DE4200838C2 - Pumpe mit vom Fördermedium gesteuerten Ventilen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Pumpe gem. dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Man kennt bereits Pumpen, z. B. Gaspumpen, deren Kurbelgehäuse ein Pleuel aufweist, das mit seinem freien, kolbenseitigen Ende in einer Membrane endet, die den Pumpraum gegenüber dem Pleuelgehäuse abschließt (vgl. DE 41 18 652 A1). Diese Membrane wird ihrerseits durch einen Zwischendeckel am Pumpengehäuse festgelegt und dieser hat eine Aussparung, die zusammen mit der Membrane den Pumpraum bildet. Auf der dem Gehäuse abgewandten Seite des Zwischendeckels befindet sich ein Pumpen-Abschlußdeckel, der zusammen mit dem Zwischendeckel den Pumpenkopf bildet. Im Abschlußdeckel sind die Einlaß- und die Auslaßbohrung untergebracht. Gewöhnlich ist bei bekannten Gaspumpen der vorbeschriebenen Art zwischen dem Abschlußdeckel und dem Zwischendeckel eine Ventilplatte eingeklemmt (vgl. z. B. DE-GM 19 20 772). Bei bekannten Gaspumpen dieser Art weist diese Ventilplatte wenigstens ein Zungenventil mit einem etwas verbreitertem Verschlußabschnitt auf (vgl. FR 627 573), der in Schließstellung an einer Ventil-Dichtfläche des Abschlußdeckels oder des Zwischendeckels dichtend anliegt. In Offenstellung kann das Zungenventil in eine Ausnehmung für seine Ventil-Öffnungsbewegung ausweichen; diese Ausnehmung besteht z. B. beim Einlaßventil aus einer flachen, etwa rechteckigen Aussparung im Zwischendeckel, wobei dort die zugehörige Ventil-Dichtflächen von der Unterseite des Abschlußdeckels gebildet werden (vgl. z. B. DE 30 23 928 C2). Wenn keine besonderen Maßnahmen für das Auslaßventil getroffen sind, kann die der Membrane abgewandte Seite des Zwischendeckels die Ventil-Dichtflächen des zugehörigen Zungenventils bilden, während eine Ausnehmung für dessen Ventilöffnungsbewegung als flache, etwa prismatische Aussparung im Pumpenkopf vorgesehen ist (vgl. DE-GM 19 20 772).

Es ist auch bereits eine Kolbenpumpe (vgl. CH 58 481) der eingangs genannten Art bekannt, bei der das Auslaßventil durch die als Ventilscheibe ausgebildete Bodenplatte des Pumpenzylinders gebildet ist. Als Ventilsitz des Auslaßventils ist bei dieser Pumpe das stirnseitige Ende des Pumpenzylinders vorgesehen. Ungünstig ist dabei jedoch, daß dadurch praktisch die gesamte Bodenfläche des Pumpenzylinders für das Auslaßventil benötigt wird und daß dadurch die Einlaßöffnung des Pumpraumes seitlich im Pumpenzylinder angeordnet sein muß.

Aus der FR 13 46 409 kennt man ferner eine Kolbenpumpe, deren Auslaßventil eine konzentrisch zum Querschnitt des Pumpenzylinders angeordnete, elastische Ringscheibe aufweist, die mit ihrem inneren Rand am Pumpenkopf eingespannt ist und deren äußerer, beweglicher Rand in Schließstellung des Ventils an einem Ventilsitz anliegt und in Offenstellung von diesem beabstandet ist. Die Pumpe weist ferner ein ähnlich aufgebautes Einlaßventil auf, bei dem jedoch der äußere Rand der Ringscheibe am Pumpenkopf fixiert ist, während der innere zum Ventilsitz beweglich ist.

Man kennt auch bereits eine Kolbenpumpe (vgl. GB 551 275), bei der eine im Pumpenkopf angeordnete Ventilscheibe mit mehreren Auslaßöffnungen gleichzeitig zusammenwirkt. Die zahlreichen Auslaßöffnungen erfordern dabei jedoch einen gewissen Zusatzaufwand.

Aus der US 22 64 136 ist außerdem eine Pumpe bekannt, bei der die Ventilscheiben mittels verschließbarer Inspektions­ öffnungen im Pumpenkopf leicht austauschbar sind.

Bei solchen bekannten Gaspumpen werden die vorerwähnten Ventilscheiben oder die Ventilzungen bekanntermaßen von den Druckunterschieden des Fördermediums gesteuert, wobei die Federkraft der Ventilscheiben bzw. Ventilzungen nach Möglichkeit für ein schnelles Schließen bei entsprechend geringen Druckdifferenzen sorgt. Der Werkstoff solcher Ventilscheiben besteht aus entsprechend federnd-elastischem Material, z. B. aber auch aus PTFE mit entsprechender Eigenspannung beim Auftreten von Verformungen.

Solche Gaspumpen haben sich in vielerlei Hinsicht bewährt und insbesondere den Vorteil, daß bei ihnen das Fördermedium nicht mit einem Ventil-Steuermechanismus in Verbindung kommen kann, der seinerseits geschmiert werden muß.

Pumpen der vorbeschriebenen Art weisen jedoch noch etliche Nachteile auf, namentlich wenn es sich um schnellaufende Pumpen handelt. Bei ihnen ist u. a. der volumetrische Wirkungsgrad noch verbesserungsfähig. Das Erreichen guter volumetrischer Wirkungsgrade ist durch das Verfolgen von zwei an sich gegensätzlichen Zielen möglich, nämlich dadurch, daß das Ventil eine möglichst lange Öffnungszeit hat, sich aber andererseits sehr schnell schließt.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei Beibehaltung eines einfachen Aufbaues und der wesentlichen übrigen Vorteile vergleichbarer Pumpen einen möglichst guten volumetrischen Wirkungsgrad hat und ggf. gut für weitergehende Einsatzgebiete geeignet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß aus den Merkmalen des ersten Anspruches.

Der Durchmesser der Ventilscheibe ist in der Regel bei solchen Konstruktionen für die Unterbringung der Eintrittsflächen bzw. Austrittsflächen des Fördermediums und der Ventil-Hub ist von der Laufgeschwindigkeit sowie dem durchzusetzenden Volumen der Pumpe und die Dicke der Ventilscheibe durch die Pumpenkonstruktion, z. B. die dort herrschenden Druckverhältnisse vorgegeben; (dies gilt jeweils in bestimmten Konstruktions- bzw. Betriebsbereichen und die Dicke der Ventilscheibe ist auch vom Ventil-Werkstoff - Shorehärte - mitabhängig). Dies vorausgeschickt, ermöglicht der Erfindungsvorschlag nun, mit Hilfe einer Variation der radialen Erstreckung der Unterstützungsfläche des Ventils, eine Optimierung von Öffnungsweite und Schließgeschwindigkeit vorzunehmen. Die Erfindung schafft also eine zusätzliche, freie Dispositionsgröße für die Arbeitsweise der Ventile in der Pumpe.

Eine solche Anordnung kann sowohl bei Kolbenpumpen als insbesondere bei Membranpumpen Verwendung finden. Die Pumpen können sowohl zur Vakuum- als auch zur Druckerzeugung herangezogen werden.

Eine wesentliche Weiterbildung der Pumpe besteht darin, daß die Unterstützungsfläche für die Ventilscheibe von einer auswechselbaren Unterstützungsscheibe gebildet ist. Mit einer solchen Ausbildung lassen sich mehrere Vorteile zur Anpassung deren radialer Erstreckung erreichen: Zum einen kann man die radiale Erstreckung einer auswechselbaren Unterstützungsscheibe leicht verändern und den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. Insbesondere auch zum Erproben der optimalen Erstreckung ist eine solche auswechselbare Unterstützungsscheibe vorteilhaft.

Zum anderen kann eine solche separate Unterstützungsscheibe aus einem anderen Werkstoff als dem Ventilwerkstoff bestehen. Wenn z. B. aus Korrosionsgründen anstelle einer Neopren- Ventilscheibe eine solche aus Viton gewählt wird, kann man durch entsprechende Auswahl der Unterstützungsscheibe mit anderem Durchmesser und/oder anderer Rückstellfederkraft auch bei dem veränderten Ventilscheiben-Werkstoff die gewünschte Schließkraft erreichen.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 9 aufgeführt.

Die Merkmale des Anspruches 3 begünstigen insbesondere, daß die jeweilige Ventilscheibe am Rande sich leichter öffnen kann, dort jedoch beim Schließen unterstützt wird. Unter Umständen braucht der bei der Ventilöffnungsbewegung ausweichende Rand der Ventilscheibe auch nicht z. B. auf die Flachseite einer Aussparung aufzuschlagen, wodurch Ventilgeräusche und u. U. auch ein Ventilverschleiß vermindert und andererseits die Schließzeit verkleinert werden kann.

Durch die Maßnahmen des 4. Anspruches erhält man eine einfache, exakte Lagefixierung der Ventilscheibe bzw. ihrer Unterstützungsscheibe. Gemäß Anspruch 5 begünstigt man, daß sich die Ventilscheibe, ausgehend von ihrem festliegenden Zentralbereich, bei ihrer Ventilöffnungsbewegung praktisch über die gekrümmte Fläche der Ausnehmung abwälzen kann. Dann braucht ggf. eine besonders kleine Ventilmasse bewegt zu werden entsprechend dem erforderlichen Durchström-Querschnitt bei anfallendem Fördermedium. Ein Schwingen von Ventilteilen mit evtl. anschließendem Aufschlagen auf eine Bodenfläche der Ausnehmung für die Ventil-Öffnungsbewegung wird wenigstens teilweise vermieden. Ein solches Ventil arbeitet leiser, wird mechanisch weniger beansprucht und kann ggf. mit einem sehr kurzen Schließweg auskommen. Dies gilt besonders, wenn die Unterstützungsfläche bzw. die Oberfläche der Unterstützungsscheibe gemäß Anspruch 8 etwa der Biegefläche der zugehörigen Ventilscheibe angepaßt ist. Es findet praktisch eine dem Biegeverhalten der Ventilscheibe in etwa angepaßtes Abrollen der beweglichen Ventilteile bei der Öffnungsbewegung statt.

Gemäß dem 6. Anspruch erhält man eine besonders einfache Festlegung der Ventilscheibe und ggf. ihrer Unterstützungs­ scheibe im Ventil-Zentralbereich.

Versuche haben gezeigt, daß eine Pumpe gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 mit hoher Genauigkeit arbeitet und dementsprechend auch als Dosierpumpe, vorzugsweise als Flüssigkeits-Dosierpumpe arbeiten kann. Bei bisher bekannten Pumpen der im Oberbegriff von Anspruch 1 erwähnten Art kommt es aufgrund der zu bewegenden Ventilmassen in der Regel zu relativ großen Überschneidungen bei den Öffnungs- und Schließzeiten. Sind dagegen, wie vorstehend aufgeführt, das Ventil- bzw. die Ventile bei ihren Öffnungs-Hüben zum einen möglichst lange offen, schließen diese Ventile aber zum anderen aber sehr schnell, kann dieser Nachteil wesentlich vermindert, ggf. praktisch vermieden werden. Dabei hilft mit, daß die Öffnungsweite eines Ventils und die Schließgeschwindigkeit mit Hilfe einer Veränderung der radialen Erstreckung der Unterstützungsfläche der Ventilscheibe - passend zu jeder Pumpenausführung - leicht optimiert werden kann. Wie bereits erwähnt, erhält man eine zusätzliche Einflußgröße, um unter sonst vergleichbaren Verhältnissen die Ventilöffnungs- und Schließbewegung in eine Bewegungsresonanz zur Drehzahl der Pumpe zu bringen. Dabei kann unterstützend mitwirken, daß sich die Ventilscheibe bei ihrer Öffnungsbewegung gewissermaßen in Anpassung ihrer Biegekurve auf ihrer Unterlage abwälzen kann.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen oder der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben und schematisiert:

Fig. 1 Eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Pumpe,

Fig. 2 einen Ausschnitt beim Einlaßventil der Pumpe nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt bei einem gegenüber Fig. 2 etwas abgewandeltem Ausführungsbeispiel der Pumpe nach Fig. 1,

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 2 etwas abgewandelte Ausführungsform der Pumpe im Bereich des Einlaßventils und

Fig. 5 eine Ansicht der Ventilscheibe gem. Fig. 4, aus der Blickrichtung A sowie bei weggelassenem Pumpen- Abschlußdeckel gesehen.

Eine Membran-Pumpe 1, hier auch kurz "Pumpe 1" genannt, hat ein Kurbelgehäuse 2, eine Membrane 3, einen Zwischendeckel 4 sowie einen Abschlußdeckel 6. Die Membrane 3 ist an ihren Rändern vom Zwischendeckel 4 und dem Oberrand 2a des Kurbelgehäuses 2 dichtend eingespannt. Der Zwischendeckel 4 weist an seiner dem Kurbelgehäuse 2 zugewandten Seite im Bereich der Membrane 3 eine etwa kugelkalottenförmige Aussparung 8 auf, die in bekannter Weise zusammen mit der Membrane 3 den Pumpraum 13 bildet. Im Abschlußdeckel 6 befindet sich (in Fig. 1 auf der rechten Seite) eine Einlaßbohrung 20, die einen Sauganschluß 10 hat. Von der Einlaßbohrung 20 führen Einlaßkanäle 21 zum Einlaßventil 22. Dieses steht über eine oder mehrere Zuleitungen 23 mit dem Pumpraum 13 in Verbindung. Zum Einlaßventil 22 gehört eine Ventilscheibe 24, die in Schließstellung in an sich bekannter Weise an einer Ventildichtfläche 25, hier auch kurz "Ventilfläche 25" genannt, anliegt. Dabei wird hier in ebenfalls bekannter Weise die Ventilfläche 25 von der Unterseite 26 des Abschlußdeckels 6 gebildet, der - abgesehen von den Ventilbereichen - dichtend an der benachbarten Oberseite 27 des Zwischendeckels 4 anliegt. Der Zwischendeckel 4 sowie der Abschlußdeckel 6 werden hier gemeinsam kurz "Pumpenkopf 5" genannt. Mit 7 sind das Pleuel und mit 108 sein Exzenterantrieb bezeichnet.

Die Ventilscheibe 24 ist etwa zentral zu ihrer zugehörigen Ventilfläche 25 festgelegt und kann sich beim Öffnen mit ihrem Randbereich in eine an sich bekannte Ausnehmung 11 für die Ventilöffnungsbewegung auslenken. Der Zentralbereich der Ventilscheibe 24 ist mittels einer etwa kreisringförmigen Unterstützungsfläche 40 des Pumpenkopfes 5, hier des Zwischendeckels 4, etwa in Richtung des Ventilöffnungs- und Schließweges gehalten (vgl. insbesondere Fig. 2). Bei Ventilen 22 von bekannten Pumpen der vorbeschriebenen Art ist der Durchmesser D der (Einlaß-)Ventilscheibe 24 gewöhnlich konstruktiv z. B. für die Unterbringung der Eintrittsflächen des Fördermediums über die Eintrittskanäle 21 vorgegeben. Ferner ist die Öffnungsbewegung des Randes der Ventilscheibe 24, in Fig. 2 als Schwenkwinkel "h" eingezeichnet, von der Laufgeschwindigkeit der Pumpe 1, dem durchzusetzenden Volumen und die Dicke a der Ventilscheibe 24 durch die Pumpenkonstruktion, z. B. durch ihre Druckverhältnisse, vorgegeben (vgl. Fig. 2). Für solche Vorgaben gibt es bestimmte Bereiche, die auch vom Werkstoff der Ventilscheibe 24 (z. B. deren Shore-Härte) mitabhängig sein können.

Es gehört nun mit zur Erfindung, daß die Größe der radialen Erstreckung (r) der Unterstützungsfläche 40 an der Öffnungs­ seite der Ventilscheibe 24 und ihre Schließgeschwindigkeit im Sinne einer Optimierung dieser Parameter (Öffnungsweite, Schließgeschwindigkeit) angepaßt ist. Man kann dementsprechend die radiale Erstreckung r bzw. den zugehörigen Durchmesser d der Unterstützungsfläche 40 (Fig. 2) gemäß der Erfindung so verändern, daß sich günstige, möglichst lange Öffnungszeiten und trotzdem ein schnelles Schließen des Ventils 22 ergeben. Dadurch wird der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe verbessert. Dabei gilt folgender Zusammenhang:

Die Schließkraft ist eine Funktion des Durchmessers d der Unterstützungsfläche 40. Je größer d, um so größer die Schließkraft - unter sonst gleichen Verhältnissen von Ventilscheiben-Außendurchmesser D, Ventilöffnungs-Schwenk­ winkel h, Ventilscheiben-Dicke a und Shore-Härte der Ven­ tilscheibe 24.

Eine wichtige, in mehrfacher Hinsicht vorteilhafte Abwandlung der erfindungsgemäßen Pumpe 1 ist ins Fig. 3 in dem dort abschnittweise dargestellten, etwas abgewandeltem Ausschnitt des Pumpenkopfes 5a wiedergegeben. Erfindungsgemäß ist dort die Unterstützungsfläche 40 für die Ventilscheibe 24 von der ihr benachbarten (Ober-) Seite einer auswechselbaren Unterstützungsscheibe 46 gebildet, deren radiale Erstreckung r an die gewünschten langen Öffnungszeiten und das gewünschte schnelle Schließen dieses Ventils 22 anpaßbar ist. Im Ausführungsbeispiel weist die Unterstützungsscheibe 46 ebenso wie ihre Auflagefläche 47 beim zugehörigen Zwischendeckel 4a beispielsweise eine kreisrunde Umrißform auf. Obgleich z. B. auch elliptische Formen in Frage kämen, ist eine kreisrunde Umrißform z. B. wegen der leichteren Bearbeitbarkeit vorteil­ haft. Wie gut aus Fig. 3 erkennbar, ist der Durchmesser d zweckmäßigerweise etwas größer als der Durchmesser d2 der Auflagefläche 47 beim Zwischendeckel 4a. Zum einen ergibt sich daraus der Vorteil, daß die notwendigen Platzverhältnisse für eine Durchmesserverkleinerung, also eine Verringerung der radialen Erstreckung von r bei Unterstützungsscheibe 46 vorhanden sind. Auch ist ein Verändern des Durchmessers d bei der Unterstützungsscheibe 46 einfacher durchzuführen als bei der zum Zwischendeckel 4 gehörenden Unterstützungsfläche 40. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung einer Unterstützungsscheibe 46 besteht darin, daß man nötigenfalls besser den optimalen Unterstützungsscheiben-Durchmesser d in Versuchen ausprobieren kann, z. B., indem man leicht eine Unterstützungsscheibe 46 gegen eine solche mit etwas größerem Durchmesser d austauschen kann. Auf diese Weise kann gut der optimale Durchmesser d der Unterstützungsscheibe 46, ggf. auch der optimale Durchmesser d einer Unterstützungsfläche 40 in einer Versuchsserie herausgefunden werden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Unterstützungsscheibe 46 aus einem federelastischem Werkstoff besteht und so im Pumpenkopf 5a angebracht ist, daß ihr Randbereich bei der Öffnungsbewegung der zugehörigen Ventilscheibe 24 etwas federnd nachgibt. Fig. 3 zeigt eine solche Ausführung, wenn man mitberücksichtigt, daß die Unterstützungsscheibe 46 aus einem federelastischem Werkstoff besteht. Der äußere Rand der Unterstützungsscheibe 46 kann sich dann etwas (in Fig. 3 etwas nach unten) in die Ausnehmung 11 des Zwischendeckels 4a federnd abbiegen. Bei entsprechender Werkstoffwahl und geeigneten geometrischen Verhältnissen kann dabei die federnd-elastische Unterstützungsscheibe 46 die schnelle Schließbewegung der Ventilscheibe 24 unterstützen.

Wie gut aus den Fig. 1 bis 3 erkennbar, ist der Zentralbereich wenigstens eines Ventils 22 bzw. wenigstens einer Ventil­ scheibe 24 und/oder der zugehörigen Unterstützungsscheibe 46 etwa zentral zu der zugehörigen Ventil-Dichtfläche 25 des Pumpenkopfes 5 festgelegt. Dabei erfolgt die radiale Festlegung mit Hilfe eines Stiftes 35 oder eines (nicht näher gezeichneten) Nietes. In der Ausführung nach Fig. 3 legt dieser Stift 35 oder Niet auch gleichzeitig die radiale Lage der Unterstützungsscheibe 46 fest.

Günstige Öffnungs- und Schließverhältnisse erhält man dadurch, daß sich bei wenigstens einem Ventil 22 der Randbereich der zugehörigen Ventilscheibe 24 - von deren Zentralbereich 29 zu ihrem Randbereich hin gesehen - radial nach außen zunehmend mehr auslenken und öffnen kann. Dies ist durch die im Zentrum etwa kegelförmige Ausnehmung 11 und den sich daraus ergebenden Schwenkwinkel h für die Ventilscheibe 24 auf einfache Weise zu erreichen, wie es gut aus Fig. 2 u. Fig. 3 hervorgeht.

Die vorbeschriebene Pumpe 1 kann dabei sowohl als Vakuum- als auch als Druckpumpe ausgebildet sein und arbeiten. Am Beispiel der Ausführung von Fig. 4, die einen Ausschnitt aus einem weiteren, abgewandelten Ausführungsbeispiel der Pumpe 1 zeigt, ist zu erkennen, daß - radial auswärts der Unterstützungs­ fläche 40 für wenigstens eine Ventilscheibe 24 - die radiale Fortsetzung der Unterstützungsfläche 40 in der Ausnehmung 11 als im Querschnittsprofil gekrümmte Anlagefläche 28′ für die in der Ventil-Öffnungsstellung gekrümmte, dort strichliniert dargestellte Ventilscheibe 24′ ausgebildet ist. D.h., die Anlagefläche 28′ für die geöffnete Ventilscheibe 24′ gem. Fig. 2 ist nicht nur - geometrisch einfach - als Kegelstumpf aus­ gebildet, sondern mindestens in etwa dem Biegeverlauf der geöffneten Ventilscheibe 24′ angepaßt. Durch diese Maßnahme kann man die Ventilöffnungs- und Schließwege bzw. die beim Öffnen und Schließen zu bewegenden Ventilmassen unter sonst gleichen Bedingungen verkleinern. In Fig. 4 ist dies am Beispiel einer Pumpe 1 dargestellt, die keine Unterstützungsscheibe aufweist sondern bei der die Unterstützungsfläche 40, wie bei Fig. 2 bereits näher erläu­ tert, vom Zwischendeckel 4 gebildet ist. Dabei kann sich der Öffnungsrand der Ventilscheibe 24 gewissermaßen auf der Anlagefläche 28′ abwälzen. Zu den bereits vorstehend erwähnten Vorteilen (geringe Bewegung von Ventilmassen usw.) kommt dann noch eine vergleichsweise geringe Geräuschbildung und ein vergleichsweiser geringer Ventilverschleiß hinzu.

Analog zu Fig. 4 kann man die Auflagefläche 28′ auch für eine mit einer Unterstützungsscheibe 46 versehene Pumpen-Ausführung ausbilden. Die gekrümmte Auflegefläche 28′ kann sich dabei auch aus der Biegung der Unterstützungsscheibe 46 beim Öffnen des Ventils 22 ergeben.

Die Ventilscheibe(n) 24, 24′ usw. bestehen aus federnd- elastischem Werkstoff mit Eigenspannung bei Verformung. Das kann z. B. ein unter dem Warennamen "Neopren" bekannter Kunststoff sein. Aus Korrosionsgründen kann statt dessen auch ein unter dem Warennamen "Viton" bekannter Kunststoff Verwendung finden. Bei diesem kann man dann beispielsweise die erwünschte, vergleichsweise hohe Schließkraft trotz veränderter Shore-Härte mit Hilfe der Unterstützungsscheibe 46 erreichen, ggf. durch Anpassung der Außendurchmesser D der Ventilscheibe 24 und/oder des Außendurchmessers d der Unterstützungsscheibe 46.

Fig. 5 zeigt eine Aufsicht auf eine Ventilscheibe 24 mit ihrer zentralen Lochung 34 etwa in der Schließlage, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, bei weggelassenen Teilen des Pumpenkopfes 5b.

Die langen Öffnungszeiten und das schnelle Schließen der Ventile sowie der damit zusammenhängende gute volumetrische Wirkungsgrad ermöglichen auch, die Pumpe 1 als Dosierpumpe, ggf. als Flüssigkeitsdosierpumpe einzusetzen.

Nachstehend wird noch auf folgende, in Zeichnungen dargestellte Einzelheiten verwiesen:

Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist vorgesehen, daß der Abstand a der Ventilscheibe zugewandten Anlagefläche 28′ der Ausnehmung 11, im Querschnitt - ausgehend von der zentralen Unterstützungsfläche 40, welche auch eine Einklemmzone für die in Schließstellung befindliche Ventilscheibe 24 darstellt - radial nach außen zunimmt. Hier ist die der Ventilscheibe 24 zugewandte Anlagefläche 28, 28′ der Ausnehmung 11 für die Ventilöffnungsbewegung im Bereich des Randes 16 der Ventilscheibe 24 in einem größeren Abstand zu der in Schließstellung befindlichen Ventilscheibe 24 ausgebildet. Gegen diese Anlagefläche 28, 28′ usw. legt sich die Ventilscheibe 24 bei vollständiger Ventilöffnung an (vgl. insbesondere die strichpunktiert gezeichnete Lage der Ventilscheibe 24′ in Fig. 4).

Die gekrümmte Anlagefläche 28′ ist gemäß dieser Ausführung der Erfindung der ausgelenkten Form der Ventilscheibe 24 in der Offenstellung besser angepaßt, was kurze Öffnungs- und Schließbewegungen unter sonst gleichen Verhältnissen begünstigt (vgl. Doppelpfeil 30 in Fig. 4). Durch diese Ausbildung der Anlagefläche 28′ wird auch ein schlagfreies Anlegen der Ventilscheibe 24 daran begünstigt, insbesondere auch bei einer nur teilweisen Ventilöffnung.

Bei kreisscheibenförmiger Ausbildung der Ventilscheibe 24 mit zentraler Halterung mittels eines Zapfens 35 oder eines Nietes, insbesondere wie in Fig. 5 dargestellt, entspricht die gekrümmte Anlagefläche 28′ gemäß Fig. 4 etwa einem Abschnitt einer Kugeloberfläche.

Die kreisscheibenförmige Ausbildung der Ventilscheibe 24 trägt auch dazu bei, unnötig zu bewegende Massen zu vermeiden.

Das in Fig. 1 auf der linken Seite erkennbare, im ganzen mit 140 bezeichnete Auslaßventil ist analog dem vorbeschriebenen Einlaßventil 22 ausgebildet mit der Maßgabe, daß in der Schließstellung des Auslaßventils 140 dessen Ventilscheibe 24a die Ableitungen 23a vom Pumpraum 13 zum Auslaßventil an der entsprechenden Ventilfläche 25a abdecken. Beim Auslaßventil 140 ist entsprechend auch die Ausnehmung 11a für die Ventilöffnungs-Bewegung im Abschlußdeckel 6 untergebracht. Von dort führen Auslaßventil-Kanäle 21a zu einer Auslaßbohrung 20a. Für die Arbeitsweise des Auslaßventils 140 und der zugehörigen Ventilscheibe 24a sowie ggf. einer Unterstützungsscheibe 46 gilt analog das vorstehend in Verbindung mit dem Einlaßventil 22 Beschriebene.

Besonders vorteilhaft bei der Pumpe 1 ist, daß sich Einzelmerkmale wie die Anpassung der Unterstützungsfläche 40 für die Ventile 22, 140 und ggf. die Krümmung der Anlagefläche 28′ bzw. 28a, die Ausbildung der Unterstützungsscheibe 46 aus einem feder-elastischem Werkstoff, der der Biegefläche der Ventilscheibe 24 bzw. 24a angepaßte Krümmungsverlauf der Anlagefläche 28′ bzw. die Abstimmung der Masse der Ventilscheibe 24 bzw. 24a einerseits auf die Drehzahl der Pumpe 1 andererseits einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander verstärken, insbesondere im Sinne einer Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades der Pumpe 1, aber auch in Richtung einer Verminderung der Geräuscherzeugung und des Verschleißes der Ventile 22 bzw. 22a bzw. 140.

Die Zuleitungen 23, die im Zwischendeckel 4 vom Einlaßventil 22 zum Pumpraum 13 bzw. die entsprechenden Zuleitungen 23a, die von diesem Pumpraum 13 zum Auslaßventil 140 führen, können z. B. von einer Anzahl von Bohrungen gebildet sein, deren Mittellängsachsen - in Aufsicht auf den Zwischendeckel 4 gesehen - auf einem Kreis liegen. Eine solche Zuleitung 23 oder 23a kann aber auch durch einen Ringkanal gebildet sein, dessen Kern 39 (Fig. 4) über (nicht gezeichnete) Stege mit dem Zwischendeckel 4 in Verbindung steht. Analoges gilt für die Ausbildung der Einlaßventilkanäle 21 beim Einlaßventil 22 bzw. für die entsprechenden Auslaßkanäle 21a beim Auslaßventil 140 oder die Zuleitungen 123 beim Ventil 122 (Fig. 6).

Claims (9)

1. Pumpe, vorzugsweise Membranpumpe (1), mit vom Fördermedium gesteuerten, im Pumpenkopf (5) untergebrachten Ventilen (22), die in Schließstellung an je einer Ventildichtfläche (25) des Pumpenkopfes anliegen sowie in Offenstellung in einer Ausnehmung (11) für die Ventilöffnungsbewegung ausweichen, wobei wenigstens ein Ventil (22) eine separate, etwa kreisscheibenförmige Ventilscheibe (24) aufweist, deren Mittelbereich auf einer etwa kreisflächenförmigen Unterstützungsfläche fest eingespannt aufliegt sowie etwa zentral zu der zugehörigen Dichtfläche (25) des Pumpenkopfes (5) festgelegt ist, wobei sich beim Öffnen des Ventils die Ventilscheibe (24) mit ihrem Seitenrand in die zugehörige Ausnehmung (11) für die Ventilöffnungsbewegung auslenkt, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung (r) der Unterstützungsfläche (40) der Ventilscheibe (24) derart gewählt ist, daß diese Ventilscheibe (24) im Pumpenbetrieb bei der durch die Pumpe (1) vorgegebenen Drehzahl in Bewegungsresonanz zur Drehzahl der Pumpe gebracht wird.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der radialen Erstreckung (r) die Ober- oder Unterseite einer auswechselbaren Unterstützungsscheibe (46) vorgesehen ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsscheibe (46) aus einem feder-elastischen Werkstoff besteht und so im Pumpenkopf (5a) angebracht ist, daß ihr Randbereich bei der Öffnungsbewegung der zugehörigen Ventilscheibe (24) etwas federnd nachgibt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich wenigstens einer Ventil- und/oder Unterstützungsscheibe (24, 46) etwa zentral zu der zugehörigen Ventil-Dichtfläche (25) des Pumpenkopfes (5) festgelegt ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei wenigstens einem Ventil (22) der Randbereich der Ventilscheibe 24 - von deren Zentralbereich (29) zu ihrem Randbereich hin gesehen - radial nach außen zunehmend mehr auslenkt (öffnet).

36. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich (29) der Ventilscheibe (24) mittels eines Zapfens (35) oder dergleichen zentriert ist, der eine zentrale Lochung 34 der Ventilscheibe (24) durchsetzt.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß - radial auswärts der Unterstützungsfläche (40) für wenigstens eine Ventilscheibe (24) - die radiale Fortsetzung der Unterstützungsfläche (28′) in der Ausnehmung 11 als im Querschnittsprofil gekrümmte Anlagefläche für die in der Ventil-Öffnungsstellung gekrümmte Ventilscheibe (24′) ausgebildet ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Ventil-Anlagefläche (28, 28′) der Biegefläche der zugehörigen Ventilscheibe (24, 24′) in der Öffnungsstellung angepaßt ist.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der Unterstützungsscheibe (46) etwas größer ist als der Durchmesser (d2) der Auflagefläche (47) für die Unterstützungsscheibe im Bereich der Ausnehmung (11) des Pumpenkopfes (5, 5a).