt wird (vgl. DE-PS 2 911 609). Bei solchen Membranpumpen mit Rollkolben ist auch schon bekannt, den Sauganschluß benachbart zum Druckanschluß anzuordnen, wobei zwischen diesen beiden Anschlüssen eine Trennung des Pumpraumes mit Hilfe eines zur Ringmembran gehörenden Einspannstückes erfolgt. Solche Ringmembrane beziehungsweise die zugehörigen Pumpen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig in der Herstellung und sie benötigen immer noch einen Kurbelantrieb. Der Rollkolben läßt keine einfache Bau- und Herstellungsweise der Membran zu, wobei die Membran bekanntermaßen ein Verschleißteil bei Membranpumpen ist. Auch ist das Austauschen der Ringmembran bei Ringmembranpumpen verhältnismäßig aufwendig. Diese haben auch einen verhältnismäßig großen Platzbedarf.Diaphragm pumps are also already known which have an annular cavity-shaped working space which has a fixed outer wall and a deformable inner wall formed by an annular membrane, the annular membrane being moved by means of a rotating roller piston (cf. DE-PS 2 911 609). In such diaphragm pumps with roller pistons, it is also known to arrange the suction connection adjacent to the pressure connection, the pump space being separated between these two connections with the aid of a clamping piece belonging to the ring membrane. However, such ring diaphragms or the associated pumps are relatively expensive to manufacture and they still require a crank drive. The rolling piston does not allow a simple construction and manufacture of the membrane, the membrane being known to be a wearing part in membrane pumps. The replacement of the ring diaphragm in ring diaphragm pumps is also relatively complex. These also require a relatively large amount of space.

Aus der DE-OS 15 28 971 ist bereits eine Membranpumpe bekannt, deren als einseitig offene Schale ausgebildeter Pumpraum durch eine Membran abgedeckt ist, die aus einem elastischen Material besteht. Auf der dem Pumpraum abgewandten Außenseite der Membran wirkt eine gegen den schalenförmigen Pumpraum fortschreitend pressende Taumelrolle ein, die den Pumpraum in einen Druckraum und einen Saugraum unterteilt. Dabei ist zwischen dem Staugstutzen und dem Druckstutzen, die im Pumpraum münden, eine Rippe angeordnet, die an der Unterseite der Membran angeformt ist und die den Pumpraum sowie den Druckraum voneinander trennt.From DE-OS 15 28 971 a diaphragm pump is already known, the pump chamber of which is designed as an open-ended shell is covered by a diaphragm made of an elastic material. A wobble roller, which presses progressively against the bowl-shaped pump chamber, acts on the outside of the membrane facing away from the pump chamber and divides the pump chamber into a pressure chamber and a suction chamber. In this case, a rib is arranged between the stowage nozzle and the pressure nozzle, which open into the pump chamber, which is formed on the underside of the membrane and which separates the pump chamber and the pressure chamber from one another.

Bei der vorbekannten Membranpumpe bewirkt die auf der Membran kreisförmig abwälzende Taumelrolle, daß sich der Druckraum und der Saugraum in ihrem Volumina ständig vergrößern bzw. verkleinern. Bei jedem Umlauf der Taumelrolle wird somit durch diese das durch den Saugstutzen in den Pumpraum eintretende Medium gegen den Druckstutzen gefördert, aus dem es dann unter Überdruck austritt. Da diese Taumelrolle die Membran aber nur an die den Pumpraum begrenzende Innenwand des Pumpenkopfes andrückt, nicht aber von diesem auch wieder abheben kann, besteht die Gefahr, daß die Förderleistung der vorbekannten Pumpe, insbesondere wenn sie als Flüssigkeitspumpe verwendet wird, bei Vakuum auf ein Minium zurückgeht.In the case of the known diaphragm pump, the wobble roller, which rotates in a circular manner on the diaphragm, causes the pressure chamber and the suction chamber to increase or decrease in volume continuously. With each revolution of the wobble roller, the medium entering the pump chamber through the suction port is thus conveyed against the pressure port, from which it then exits under excess pressure. However, since this wobble roller only presses the membrane against the inner wall of the pump head that delimits the pump chamber, but cannot lift it off again, there is a risk that the delivery capacity of the known pump, especially if it is used as a liquid pump, is reduced to a minimum under vacuum goes back.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Membranpumpe mit einer bewegbaren, angetriebenen Membran zu schaffen, bei der die Nachteile der vorbekannten Membranpumpen vermieden oder weitgehend vermindert werden.It is therefore the task of creating a diaphragm pump with a movable, driven diaphragm in which the disadvantages of the known diaphragm pumps are avoided or largely reduced.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Membranpumpe der eingangs erwähnten Art darin, daß die Membran zwischen den in Arbeits-Umlaufrichtung der Membranbewegung nebeneinander liegenden Ein- und Auslaßkanälen entlang einer etwa radial vom Membranrand bis etwa zum Membran-Mittelpunkt sich erstreckenden, zwischen den Ein- und Auslaßöffnungen angeordneten, festliegenden Dichtzone dichtend mit dem ihr dort benachbarten Bereich der Pumpraumwand verbunden ist, und daß bei einer Membran-Antriebs-Angriffstelle ein Antriebsstift an der Membran befestigt und mit seinem membranfernen Ende exzentrisch gegenüber der Membran-Mittelachse gelagert und dort etwa in Form einer Kreisbewegung angetrieben ist, deren Mittelpunkt etwa auf der Membran-Mittelachse liegt, derart, daß der bewegliche Bereich der Membran sich mit einem zyklisch umlaufenden Dichtabschnitt gegen den jeweils benachbarten Abschnitt der Pumpraumwand dichtend anlegt.The solution to this problem according to the invention in the diaphragm pump of the type mentioned at the outset is that the diaphragm between the inlet and outlet channels lying next to one another in the working direction of the diaphragm movement along an approximately radially extending from the diaphragm edge to approximately the diaphragm center, between the a - And outlet openings arranged, fixed sealing zone is sealingly connected to the region of the pump chamber wall adjacent to it, and that in the case of a diaphragm drive application point, a drive pin is fastened to the diaphragm and is mounted eccentrically with its end remote from the diaphragm relative to the diaphragm central axis and there approximately in Form is driven in a circular motion, the center of which lies approximately on the central membrane axis, in such a way that the movable region of the membrane seals with a cyclically rotating sealing section against the respectively adjacent section of the pump chamber wall.

Bei der erfindungsgemäßen Membranpumpe erreicht man mit verhältnismäßig einfachen Antriebsmitteln, daß der mittige Arbeitsbereich der Membran eine Pumpbewegung durch Umlaufen eines Pumpraumes bei einer etwa flachen Membran erzeugt wird. Der Arbeitsbereich der Membran macht wegen der besonderen Ausbildung des Membranantriebs eine Art zyklische Umlaufbewegung im Pumpraum. Bei einer solchen Arbeitsweise kann man nicht nur mit einer in Nähe des Pumpraumes im wesentlichen flachen Membran arbeiten, sondern die Pumpbewegung auch noch im wesentlichen unter Vermeidung von Hubbewegungen durch einen praktisch vor allem umlaufenden Hubraum erreichen. Dabei ist auch die Herstellung und gegebenenfalls das Auswechseln der Membran verhältnismäßig einfach. Die Pumpe hat einen vergleichsweisen ruhigen Lauf; die durch Hubbewegungen bei vergleichbaren Membranpumpen auftretenden Erschütterungen werden weitestgehend vermieden.In the diaphragm pump according to the invention, it is achieved with relatively simple drive means that the central working area of the diaphragm generates a pumping movement by rotating around a pumping space in the case of an approximately flat diaphragm. Due to the special design of the diaphragm drive, the working area of the diaphragm makes a kind of cyclical orbital movement in the pump chamber. With such a mode of operation, one can not only work with a membrane that is essentially flat in the vicinity of the pumping chamber, but can also achieve the pumping movement essentially by avoiding lifting movements due to a practically primarily rotating cylinder capacity. The manufacture and, if necessary, the exchange of the membrane is also relatively simple. The pump runs relatively quietly; the vibrations caused by stroke movements in comparable diaphragm pumps are largely avoided.

Durch die Merkmale des 2. Anspruches läßt sich in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung des Pumpvolumens durch eine membranseitige Aussparung im Pumpengehäusekopf erzielen.Due to the features of claim 2, the pump volume can advantageously be increased by a membrane-side recess in the pump housing head.

Durch die Merkmale des 3. Anspruchs erreicht man bei einer einfachen Form der Membran die gewünschte Dichtigkeit im Bereich der zwischen Ein- und Auslaß befindlichen Dichtzone.With the features of claim 3, the desired tightness is achieved in the area of the sealing zone between the inlet and outlet with a simple shape of the membrane.

Durch die Merkmale des 4. Anspruchs kann die Dichtigkeit der Dichtzone mechanisch ein- bzw. nachgestellt werden, ohne daß der entsprechende Bereich der Membran an dem Steg oder der angrenzenden Wandung des Gehäusekopfes z.B. durch Kleben befestigt werden muß. Es ergibt sich eine einfache Montage, insbesondere auch beim Wechseln einer Membran.Due to the features of claim 4, the tightness of the sealing zone can be mechanically adjusted or adjusted without the corresponding area of the membrane on the web or the adjacent wall of the housing head e.g. must be attached by gluing. This results in simple assembly, especially when changing a membrane.

Durch die Merkmale des 5. Anspruchs läßt sich die Dichtigkeit der Dicht zone variabel und bedienungsfreundlich durch Drehen des exzentrisch gelagerten Klemmfingers um dessen Achse einstellen.Due to the features of claim 5, the tightness of the sealing zone can be adjusted variably and in a user-friendly manner by rotating the eccentrically mounted clamping finger about its axis.

Durch die Merkmale des 6. Anspruches ergibt sich eine leichtere Herstellbarkeit der Aussparung am Pumpengehäusekopf.The features of claim 6 make it easier to manufacture the recess on the pump housing head.

Durch die Merkmale des 7. Anspruches ergibt sich durch die Kugelabschnittsflächenform der Aussparung eine Vergrößerung des Pumpraumes und somit eine Steigerung der Förderleistung der Pumpe bei einfacher Herstellbarkeit des Pumpenkopfes.Due to the features of claim 7, the spherical section surface shape of the recess results in an enlargement of the pump chamber and thus an increase in the delivery capacity of the pump with simple manufacture of the pump head.

Durch die Merkmale des 8. Anspruches ergeben sich durch die Verdickung der Membran eine gute Krafteinleitung an dieser Stelle. Zudem erlaubt die radiale Verdickung des Stiftes eine gute Führung der Membran sowie eine stabile Verbindung zwischen Stift und Membran.Due to the features of claim 8, the thickening of the membrane results in a good introduction of force at this point. In addition, the radial thickening of the pin allows the diaphragm to be guided well and a stable connection between the pin and the diaphragm.

Durch die Merkmale des 9. und 10. Anspruches vermeidet man durch die Unterstützung der Membran daran unerwünschtes Auslenken in entsprechenden Membranbereichen.Due to the features of the 9th and 10th claims, unwanted deflection in corresponding membrane areas is avoided by supporting the membrane.

Durch die Merkmale des 11. Anspruches läßt sich durch die Dichtkuppel der mittlere Bereich zwischen Membran und Pumpraumwand besser abdichten. Das aktive Pumpvolumen ist dadurch genauer zum Mittenbereich hin abgegrenzt und einer Fluktuation der Förderleistung wird somit entgegengewirkt.Due to the features of claim 11, the sealing portion of the middle area between the membrane and the pump chamber wall can be sealed better. As a result, the active pump volume is more precisely delimited towards the center area and a fluctuation in the delivery rate is thus counteracted.

Zusätzliche Weiterbildungen sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt sowie in der Beschreibung erläutert.Additional further developments are listed in further subclaims and explained in the description.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.The invention is described in more detail below with its details that are essential to it, using the drawing. The individual features can be implemented individually or in groups in one embodiment of the invention.

Es zeigt in z.T. stärker schematisierter Darstellung:

Fig. 1: einen Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Membranpumpe,
Fig. 2: eine stirnseitige Draufsicht der Membranpumpe mit Ein- und Auslaß,
Fig. 3: eine Innenansicht eines die Membranpumpe abschließenden Pumpengehäusekopfes mit einer der Membrane gegenüberliegende Aussparung eines Pumpraumes zur Vergrößerung des Pumpenvolumens in perspektivischer Darstellungsweise,
Fig. 4: eine Seitenansicht einer Membran mit Antriebsstift und einem darunter angedeuteten Klemmstück,
Fig. 5: eine Aufsicht auf die Membran entsprechend Figur 4,
Fig. 6: eine Innenansicht des Pumpengehäusekopfes,
Fig. 7: einen Längsschnitt durch den Pumpengehäusekopf nach Fig. 6,
Fig. 8: eine im Teilschnitt gehaltene Seitenansicht der Membran ähnlich der nach Fig. 4 und 5, sowie stärker schematisiert,
Fig. 9: eine Einzelheit gemäß Ausschnitt "X" aus Fig. 8 im vergrößerten Maßstab, wo eine Verbindung zwischen der Membran und dem Rand der Membran-Unterstützung im Teil-Längsschnitt dargestellt ist,
Fig. 10: einen Teil-Längsschnitt des Kopfbereiches der Membranpumpe, bei welchem ein Verbindungskopf zwischen dem Antriebsstift und dem zentralen Bereich der Membran unsymmetrisch zur Längsachse des Stiftes ausgebildet ist ähnlich der Ausführung nach Fig. 8 und entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 11,
Fig. 11: eine Aufsicht auf den Verbindungskopf 4b gemäß Fig. 10 in stark vergrößertem Maßstab,
Fig. 12: einen Querschnitt durch den Oberbereich der Membranpumpe entsprechend der Schnittlinie B-B gemäß Fig. 11, bei dem analog zu Fig. 10 der unsymmetrische Verbindungsknopf 4a in der Membran 3 eingearbeitet, jedoch der besseren Übersicht halber der Klemmfinger 13 weggelassen ist,
Fig. 13: eine gegenüber den Abbildungen 10 und 12 spiegelverkehrte, jedoch der Fig. 2 angepasste Längsschnitt-Darstellung entsprechend der dortigen Schnittlinie A-C bei in Klemmstellung befindlichem Klemmfinger und umlaufendem Dichtbereich der Membran,
Fig. 14: eine Innen-Aufsicht eines Gehäusekopfes ähnlich Fig. 3 mit strichpunktiert eingezeichneter, kreisförmiger Konturlinie,
Fig. 15: einen Schnitt entlang der Konturlinie beim Gehäusekopf 5 gemäß Fig. 14,
Fig. 16: eine Innenansicht in einen Gehäusekopf ähnlich Fig 6, der jedoch eine gegenüber Fig. 15 abweichende Konturlinie aufweist,
Fig. 17: einen Schnitt durch den Gehäusekopf nach Fig. 16 entsprechend der strichpunktierten Konturlinie in Fig. 16 und
Fig. 18: den Unterstützungstopf gemäß Fig. 8 in Aufsicht bei weggelassener Membran.

It shows in a more schematic representation:

Fig. 1: a partial longitudinal section of a diaphragm pump according to the invention,
Fig. 2: an end view of the diaphragm pump with inlet and outlet,
Fig. 3: 1 shows an interior view of a pump housing head that closes the diaphragm pump, with a recess in a pump chamber opposite the diaphragm for enlarging the pump volume, in a perspective representation,
Fig. 4: 2 shows a side view of a membrane with a drive pin and a clamping piece indicated below,
Fig. 5: 4 shows a top view of the membrane corresponding to FIG. 4,
Fig. 6: an interior view of the pump housing head,
Fig. 7: 6 shows a longitudinal section through the pump housing head according to FIG. 6,
Fig. 8: 4 shows a side view of the membrane similar to that of FIGS. 4 and 5, as well as more schematically,
Fig. 9: 8 shows a detail according to section "X" from FIG. 8 on an enlarged scale, where a connection between the membrane and the edge of the membrane support is shown in partial longitudinal section,
Fig. 10: a partial longitudinal section of the head region of the diaphragm pump, in which a connecting head between the drive pin and the central region of the diaphragm is asymmetrical to the longitudinal axis of the pin 8 is similar to the embodiment according to FIG. 8 and corresponds to the section line AA in FIG. 11,
Fig. 11: 10 shows a plan view of the connecting head 4b according to FIG. 10 on a greatly enlarged scale,
Fig. 12: 11 shows a cross section through the upper region of the diaphragm pump according to the section line BB according to FIG. 11, in which, as in FIG. 10, the asymmetrical connection button 4a is incorporated in the diaphragm 3, but the clamping finger 13 is omitted for the sake of clarity,
Fig. 13: 2 shows a longitudinal section representation that is mirror-inverted compared to FIGS. 10 and 12, but adapted to FIG. 2, corresponding to the section line AC there with the clamping finger in the clamping position and the peripheral sealing area of the membrane,
Fig. 14: 3 shows an inside view of a housing head similar to FIG. 3 with a circular contour line drawn in dash-dotted lines,
Fig. 15: 14 shows a section along the contour line of the housing head 5 according to FIG. 14,
Fig. 16: 6 shows an interior view of a housing head similar to FIG. 6, but with a contour line that differs from FIG. 15,
Fig. 17: a section through the housing head of FIG. 16 corresponding to the dash-dotted contour line in Fig. 16 and
Fig. 18: the support pot according to FIG. 8 in supervision omitted membrane.

Eine in Figur 1 im ganzen mit 1 bezeichnete Membranpumpe weist ein Pumpengehäuse 2 mit einer darin befindlichen Membran 3 auf, die mit einem Antriebsstift 4 verbunden ist. Das Pumpengehäuse 2 wird oben durch einen Gehäusekopf 5 abgeschlossen, der Ein- und Auslaßöffnungen 6, 7 aufweist, die in Umfangsrichtung eng beabstandet sind. Die Membran 3 ist bei ihrem Einspannrand 32 dichtend mit dem Pumpengehäuse 2 verbunden und mit ihrer Oberseite 3a dem Gehäusekopf 5 zugewandt, während ihre Unterseite 3b dem antriebsseitigen Teil der Pumpe 1 zugewandt ist. Zwischen Membran 3 und Gehäusekopf 5 befindet sich ein Pumpraum 8. Die Membran 3 ist zwischen den in Umfangs- beziehungsweise Pumpenumlaufsrichtung zwar beabstandeten, aber relativ eng nebeneinander angeordneten Einlaß- und Auslaßöffnungen 6, 7 dichtend mit dem entsprechenden Bereich des Gehäusekopfes 5 verbunden. Dieser Bereich 27 erstreckt sich dort etwa radial vom Membranrand 3c bis zum Membranmittelpunkt M (vgl. Fig. 1 und 2).A diaphragm pump, designated as a whole in FIG. 1, has a pump housing 2 with a diaphragm 3 located therein, which is connected to a drive pin 4. The pump housing 2 is closed off at the top by a housing head 5 which has inlet and outlet openings 6, 7 which are closely spaced in the circumferential direction. The diaphragm 3 is sealingly connected to the pump housing 2 at its clamping edge 32 and its upper side 3a faces the housing head 5, while its lower side 3b faces the part of the pump 1 on the drive side. A pump chamber 8 is located between the diaphragm 3 and the housing head 5. The diaphragm 3 is sealingly connected to the corresponding area of the housing head 5 between the inlet and outlet openings 6, 7, which are spaced apart in the circumferential or pump circumferential direction, but are relatively close to one another. This region 27 extends approximately radially from the membrane edge 3c to the membrane center M (see FIGS. 1 and 2).

Auf ihrer dem Gehäusekopf 5 abgewandten Seite weist die Membran 3 in ihrem zentralen Bereich einen etwa wulst- oder trichterförmig verdickten Befestigungsansatz 21 auf, in die der Antriebsstift 4 eingreift und dort z.B. formschlüssig befestigt oder auch einvulkanisiert ist. Dabei weist der Antriebsstift 4 an seinem einen, der Membran 3 zugewandten Ende eine etwa z.B. tellerförmig verbreiterten Verbindungskopf 4a auf. Mit seinem anderen, der Membran 3 abgewandten Ende ist der Antriebsstift 4 über einen Lagerhalter 9 und einem Wälzlager 11 mit einer Antriebswelle 10 verbunden, die sich längs der Membranmittelachse A erstreckt. Das Lager 11 und der Lagerhalter 9 sind drehfest mit der Antriebswelle 10 verbunden, wobei eine der Membran 3 zugewandte Anlagefläche 9a des Lagerhalters 9 schräg zur Membranmittelachse A verläuft. Der Antriebsstift 4 steht etwa senkrecht zur schrägen Anlagefläche 9a und ist exzentrisch gegenüber der Mittelachse A der Membran 3 und der Antriebswelle 10 angeordnet, vorzugsweise drehbar im Kugellager 11 gelagert.On its side facing away from the housing head 5, the membrane 3 has in its central area an approximately bead-like or funnel-shaped attachment projection 21, in which the drive pin 4 engages and is fastened there, for example, in a form-fitting manner or also vulcanized. In this case, the drive pin 4 has at its one end facing the membrane 3 a connecting head 4a which is widened, for example, in the shape of a plate. With its other end facing away from the membrane 3, the drive pin 4 is connected via a bearing holder 9 and a roller bearing 11 to a drive shaft 10 which extends along the membrane central axis A. The bearing 11 and the bearing holder 9 are connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 10, with a contact surface 9a of the bearing holder 9 facing the membrane 3 extending obliquely to the central membrane axis A. The drive pin 4 is approximately perpendicular to the inclined contact surface 9a and is arranged eccentrically with respect to the central axis A of the membrane 3 and the drive shaft 10, preferably rotatably supported in the ball bearing 11.

Die Längsachse 24 des Antriebstiftes 4 verläuft schräg zur Mittelachse, wobei der Kopf 4a des Antriebstiftes 4 der Membran-Mittelachse A, die mit der Mittelachse A1 der Antriebswelle 10 koaxial verläuft, zugewandt ist. Wegen dieser Verkippung des Antriebstiftes 4 relativ zur Mittelachse A bzw. A1 hat ein entsprechender Randbereich des Verbindungskopfes 4a einen kleineren Abstand zur Unterseite des Gehäusekopfes 5 als der auf der diametral entgegengesetzten Seite der Mittelebene befindliche Randbereich des Verbindungskopfes 4a aufweist. Im Pumpbetrieb, d.h. bei rotierender Antriebswelle 10, vollführt der Antriebsstift 4 um die Mittelachse A eine Art zyklische Taumelbewegung. Dabei wird der etwa mittige Bereich 28 der Membran 3 durch den entsprechenden nach oben weisenden Randbereich des Verbindungskopfes 4a dichtend gegen den zentralen Bereich der Unterseite des Gehäusekopfes 5 gedrückt. Andererseits wird der jeweilige Membranbereich, der an den abwärtsgeneigten Randbereich des Verbindungskopfes 4a angrenzt, im Takt der Umlaufbewegung des Antriebstiftes 4a zyklisch umlaufend um die Mittelachse A bzw. Al bewegt. Dabei wird die Membran 3 - zusammen mit ihrem etwa zentralen, verdickten Befestigungsansatz 21 - exzentrisch zur Mittelachse A-A1 ebenfalls zyklisch umlaufend entgegen dem Gehäusekopf 5 ausgelenkt, wobei die Membran 3 elastisch verformt wird. Die Antriebswelle 10 gehört zu einem im Motorgehäuse 26 untergebrachten Elektromotor E.The longitudinal axis 24 of the drive pin 4 extends obliquely to the central axis, the head 4a of the drive pin 4 facing the diaphragm central axis A, which runs coaxially with the central axis A1 of the drive shaft 10. Because of this tilting of the drive pin 4 relative to the central axis A or A1, a corresponding edge region of the connecting head 4a has a smaller distance from the underside of the housing head 5 than the edge region of the connecting head 4a located on the diametrically opposite side of the central plane. In pump mode, i.e. with the drive shaft 10 rotating, the drive pin 4 performs a kind of cyclical wobble movement about the central axis A. The approximately central region 28 of the membrane 3 is pressed in a sealing manner against the central region of the underside of the housing head 5 by the corresponding upward-facing edge region of the connecting head 4a. On the other hand, the respective membrane area, which adjoins the downward sloping edge area of the connecting head 4a, is cyclically moved around the central axis A or Al in time with the rotating movement of the drive pin 4a. Here, the membrane 3 - together with its approximately central, thickened attachment projection 21 - is also eccentrically deflected cyclically circumferentially against the housing head 5, the membrane 3 being elastically deformed. The drive shaft 10 belongs to an electric motor E housed in the motor housing 26.

Zwischen den am Gehäusekopf 5 vorgesehenen, in Umfangsrichtung beabstandeten Einlaß- und Auslaß-Öffnungen 6, 7, wird ein dort angrenzender Bereich der Membran 3 durch einen an der Membran-unterseite 3b angreifenden Klemmfinger 13a dichtend gegen den dortigen Bereich des Gehäusekopfes 5 gedrückt. Der Klemmfinger 13a erstreckt sich etwa radial in Richtung des Membranmittelpunktes M. Ein zugehöriges Klemmstück 13 ist in der seitlichen Wandung 2a des Pumpengehäuses 2 exzentrisch gelagert und von außen über eine Welle 26 bedienbar.Between the inlet and outlet openings 6, 7 provided on the housing head 5 and spaced apart in the circumferential direction, a region of the membrane 3 adjacent there is pressed sealingly against the region of the housing head 5 there by a clamping finger 13a acting on the underside 3b of the membrane. The clamping finger 13a extends approximately radially in the direction of the membrane center M. An associated clamping piece 13 is eccentrically mounted in the side wall 2a of the pump housing 2 and from the outside a shaft 26 can be operated.

Da sich die Klemmwirkung des Klemmfingers 13 etwa radial vom entsprechenden Randbereich der Membran 3 bis etwa zum Membran-mittelpunkt M erstreckt, bildet der dichtend an dem Gehäusekopf 5 zwischen Einlaß 6 und Auslaß 7 angeordnete Membranbereich dort eine Dichtzone 27 (Fig. 1 und 2), die in Fig. 2 strichliniert dargestellt ist. Dort ist auch gut erkennbar, daß bei zyklisch umlaufender, etwa blasenförmiger Auslenkung der Membran 3 der von dem Klemmfinger 13a beaufschlagte Bereich der Membran 3 davon ausgenommen bleibt. Somit definiert die Dichtzone 27 der Membran 3 eine Art Totpunkt der Membranpumpe 1 in bezug auf den Pumpraum 8.Since the clamping action of the clamping finger 13 extends approximately radially from the corresponding edge region of the membrane 3 to approximately the membrane center point M, the membrane region sealingly arranged on the housing head 5 between inlet 6 and outlet 7 forms a sealing zone 27 there (FIGS. 1 and 2). , which is shown in dashed lines in Fig. 2. There it can also be clearly seen that with cyclically rotating, approximately bubble-shaped deflection of the membrane 3, the area of the membrane 3 acted upon by the clamping finger 13a remains excluded. The sealing zone 27 of the diaphragm 3 thus defines a kind of dead center of the diaphragm pump 1 in relation to the pump chamber 8.

Fig.2 zeigt die rechts und links der Dichtzone 27 beabstandeten Mündungen der Ein- und Auslaß-Öffnungen 6, 7 im Gehäusekopf 5. Zur Vergrößerung des Pumpvolumens weist die der Membran 3 zugewandte Seite des Gehäusekopfes 5, wie Fig.3 zeigt, eine bereichweise Aussparung oder Ausformung 18a auf. Davon ausgenommen ist dort ein Trennsteg 12, der sich zwischen Ein- und Auslaßöffnung 6,7 etwa radial vom Randbereich des Gehäusekopfes 5 bis etwa zu seiner Mitte erstreckt und als Widerlager für die Dichtzone 27 einer pumpraumseitig etwa ebenen Membran 3 dient.2 shows the orifices of the inlet and outlet openings 6, 7 in the housing head 5 spaced to the right and left of the sealing zone 27. To increase the pump volume, the side of the housing head 5 facing the membrane 3 has a region, as shown in FIG Recess or formation 18a. Except for this there is a separating web 12 which extends between the inlet and outlet openings 6, 7 approximately radially from the edge region of the housing head 5 to approximately its center and serves as an abutment for the sealing zone 27 of a membrane 3 which is approximately flat on the pump chamber side.

Wie in Fig.4 und 5 zu erkennen ist, kann die Membran 3 in einer gegenüber der in Fig.l abgewandelten Ausführungsform in ihrem zentralen Bereich 28, der dem Gehäusekopf 5 zugewandt ist, eine Dichtkuppel 17 aufweisen. Diese wird in Gebrauchsstellung von dem rotierenden Antriebsstift 4 gegen den angrenzenden, etwa mittigen Bereich der Unterseite des Gehäusekopfes 5 gedrückt. So wird dort die Abdichtung erhöht.As can be seen in FIGS. 4 and 5, the membrane 3 can have a sealing dome 17 in its central region 28, which is modified compared to the embodiment in FIG. 1, and which faces the housing head 5. In the position of use, this is pressed by the rotating drive pin 4 against the adjacent, approximately central area of the underside of the housing head 5. This increases the seal there.

Anstelle des Trennsteges 12 kann eine kreisförmige, ansonsten an ihrer dem Pumpraum 8 zugewandten Seite etwa flache Membran 3 vorzugsweise eine etwa radial von der zentralen Dichtkuppel 17 zum Außenrand verlaufende stegartige Dichtwulst 14 aufweisen. Durch den an der Membranunterseite 3b angeordneten Klemmfinger 13 wird die Dichtwulst 14 gegen den zwischen Ein- und Auslaß-Öffnung 6, 7 befindlichen Dichtbereich 27 (Fig. 2) des Gehäusekopfes 5 angedrückt, wodurch dieser Bereich besser abgedichtet wird. Der Pumpraum 8 ist dann sehr einfach geformt und leicht herstellbar (vgl. Fig. 6 und 7).Instead of the separating web 12, a circular membrane 3, which is otherwise approximately flat on its side facing the pump chamber 8, can preferably be an approximately radial one from the central sealing dome 17 have web-like sealing bead 14 running to the outer edge. The sealing bead 14 is pressed against the sealing area 27 (FIG. 2) of the housing head 5 between the inlet and outlet openings 6, 7 by the clamping fingers 13 arranged on the underside of the membrane 3b, as a result of which this area is better sealed. The pump chamber 8 is then very simply shaped and easy to manufacture (see FIGS. 6 and 7).

Eine zu dieser Ausführungsform der Membran 3 passende Aussparung 18 des Gehäusekopfes 5 ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Dabei ist die Aussparung 18 als Kugelabschnittfläche bzw. kalottenförmig ausgebildet und dient der Vergrößerung des Pumpraumes 8 und damit der Steigerung der Pumpförderleistung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Membran 3 (Fig.8) auf ihrer dem Pumpraum 8 abgewandten Seite eine Unterstützung 16 auf, die im Querschnitt etwa topfförmig ausgebildet ist, wobei der Topfboden der Unterstützung 16 am Antriebsstift 4 etwa im Bereich des zentral verdickten Befestigungsansatzes 21 befestigt ist. Ein etwa radial verlaufender Stützrand 16a der Unterstützung 16 ist in die Ebene der unverformten Membranunterseite 3b abgekröpft und untergreift den angrenzenden Bereich der Membranunterseite 3b. Diese Unterstützung 16 wirkt einem unerwünscht starken Durchbiegen des jeweiligen Membranbereiches entgegen. Im Bereich des Klemmfingers 13 weist die Unterstützung 16 eine etwa radial verlaufende Aussparung 19 auf, so daß der Klemmfinger 13a und die Unterstützung 16 nicht kollidieren.A recess 18 of the housing head 5 that matches this embodiment of the membrane 3 is shown in FIGS. 6 and 7. The recess 18 is designed as a spherical section surface or dome-shaped and serves to enlarge the pump chamber 8 and thus to increase the pumping capacity.
According to a development of the invention, the diaphragm 3 (FIG. 8) has a support 16 on its side facing away from the pump chamber 8, which is approximately cup-shaped in cross section, the pot bottom of the support 16 on the drive pin 4 approximately in the region of the centrally thickened fastening attachment 21 is attached. An approximately radially extending support edge 16a of the support 16 is bent into the plane of the undeformed membrane underside 3b and engages under the adjacent area of the membrane underside 3b. This support 16 counteracts an undesirably strong bending of the respective membrane area. In the area of the clamping finger 13, the support 16 has an approximately radial recess 19, so that the clamping finger 13a and the support 16 do not collide.

In Fig. 4 ist die Längsachse des Antriebsstiftes 4 ist mit 24 bezeichnet. Ihre Verlängerung schneidet die Mittelachse A der Membran 3 im Bereich der Pumpraumwand 5a. Durch eine solche Anordnung bleibt der Membranmittelpunkt M (Fig. 5) vergleichsweise bewegungsarm, wenn der Antriebsstift 4 entsprechend der Drehbewegung der Antriebswelle verschwenkt wird.
Wie gut aus Fig. 8 erkennbar, liegt bei der unausgelenkten Membran 3 die Längsachse 24 des Antriebsstiftes 4 in der Verlängerung der Membran-Mittelachse A. Während sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Klemmfinger 13 vom Rand der seitlichen Wandung 2a des Pumpengehäuses aus nur bis etwa zur Hälfte der radialen Erstreckung der Membran 3 erstreckt und dort die radiale Erstreckung des Verbindungskopfes 4a des Antriebsstiftes 4 dessen Durchmesser nur wenig überragt, ist bei der Ausführung nach Fig. 8 der Klemmfinger 13a bis nahe an die Mittelachse A der Membran 3 herangeführt. Bei der Ausführung nach Fig. 8 hat dann auch der Verbindungskopf 4a' eine größere radiale Erstreckung und führt bedarfsweise auch zu einer größeren Aussteifung des zentralen Bereiches 28 der Membran 3. Damit nun bei der Umlaufbewegung des Antriebsstiftes 4, wie sie in Verbindung mit Fig. 1 erwähnt und in zwei unterschiedlichen Positionen in Fig. 10, 12 u. 13 schematisch dargestellt ist, nicht dazu führt, daß ein radial sich vergleichsweise weit erstreckender Verbindungskopf 4a' mit dem Klemmfinger 13a kollidiert bzw. es dort zu unerwünscht großen Pressungen von entsprechenden Membranbereichen kommt, ist der Verbindungskopf 4a unsymmetrisch ausgebildet, wie er in Fig. 8, 10 bis 13 in stark vergrößertem Maße dargestellt ist. Dementsprechend weist dieser Verbindungskopf 4a' eine etwa V-förmige Aussparung 44 im Bereich des Klemmfingers 13a auf, der in Fig. 11 nur strichpunktiert angedeutet ist. Wenn der Verbindungskopf 4a' sich - wie im Betriebszustand - innerhalb der Membran 3 befindet und der Antriebsstift die Lage gemäß Fig. 1, 10 oder 13 einnimmt, zeigt der Schnitt gemäß Fig. 10 durch den Gehäusekopf 5, die Membran 3 und den oberen Teil des Pumpengehäuses 2 gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 11, daß sich der gemäß Fig. 11 ausgebildete Verbindungskopf 4a' und der Klemmfinger 13a nicht behindern. Aus Fig. 12, die einem Schnitt B-B entsprechend der gleichnamigen Schnittlinie in Fig. 11 entspricht, ist gezeigt, daß in der zur Zeichenebene von Fig. 10 senkrechten Ebene der Verbindungskopf 4a' nach Fig. 11 in der in Fig. 12 gezeigten Querebene seine Andrückbewegung bezüglich der Membran 3, die dort gegen die Pumpraumwand 5a gedrückt wird, ausübt.In Fig. 4 the longitudinal axis of the drive pin 4 is designated 24. Their extension intersects the central axis A of the membrane 3 in the area of the pump chamber wall 5a. With such an arrangement, the membrane center point M (FIG. 5) remains comparatively low in movement when the drive pin 4 is pivoted in accordance with the rotational movement of the drive shaft.
8, the longitudinal axis 24 of the drive pin 4 lies in the extension in the undeflected membrane 3 1 in the membrane center axis A. While in the exemplary embodiment according to FIG. 1 the clamping finger 13 extends from the edge of the side wall 2a of the pump housing only up to approximately half of the radial extent of the diaphragm 3 and there the radial extent of the connecting head 4a of the drive pin 4 8, the clamping finger 13a is brought close to the central axis A of the membrane 3 in the embodiment according to FIG. In the embodiment according to FIG. 8, the connecting head 4a 'then also has a greater radial extent and, if necessary, also leads to a greater stiffening of the central region 28 of the membrane 3. Thus, now during the rotating movement of the drive pin 4, as described in connection with FIG. 1 mentioned and in two different positions in Fig. 10, 12 u. 13 is shown schematically, does not result in a radially comparatively wide connecting head 4a 'colliding with the clamping finger 13a or there being undesirably large pressures from corresponding membrane areas, the connecting head 4a is asymmetrical, as shown in FIG. 8 , 10 to 13 is shown in a greatly enlarged scale. Accordingly, this connecting head 4a 'has an approximately V-shaped recess 44 in the region of the clamping finger 13a, which is only indicated by dash-dotted lines in FIG. 11. If the connecting head 4a 'is - as in the operating state - inside the membrane 3 and the drive pin assumes the position according to FIG. 1, 10 or 13, the section according to FIG. 10 shows through the housing head 5, the membrane 3 and the upper part of the pump housing 2 according to the section line AA in FIG. 11, that the connecting head 4a ′ designed according to FIG. 11 and the clamping fingers 13a do not impede one another. From FIG. 12, which corresponds to a section BB corresponding to the section line of the same name in FIG. 11, it is shown that in the plane perpendicular to the plane of FIG. 10, the connecting head 4a 'according to FIG. 11 is in the transverse plane shown in FIG Pressing movement with respect to the membrane 3, which is pressed there against the pump chamber wall 5a, exerts.

Fig. 13 zeigt einen Schnitt durch den Pumpenkopf 5 und das Oberteil des Pumpengehäuses 2 nebst Membran 3 und Antriebsstift 4 nebst zugehörigem Verbindungskopf 4a', wobei der Verbindungskopf 4a' und der Klemmfinger 13a gegenüber der Abbildung nach Fig. 12 spiegelverkehrt, aber passend zu Fig. 2 dargestellt sind, daß die Membran 3 - im Betrieb im umlaufenden Zustand des Antriebsstiftes 4 - im Bereich des Dichtabschnitts 31 (Fig. 2) sowohl bei stehender Dichtzone 27 als auch beim umlaufenden Dichtabschnitt 31 gegen die Pumpraumwand 18 des Gehäusekopfes 5 angedrückt ist.Fig. 13 shows a section through the pump head 5 and that The upper part of the pump housing 2 together with the membrane 3 and the drive pin 4 together with the associated connecting head 4a ', the connecting head 4a' and the clamping finger 13a being mirror-inverted compared to the illustration according to FIG. 12, but shown to match FIG. 2, that the membrane 3 - in operation in the circumferential state of the drive pin 4 - in the region of the sealing section 31 (FIG. 2), both with the sealing zone 27 standing and with the circumferential sealing section 31, being pressed against the pump chamber wall 18 of the housing head 5.

Aus Fig. 9 ist in Verbindung mit Fig. 8 zu entnehmen, daß die Membran 3 mit ihrer Unterstützung 16 in einer Zugverbindung 41 steht. Diese wird insbesondere dadurch realisiert, daß am Stützrand 16a der Membranunterstützung 16 Halteöffnungen 42 und an der Membran-Unterseite 3b auf diese Halteöffnungen 42 abgestimmte Einraststifte 43 vorgesehen sind. Diese sind im Querschnitt pfeilartig ausgebildet und haben Widerlagerflächen 43a, mit denen sie sich an eine Anschlagfläche 38 der Halteöffnungen 42 anlegen können. Da die Membran 3 elastisch ist, kann man die Einraststifte 43 nach dem Druckknopfprinzip in die Halteöffnungen 42 hineindrücken, so daß sie dort fest-rasten. Anstelle von im Querschnitt runden Halteöffnungen 42, wie in Fig. 9 dargestellt, können solche Öffnungen beispielsweise auch als im Querschnitt analoge, in Umfangsrichtung sich segmentartig erstreckende Halteöffnungen ausgebildet sein. Dann wird man anstelle von Einrast-Stiften 43 analog profilierte und gekrümmte Einrastsegmente bei der Membran 3 vorsehen. Die Unterstützung 16 sorgt bei der Membrane 3 der Membranpumpe 1 dafür, daß die Membran 3 nicht in unerwünschter Weise zu stark in Richtung vom Gehäusekopf 5 weg in Richtung auf das Motorgehäuse 26 ausgelenkt und dementsprechend überbeansprucht wird. Stellt man dann noch eine Zugverbindung 41 entsprechend der Ausbildung nach Fig. 9 zwischen dem Unterstützungsrand 16a der Membran 3 her, kann die Unterstützung in Verbindung mit den Zugverbindungen 11 dafür sorgen, daß zum Beispiel, wenn die Membranpumpe 1 zur Vakuumerzeugung oder Ansaugen eingesetzt wird, den Membran 3 auch entsprechend der topfartigen Unterstützung 16 von der Pumpraumwand 5a entfernt wird. Da die topfförmige Unterstützung 16 wiederum vom Antriebsstift 4 der Membran 3 ihren Bewegungsablauf erhält, ergibt sich für den aktiven Bereich der Membran 3 eine im wesentlichen vorgegebene zyklische Bewegung, insbesondere auch dort, wo die Membran 3 den Pumpraum 8 "öffnen", d.h., vergrößern soll.From Fig. 9 it can be seen in connection with Fig. 8 that the membrane 3 with its support 16 is in a train connection 41. This is achieved in particular by the fact that holding openings 42 are provided on the support edge 16a of the membrane support 16 and snap-in pins 43 matched to these holding openings 42 on the underside 3b of the membrane. These are arrow-shaped in cross section and have abutment surfaces 43a with which they can rest against a stop surface 38 of the holding openings 42. Since the membrane 3 is elastic, the locking pins 43 can be pressed into the holding openings 42 according to the push-button principle, so that they snap into place there. Instead of holding openings 42 which are round in cross section, as shown in FIG. 9, such openings can also be designed, for example, as holding openings which are analogous in cross section and extend in the circumferential direction in segments. Then instead of snap-in pins 43, analog profiled and curved snap-in segments will be provided for the membrane 3. In the diaphragm 3 of the diaphragm pump 1, the support 16 ensures that the diaphragm 3 is not undesirably deflected too much in the direction away from the housing head 5 in the direction of the motor housing 26 and is accordingly overstressed. If a connection 41 according to the design according to FIG. 9 is then produced between the support edge 16a of the membrane 3, the support in connection with the train connections 11 can ensure that, for example, if the membrane pump 1 is used for vacuum generation or suction, the membrane 3 also according to the pot-like Support 16 is removed from the pump chamber wall 5a. Since the cup-shaped support 16 in turn receives its movement sequence from the drive pin 4 of the diaphragm 3, a substantially predetermined cyclical movement results for the active area of the diaphragm 3, in particular also where the diaphragm 3 "opens", ie, enlarges, the pump chamber 8 should.

In Fig. 13 erkennt man neben der mit dem Verbindungskopf 4a des Antriebsstiftes 4 in Verbindung stehenden Membran 3, welche bei der Membranpumpe 1 die Arbeitsmembran darstellt, noch eine zusätzliche Membrane 39. Sie ist etwas unterhalb, d.h. näher dem Antrieb für die Membran 3 liegenden Raum angeordnet und hat eine radiale Ausdehnung, die so dimensioniert ist, daß sie im Pumpbetrieb weniger den elastischen Verformungen ausgesetzt ist als die als Arbeitsmembran dienende den Pumpraum 8 verschließende Membran 3. Die zusätzliche Membran 39 dient als Sicherheitsmembran. Weil sie geringeren Verformungen ausgesetzt ist, hat sie in aller Regel eine längere Lebensdauer als die Arbeitsmembran 3 und ist gerade dann noch funktionstüchtig, wenn die Arbeitsmembran 3 z.B. zu Bruch geht. Die Sicherheitsmembran 39 verhindert dann, daß das Fördermedium in den Antriebsbereich hineingelangt oder dort aus der Membranpumpe 1 austritt.In Fig. 13, in addition to the membrane 3 connected to the connecting head 4a of the drive pin 4, which represents the working membrane in the membrane pump 1, there is also an additional membrane 39. It is somewhat below, i.e. arranged closer to the drive for the diaphragm 3 and has a radial extent which is dimensioned such that it is less exposed to the elastic deformations in pumping operation than the diaphragm 3 which serves as the working diaphragm and closes the pump chamber 8. The additional diaphragm 39 serves as a safety diaphragm . Because it is exposed to less deformation, it generally has a longer lifespan than the working membrane 3 and is still functional only when the working membrane 3 e.g. breaks. The safety membrane 39 then prevents the pumped medium from entering the drive area or exiting the membrane pump 1 there.

Fig. 14 zeigt eine Innen-Aufsicht auf einen Gehäusekopf 5 ähnlich dem gemäß Fig. 3, wobei in Fig. 14 eine Konturlinie eingezeichnet ist. Schneidet man den Gehäusekopf 5 nach Fig. 14 entlang dieser Konturlinie KL, erhält man den Konturlinienschnitt gemäß Fig. 15. Man erkennt, daß von dem Trennsteg 12 aus die Aussparung 18 des Gehäusekopfes 5 in der etwas geschwungenen Art abfällt, wie in Fig. 3 beim Steg 12 angedeutet. In seinem mittleren Bereich verläuft dann entlang der Konturlinie KL die Aussparung 18a flach, im Flächenbereich z.B. kugelausschnittförmig ähnlich Fig. 7 und 6.FIG. 14 shows an internal top view of a housing head 5 similar to that according to FIG. 3, a contour line being drawn in FIG. 14. If one cuts the housing head 5 according to FIG. 14 along this contour line KL, the contour line cut according to FIG. 15 is obtained. It can be seen that from the separating web 12 the recess 18 of the housing head 5 drops in the somewhat curved manner, as in FIG. 3 indicated at web 12. In its central region, the recess 18a then runs flat along the contour line KL, in the surface region e.g. spherical cutout similar to FIGS. 7 and 6.

Die Aussparung 18 im Gehäusekopf 5 muß weder im Randbereich kreisförmig sein noch einen Steg 12 aufweisen noch im Mittelbereich eben sein. Aus Fig. 16 erkennt man eine mehr elyptische Umrißform der Aussparung 18. Bei Fig. 16 ist auch wiederum eine Konturlinie KL strichliniert eingezeichnet. Fig. 17 zeigt den Verlauf der "Tiefe" der Lage des Bodens der Aussparung 18, gemessen entlang der Konturlinie KL, wobei entsprechend dem Uhr-Zifferblatt-Schema die Einzelsegmente der Konturlinie aus Fig. 15 u. Fig. 17 sich in den Fig. 14 bzw. 16 wiederfinden. Man erkennt an einem Vergleich der Fig. 14 bis 17, daß man die Form der Aussparung den jeweils günstigen Bedingungen für die Membran-Bewegung anpassen kann. Zum Vergleich wird noch auf den Verlauf der Aussparung 18 in den Fig. 6 u. 7 verwiesen.The recess 18 in the housing head 5 does not have to be in the edge area be circular still have a web 12 still be flat in the central region. A more Egyptian outline shape of the recess 18 can be seen from FIG. 16. A contour line KL is again shown in broken lines in FIG. 16. FIG. 17 shows the course of the “depth” of the position of the bottom of the recess 18, measured along the contour line KL, the individual segments of the contour line from FIGS. 15 u. Fig. 17 can be found in Figs. 14 and 16 respectively. One can see from a comparison of FIGS. 14 to 17 that the shape of the recess can be adapted to the respectively favorable conditions for the membrane movement. For comparison, the course of the recess 18 in FIGS. 6 u. 7 referenced.

Fig. 18 zeigt eine Aufsicht auf die topfförmige Unterstützung 16. Man erkennt dort den Stützrand 16a und innerhalb dessen eine Aussparung 19, die im Bereich des Klemmfingers 3a liegt und dort eine zu starke Werkstoff-Pressung verhindert. Mittig in der topfförmigen Unterstützung 16 ist eine Durchgangsbohrung 60 zur Aufnahme des Antriebsstiftes 4.18 shows a top view of the pot-shaped support 16. The support edge 16a can be seen there and a recess 19 inside it, which lies in the region of the clamping finger 3a and prevents excessive material pressure there. A through bore 60 for receiving the drive pin 4 is located in the center of the pot-shaped support 16.

Die Verbindung zwischen einer Membran 3 einerseits und der topfförmigen Unterstützung 16 andererseits (Fig. 9) und/oder die Abdichtung zwischen der Membran einerseits und dem Gehäusekopf 5 andererseits bzw. dessen Trennsteg 12 (Fig. 3) kann nicht nur durch eine mechanische Verbindung wie die Zugverbindung 41 bei Fig. 9 oder das Klemmstück 13 bei Fig. 1 erfolgen. Gegebenenfalls kann die Verbindung auch durch Verkleben bewirkt werden, wenn z.B. das Fördermedium und die übrigen Betriebsbedingungen dies erlauben. Bevorzugt sind jedoch die formschlüssigen, mechanischen Verbindungen, wie sie beispielsweise in Fig. 9 u. 8 vorgesehen sind.The connection between a membrane 3 on the one hand and the cup-shaped support 16 on the other hand (FIG. 9) and / or the seal between the membrane on the one hand and the housing head 5 on the other hand or its separating web 12 (FIG. 3) cannot be achieved only by a mechanical connection such as the train connection 41 in FIG. 9 or the clamping piece 13 in FIG. 1. If necessary, the connection can also be brought about by gluing, for example if the medium and the other operating conditions allow this. However, the form-fitting mechanical connections, as are shown, for example, in FIGS. 9 u. 8 are provided.

Aus Fig. 1 ist gut erkennbar, daß das Klemmstück 13 mittels einer damit verbundenen Welle 26 exzentrisch zur Klemmfinger-Längsachse in der seitlichen Wandung 2a des Pumpengehäuses gelagert ist. Dementsprechend kann man durch Verdrehen der nach außen aus dem Pumpengehäuse 2 herausragenden Welle 26 die Klemmkraft zwischen dem Klemmfinger 13, dem Gehäusekopf 5 sowie der dazwischenliegenden Dichtzone 27 der Membrane 3 passend einstellen.1 that the clamping piece 13 is mounted eccentrically to the longitudinal axis of the clamping finger in the side wall 2a of the pump housing by means of a shaft 26 connected to it. Accordingly, by turning the shaft 26 projecting outward from the pump housing 2, the clamping force between the clamping finger 13, the housing head 5 and the intermediate sealing zone 27 of the diaphragm 3 can be adjusted appropriately.

Gewöhnlich ist es zweckmäßig, daß die mit dem Fördermedium in Verbindung kommenden Oberflächen der Membranpumpe 1 diesem Fördermedium gegenüber chemisch neutral sind. Bekanntermaßen kann man dementsprechend die dem Fördermedium zugewandte Seite 3a der Membran 3 mit einer chemisch inerten Schicht 70 , wie sie beispielsweise abschnittweise in Fig. 10 angedeutet ist, versehen. Eine solche chemisch inerte Schicht 70 kann zum Beispiel aus PTFE (Polytetrafluorethylen) bestehen. Nicht selten bildet man bei chemisch aggresiven Fördermedien auch den Gehäusekopf 5 aus gegen das Fördermedium widerstandsfähigem Edelstahl aus. Der Gehäusekopf 5 kann auch an den mit dem aggresiven Fördermedium in Verbindung kommenden Seiten mit entsprechend widerstandsfähigen Überzügen versehen sein, z.B. mit PTFE, wie dies ebenfalls in einem kurzen Abschnitt beispielsweise in Fig. 10 beim dortigen Pumpraum 8 angedeutet ist. Im Bedarfsfall kann man auch den gesamten den Pumpraum 8 enthaltenden Gehäusekopf 5 massiv aus einem solchen chemisch inertem Werkstoff herstellen. Gelegentlich kann die Membran 3 erheblichen Zugbelastungen ausgesetzt sein. Dann ist es vorteilhaft, wenn sie eine Verstärkungseinlage, z.B. eine Gewebeeinlage 36 enthält, wie dies strichpunktiert in Fig. 12 angedeutet ist.It is usually expedient that the surfaces of the diaphragm pump 1 which come into contact with the delivery medium are chemically neutral with respect to this delivery medium. As is known, the side 3a of the membrane 3 facing the delivery medium can accordingly be provided with a chemically inert layer 70, as is indicated, for example, in sections in FIG. 10. Such a chemically inert layer 70 can be made of PTFE (polytetrafluoroethylene), for example. Not infrequently, in the case of chemically aggressive conveying media, the housing head 5 is also made of stainless steel which is resistant to the conveying medium. The housing head 5 can also be provided with correspondingly resistant coatings on the sides that come into contact with the aggressive delivery medium, e.g. with PTFE, as is also indicated in a short section, for example in FIG. 10, at the pump chamber 8 there. If necessary, the entire housing head 5 containing the pump chamber 8 can also be massively produced from such a chemically inert material. Occasionally, the membrane 3 can be subjected to considerable tensile loads. Then it is advantageous if you have a reinforcing insert, e.g. contains a fabric insert 36, as is indicated by dash-dotted lines in FIG. 12.

Beim Arbeiten der Membranpumpe entwickelt sich Wärme, so daß man u.U. insbesondere am Gehäusekopf 5 Wärmeabfuhrmittel vorsehen kann. Dies kann z.B. eine Flüssigkeitskühlung sein. Bevorzugt ist es wegen der einfachen Ausführbarkeit, am Gehäusekopf 5 Kühlrippen vorzusehen.When the diaphragm pump is working, heat is generated, so that you may 5 can provide heat dissipation means in particular on the housing head. This can e.g. be a liquid cooling. Because of the simple feasibility, it is preferred to provide 5 cooling fins on the housing head.

Die Aussparung 19 bei der topfförmigen Unterstützung verhindert auch, daß es bei der zur Membran 3 gehörenden Wulst in entsprechender Kipplage der Unterstützung 16 zu einer unerwünscht starken Pressung im Bereich dieser Wulst 14 kommen kann.The recess 19 in the cup-shaped support also prevents it in the bead belonging to the membrane 3 in corresponding tilt position of the support 16 can lead to an undesirably strong pressure in the region of this bead 14.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Gehäusekopfes 5 mit einer kugelkalotten-ähnlichen Form des Pumpraumes 8 ist in den Fig. 6 u. 7 gezeigt. Man kann jedoch auch davon abweichende Formen wählen, wie sie in den Fig. 14 bis 17 gezeigt und in diesem Zusammenhang beschrieben worden sind.A preferred embodiment of the housing head 5 with a spherical cap-like shape of the pump chamber 8 is shown in FIGS. 7 shown. However, it is also possible to choose different forms, as shown in FIGS. 14 to 17 and described in this connection.

Versuche haben gezeigt, daß das erfindugnsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Membranpumpe 1 bzw. die zugehörigen Pumpen 1 mit verhältnismäßig hoher Drehzahl laufen können, z.B. mit 3.000 U/min. Dies entspricht auch der Drehzahl eines normalen Drehstrommotors, so daß ein Untersetzungsgetriebe oder dergleichen zusätzliche Maßnahmen vermieden werden können. Bisher bekannte, vergleichbare peristaltische Pumpen, also solche mit umlaufend gequetschtem Schlauch mit vergleichbarer Leistung haben einen wesentlich größeren Herstellungsaufwand als die erfindungsgemäße Membranpumpe 1. Außerdem besteht bei solchen peristaltischen Pumpen mit umlaufend gequetschtem Schlauch die Gefahr eines verhältnismäßig hohen Verschleißes bei stark zusammengequetschtem Schlauch. Sieht man von einer starken Schlauch-Quetschung ab, erhält man z.B. kein hohes Vakuum.Experiments have shown that the method according to the invention for operating a diaphragm pump 1 or the associated pumps 1 can run at a relatively high speed, e.g. at 3,000 rpm. This also corresponds to the speed of a normal three-phase motor, so that a reduction gear or the like additional measures can be avoided. Previously known, comparable peristaltic pumps, that is to say those with a circumferentially squeezed hose with comparable performance, have a considerably greater production outlay than the diaphragm pump 1 according to the invention. In addition, with such peristaltic pumps with a circumferentially squeezed hose there is a risk of relatively high wear when the hose is strongly squeezed together. If you disregard a severe tube squeeze, you get e.g. no high vacuum.

Claims

A diaphragm pump having a diaphragm (3) sealingly connected at its edge areas (3c) to the pump case (2, 5), wherein the pump chamber (8) with ingoing and outgoing inlet and outlet ducts (6, 7) is located between the central area (28) of the diaphragm (3) and the opposite pump chamber wall (5a) of the pump case (2), and wherein a point (4a) for applying the drive is provided on that side of the diaphragm (3) which faces away from the pump chamber (8), wherein between the inlet and outlet ducts (6, 7) lying side by side in the revolving direction of the diaphragm movement and along a stationary sealing zone (27) which extends approximately radially from the diaphragm edge (3c) to approximately the diaphragm centre point (M) and is arranged between the inlet and outlet ports (6, 7), the diaphragm (3) is sealingly connected to the pump chamber wall (5a) area adjacent thereto, and wherein a drive pin (4) is fitted to the diaphragm (3) at a point (4a) for applying the drive thereto and with its pin-end remote from the diaphragm is mounted eccentrically with respect to the central axis (A) of the diaphragm and is driven there approximately in the form of a gyration, the centre point of which lies approximately on the central axis (A) of the diaphragm, in such a way that the movable area of the diaphragm (3) sealingly applies itself with a cyclically revolving sealing portion (31) against the respective adjacent portion of the pump chamber wall (5a).
A diaphragm pump as claimed in claim 1, characterized in that at least part of the pump chamber (8) is formed by a recess (18) that is opposite the diaphragm (3) and is situated in the pump case (18), preferably in the pump case head (5).
A diaphragm pump as claimed in claim 2, characterized in that the pump case head (5) essentially takes the form of a flat disc having in the direction of the diaphragm the recess (18) composing the pump chamber (8) as well as a separating land (12) departing from the clamping edge (32) of said disc and extending radially to approximately the diaphragm centre point (M), said separating land (12) preferably being situated approximately centrally between an inlet port and an outlet port (6, 7) of the diaphragm pump (1) and serving as an abutment for the stationary sealing zone (27) of the diaphragm (3).
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that a clamping piece (13) particularly one (13) which is adapted to be tightened, is provided at that side of the diaphragm (3) which faces away from the pump chamber (8), by means of said clamping piece the upper side of the diaphragm being pressable in the area of its stationary sealing zone (27) against the pump chamber wall (5a) or against the land (12) projecting therefrom.
A diaphragm pump as claimed in claim 4, characterized in that the clamping piece (13) for the stationary sealing zone (27) has an eccentrically mounted clamping finger (13a) suitably pointing radially in the direction of the central axis (A) of the diaphragm, said clamping finger being mounted eccentrically in the pump case (2) and preferably being operable there from outside.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 5, characterized in that the pump chamber (8) is devised to be essentially rotationally symmetric with respect to the central axis (A1) of the pump and that the diaphragm (3) has in the area between inlet and outlet port (6, 7) a sealing bead (14) projecting towards and adapted to the cross sectional shape of the pump chamber (8), said sealing bead being pressable by means of the clamping finger (13a) or the like against the pump chamber wall (5a) of the pump case head (5), resulting in the stationary sealing zone (27) there.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 6, characterized in that the recess (18) belonging to the pump chamber (8) has approximately the shape of a spherical cap (33).
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that the drive pin (4) engaging with the diaphragm (3) is accommodated in a radially enlarged fastening neck (21) of the diaphragm (3) and is preferablly radially enlarged at least in portions, possibly vulcanized.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 8, characterized in that the diaphragm (3) has in its working area, on its side facing away from the pump chamber (8), a support (16).
A diaphragm pump as claimed in claim 9, characterized in that the support (16) is approximately cup-shaped in cross section, is secured preferably at the drive pin (4) and has a supporting edge (16a) possibly offset to be in-plane with the underside (3a) of the diaphragm, the supporting edge (16a) having in the area of the stationary sealing zone (27) of the diaphragm (3) a recess (19) at least allowing room for the clamping piece (13), possibly room for a noncontact movement of the supporting edge (16a) in the area of the stationary sealing zone (27) of the diaphragm (3).
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 10, characterized in that the diaphragm (3) has on its side facing the pump chamber (8) a sealing dome (17) projecting from the upper side of the diaphragm.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 11, characterized in that the extension of the longitudinal axis of the drive pin (4) intersects the central axis (A) of the diaphragm in the area of the pump chamber wall (5a).
A pump as claimed in any one of claims 1 to 12, characterized in that the side of the diaphragm (3) facing the pumped medium has a chemically inert layer (70), e.g. of PTFE.
A pump as claimed in any one of claims 1 to 13, characterized in that the case head (5) consists of special steel resistive to the pumped medium or is provided with correspondingly resistive coatings at least in the area of the pump chamber (8), e.g. with PTFE.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 14, characterized in that the case head (5) containing the pump chamber (8) is produced of solid, chemically inert material, e.g. PTFE.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 15, characterized in that its diaphragm (3) contains a reinforcing insert, e.g. a textile insert (36).
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 16, characterized in that at least the case head (5) adjacent to or containing the pump chamber (8) has means for dissipating head, e.g. cooling fins (37).
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 17, characterized by having in addition to the (working) diaphragm (3) closing the pump chamber (8) a safety diaphragm (39) which is dimensioned particularly in its radial expanse so as to be subject to less elastic deformation than the working diaphragm (3) in pump operation.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 9 to 18, characterized in that at least one draw-type connection (41) is established between the diaphragm (3) and its support (16).
A diaphragm pump as claimed in claim 19, characterized in that retaining openings (42) are provided at the supporting edge (16a) of the diaphragm support (16) and mating snap-in pins (43) or the like with abutment faces (43a) are provided at the underside (3b) of the diaphragm.
A diaphragm pump as claimed in any one of claims 1 to 20, characterized in that the connecting head (4a) of the drive pin (4) is of asymmetric form and has a preferably V-shaped recess in the area of the clamping finger (13a).