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Dokumentenidentifikation DE10236451A1 06.03.2003
Titel Membranpumpe
Anmelder Mitsumi Electric Co., Ltd., Chofu, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yamakawa, Muneharu, Atsugi, Kanagawa, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 08.08.2002
DE-Aktenzeichen 10236451
Offenlegungstag 06.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.03.2003
IPC-Hauptklasse F04B 43/02
Zusammenfassung Ein Gehäusekörper ist mit einer Auslassbohrung versehen. Der Gehäusekörper besitzt eine innere Fläche, die mit mehreren Nuten versehen ist, die jeweils mit der Auslassbohrung kommunizieren. In die Nuten ist eine Vielzahl an Membranen eingesetzt ist, die mehrere Pumpenkammern formen. Ein Betätiger beaufschlagt die Membranen abwechselnd, um die Pumpenkammern zu komprimieren oder zu dekomprimieren (Fig. 1).

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe, und insbesondere auf eine kompakte Pumpe zur Verwendung für einen Pulsmanometer, bzw. Blutdruckmesser oder dergleichen.

Eine Kompaktpumpe dieses Typs wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Wie Fig. 3 zeigt, ist eine Kompaktpumpe 1 zur Verwendung für einen Pulsmanometer oder dergleichen mit zwei Membranen 4 versehen, die in einem Gehäuse 2 Pumpenkammern 3 begrenzen. Das Gehäuse 2 ist in einer Draufsicht viereckig bzw. quaderförmig. Die Membranen 4 sind integriert und konstituieren eine Membraneinrichtung 5.

Oberhalb des Zentrums der Membraneinrichtung 5 ist in aufrechter Position eine im Wesentlichen zylindrische Auslassventil-Sektion 6 vorgesehen. Die Auslassventil-Sektion 6 ist in eine Innenwand einer Auslassbohrung 8 durch Einpressen eingesetzt. Die Auslassbohrung ist in die Mitte eines oberen Gehäuses 7 gebohrt.

An Positionen am oberen Gehäuse 7, welche oberhalb der Mitten der jeweiligen Membranen 4 und mit diesen ausgerichtet sind, sind Einlassventile 9 vorgesehen. Den Pumpenkammern 3 zugewandte Abschnitte der Einlassventile 9 sind als Abdichtsektionen 9a geformt. Die Einlassventile 9 sind durch kleine Bohrungen 10 hindurchgeführt, die in dem oberen Gehäuse 7 gebohrt sind. An den oberhalb der oberen Oberfläche des oberen Gehäuses 7 liegenden Enden der Einlassventile 9 sind Anschlagabschnitte 9b geformt, deren Durchmesser größer sind als die Durchmesser der kleinen Bohrungen 10. Die Abdichtabschnitte 9a sind mit einer unteren Fläche des oberen Gehäuses 7 in Druckkontakt gebracht. In der Nachbarschaft der Peripherien der kleinen Bohrungen 10 sind mehrere Einlassbohrungen 11 gebohrt. Bei ihrem Druckkontakt dichten die Abdichtabschnitte 9a der Einlassventile 9 die Einlassbohrungen 11 ab.

Mit den unteren Enden der Membranen 4 ist ein schwenkbares Glied schwenkbar verbunden. Das schwenkbare Glied 12 ist so ausgebildet und angeordnet, dass es durch eine exzentrische Welle 13 bei deren Rotation schwenkt. Im Besonderen, ist ein oberes Ende der exzentrischen Welle 13 in eine Einsetzbohrung 14a eingepasst, die in einem Vorsprungabschnitt 14 geformt ist, der in der Mitte des schwenkbaren Gliedes 12 von dessen unterer Fläche nach unten vorsteht. Ein unteres Ende der exzentrischen Welle 13 ist lose in eine exzentrische Bohrung 15a eingepasst, die in einem Rotor 15 exzentrisch geformt ist. Der Rotor 15 ist an einem Ende einer drehbaren Welle 16 eines nicht gezeigten Motors befestigt.

Fig. 4 ist eine Druntersicht des oberen Gehäuses 7. In der Unterseite des oberen Gehäuses 7 sind die Auslassbohrung 8 und Auslassnuten 17 geformt, die eine Kommunikation mit den in den Membranen 4 vorgesehenen Pumpenkammern 3 herstellen.

Sobald sich die Antriebswelle 16 des Motors dreht, rotiert der Rotor 15. Die exzentrische Welle 13, die lose in die exzentrische Bohrung 15a des Rotors 15 eingepasst ist, rotiert, so dass das schwenkbare Glied 12 einer Schwenkbewegung unterworfen wird und dadurch die unteren Enden der Membranen 4 vertikal betätigt. Sobald das untere Ende einer der Membranen 4 durch das schwenkbare Glied 12 nach unten verlagert wird, erzeugt die Innenseite der Membrane 4 einen negativen Druck, worauf der Auslassventil- Abschnitt 6 die Auslassbohrung 8 abdichtet. Weiterhin wird der Abdichtabschnitt 9a des betreffenden Einlassventils 9 in die Offenstellung verlagert, so dass durch die Einlassbohrung 11 Luft einströmen kann. Sobald das untere Ende einer der Membranen 4 nach oben verlagert wird, entsteht in der Innenseite der Membrane 4 hoher Druck. Der Abdichtabschnitt 9a des betroffenen Einlassventils 9 dichtet die Einlassbohrung 11 ab. Der Überdruck öffnet einen Zwischenraum zwischen dem Auslassventil-Abschnitt 6 und der Wand der Auslassbohrung 8. Die Luft aus der Pumpenkammer 3 wird über die Auslassnut 17 und die Auslassbohrung 8 nach außen gefördert. Bei der bekannten Kompaktpumpe ist es notwendig, Einlassventile 9 vorzusehen, die individuelle Glieder sind, fernerjeweils die kleine Bohrung 10 und die Einlassbohrungen 11 zu bohren, und dabei sorgfältig darauf zu achten, die Positionen des Abdichtabschnitts 9a des jeweiligen Einlassventils und die Positionen der Einlassbohrungen 11 aufeinander abzustimmen. Dadurch ist die Anzahl der Teile und der Herstellungsschritte entsprechend hoch, was zu einer Kostensteigerung für die Kompaktpumpe beiträgt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Membranpumpe anzugeben, bei der durch eine baulich einfache Ausbildung sowohl die Anzahl der Teile als auch der Herstell- und Zusammenbauschritte reduzierbar sind, um Kosten einzusparen.

Um das vorerwähnte Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Pumpe vorgeschlagen, die aufweist:

einen mit einer Auslassbohrung geformten Gehäusekörper, der eine innere Oberfläche besitzt, in welcher eine Vielzahl an Nuten geformt ist, die jeweils in Kommunikation mit der Auslassbohrung sind;

eine Vielzahl an Membranen, die jeweils in die Nuten eingesetzt sind und eine Vielzahl an Pumpenkammern formen, und

einen Betätiger, der die Membranen betätigt, um die Pumpenkammern zu komprimieren oder zu dekomprimieren.

Vorzugsweise ist der Betätiger mit einer Vielzahl an Einlassbohrungen geformt, und ist jede der Membranen mit einer Einlassventil-Sektion versehen, die mit einer zugeordneten der Einlassbohrungen kommuniziert.

Hierbei ist es zweckmäßig, dass die Einlassventil-Sektion ein Klappenglied ist, welches durch Einschneiden eines Teils jeder Membrane geformt ist.

Da bei der oben beschriebenen Ausbildung die Nuten, in welche die Membranen eingesetzt sind, einen Teil der Auslassbohrung formen und die Membranen bereits integrierte Einlassventil-Sektionen haben, ist es nicht erforderlich, ein Glied wie das in Fig. 3 gezeigte Einlassventil-Glied separat vorzusehen oder Bohrungen wie die Einlassbohrung und die Auslassnuten gemäß Fig. 4 separat zu bohren bzw. zu formen. Vielmehr werden durch die beanspruchte Ausbildung eine Verringerung der Anzahl der Teile und auch der Herstell- und Zusammenbauoperationen als Folge einer einfachen Struktur erreicht, was in der Folge eine Kosteneinsparung ermöglicht.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sowie eine Ausführungsform des Standes der Technik werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 2 eine Druntersicht eines oberen Gehäuses der Pumpe von Fig. 1,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer Pumpe des Standes der Technik; und

Fig. 4 eine Druntersicht eines oberen Gehäuses der Pumpe gemäß des Standes der Technik.

Unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 wird eine Ausführungsform der Erfindung detailliert erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Kompaktpumpe 21 mit zwei Membranen 24 ausgestattet, die zum Teil Pumpenkammern 23 innerhalb eines Gehäuses 22 konstituieren. Von oben betrachtet hat das Gehäuse 22 eine viereckige parallelepipedische Gestalt. Unterhalb der Membranen 24 ist ein schwenkbares Glied 25 angeordnet, das die unteren Flächen der Membranen 24 vertikal beaufschlagt. Das Gehäuse 22 ist aus drei Abschnitten zusammengesetzt, d. h. einem oberen Gehäuse 26, einem Mittelgehäuse 27 und einem unteren Gehäuse 28. Flansche 24a der Membrane 24 sind sandwichartig zwischen dem oberen Gehäuse 26 und dem mittleren Gehäuse 27 eingespannt, so dass die Membranen 24 in dem Gehäuse 22 gehaltert sind.

An jeweiligen Enden des schwenkbaren Gliedes 25 sind Wellenglieder 29 vorgesehen, die nach oben vorstehen. In den Mitten der Wellenglieder 29 sind Einlassbohrungen 29a geformt. Hohle Befestigungsglieder 30 sind so angeordnet, dass sie von den Mitten an den unteren Flächen der Membranen 24 nach unten vorstehen. Die Wellenglieder 29 sind hermetisch in die hohlen Befestigungsglieder 30 eingepasst, so dass die Membranen 24 an dem schwenkbaren Glied 25 festgelegt sind.

Bereiche der unten liegenden Mittelabschnitte der Membrane 24, die bei den Einlassbohrungen 29a liegen, sind eingeschnitten, so dass selbsttätig schließende, klappenartige Einlassventil-Sektionen 31 geformt sind. Das Verfahren zum Formen dieser Einlassventil-Sektionen 31 ist nicht auf ein Einschneidverfahren begrenzt, sondern diese Sektionen 31 können auch auf andere Weise geformt werden.

Eine exzentrische Drehwelle 32, die durch eine exzentrische Drehbewegung des schwenkbaren Gliedes 25 verschwenkbar ist, durchsetzt den Mittelbereich des schwenkbaren Gliedes 25 und ist dort fixiert. Ein unteres Ende der Drehwelle 32 ist lose in eine exzentrische Bohrung 33a eingepasst, die in einem Rotor 33 in einer exzentrischen Lage gebohrt ist. Der Rotor 33 ist an einem oberen Ende einer Antriebswelle 34 eines nicht gezeigten Motors festgelegt. Ein oberes Ende der exzentrischen Drehwelle 32 ist lose in eine Vertiefung 27a eingepasst, die im Mittelbereich des Mittelgehäuses 27 gebohrt ist.

Gemäß Fig. 2 ist im Mittenbereich des oberen Gehäuses 26 eine Auslassbohrung 35 geformt. In der unteren Fläche des oberen Gehäuses 26 sind ferner ringförmige vertiefte Nuten 36 geformt, die das Einsetzen verlängerter oberer Randbereiche der Membranen 24 gestatten. Die äußere Peripherie der Auslassbohrung 35 kommuniziert durch Verschneidung mit äußeren Peripherien der ringförmigen vertieften Nuten 36, so dass dadurch Luftkommunikationsanschlüsse 37 geformt werden.

Die oberen Enden bzw. Randbereiche der Membranen 24 sind mit inneren Wandsektionen 36a der ringförmig vertieften Nuten 36 in Druckkontakt gebracht und konstituieren dadurch Auslassventil-Sektionen 38.

Sobald der Rotor 33 von der Antriebswelle 34 gedreht wird, rotiert die exzentrische Drehwelle 32 exzentrisch. Dadurch wird das schwenkbare Glied 25 verschwenkt, wobei es die unteren Endsektionen der Membranen 24 vertikal beaufschlagt. Wenn beispielsweise das untere Ende einer der Membranen 24 nach unten beaufschlagt wird, entsteht an der Innenseite der Membrane 24 Unterdruck. Die Auslassventil-Sektion 38 wird mit der inneren Wandfläche 36a der ringförmigen vertieften Nut 36 in innigen Kontakt gebracht, wodurch der obere Bereich der Pumpenkammer 23 abgedichtet wird. Hingegen wird die Einlassventil-Sektion 31 geöffnet, so dass Luft aus der Einlassbohrung 29a in das Innere der Membrane 24 einströmt.

Wenn dann das untere Ende der Membrane 24 nach oben beaufschlagt wird, entsteht im Inneren der Membrane 24 hoher Druck. Die Einlassventil-Sektion 31 schließt dann die Einlassbohrung 29a. Die Auslassventil-Sektion 38 hebt sich von der zugeordneten inneren Wandoberfläche 36a ab, so dass die Luft nach außen gefördert wird. Die an der Auslassventil-Sektion 38 vorbei strömende Luft wird zur Außenseite des Gehäuses 22 aus der Auslassbohrung 35 über die ringförmige vertiefte Nut 36 und den Luftkommunikationsanschluss 37 ausgeblasen.

Da bei dieser Ausführungsform Teile der ringförmigen vertieften Nuten 36, in welche die oberen Teile der Membranen 24 eingesetzt sind, den Lufikommunikationsanschluss 37 formen, ist kein Glied 6 wie in Fig. 3 beim Stand der Technik erforderlich Wegen der integrierten Einlassventilsektionen 31 ist auch ein Glied wie das Einlassventil-Glied 9 gemäß Fig. 3 separat vorzusehen, und ist es auch nicht erforderlich, solche Bohrungen wie die in Fig. 4 gezeigte Einlassbohrung 11 und die Auslassnut 17 separat zu bohren bzw. zu formen.

Daraus resultiert eine Verringerung der Anzahl der Teile und eine entsprechende Verringerung der Herstell- und Zusammenbauoperation, und zwar als Folge einer einfachen Struktur. Dies ermöglicht es schließlich, Kosten einzusparen.

Die vorliegende Erfindung ist natürlich vielen Modifikationen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung zugänglich, wobei solche Modifikationen in den Schutzbereich der Erfindung fallen.


Anspruch[de]
  1. 1. Membranpumpe, gekennzeichnet durch:

    einen mit einer Auslassbohrung (35) geformten Gehäusekörper (22), der eine innere Fläche aufweist, in der eine Vielzahl an Nuten (36) geformt ist, die jeweils mit der Auslassbohrung (35) kommunizieren,

    eine Vielzahl an Membranen (24), die jeweils in die Nuten (36) eingesetzt sind und mehrere Pumpenkammern (23) formen, und

    einen Aktuator (25), der die Membranen (24) zum Komprimieren oder Dekomprimieren der Pumpenkammern (23) beaufschlagt.
  2. 2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (25) mit mehreren Einlassbohrungen (29a) geformt ist, und dass jede der Membranen (24) mit einer integrierten Einlassventil-Sektion (31) versehen ist, die mit einer zugehörigen der Einlassbohrungen (29a) kommuniziert.
  3. 3. Membranpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventil-Sektion (31) ein Klappenglied ist, das durch Einschneiden eines Teilbereichs der Membrane (24) geformt ist.
  4. 4. Membranpumpen nach Anspruch . . ., dadurch gekennzeichnet, dass in den Nuten (36) angeordnete Randbereiche der Membranen (24) druckabhängig betätigte integrierte Auslassvenil-Sektionen (38) in den Nuten (36) bilden.






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