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EP0280745A1 - Piston diaphragm pump - Google Patents

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Publication number
EP0280745A1
EP0280745A1 EP87102867A EP87102867A EP0280745A1 EP 0280745 A1 EP0280745 A1 EP 0280745A1 EP 87102867 A EP87102867 A EP 87102867A EP 87102867 A EP87102867 A EP 87102867A EP 0280745 A1 EP0280745 A1 EP 0280745A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
valve body
diaphragm pump
valve seat
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP87102867A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0280745B1 (en
Inventor
Dirk Petersen
Peter Wente
Rüdiger Bräuer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BRAN and LUEBBE
SPX Flow Technology Germany GmbH
Original Assignee
BRAN and LUEBBE
Bran und Luebbe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BRAN and LUEBBE, Bran und Luebbe GmbH filed Critical BRAN and LUEBBE
Priority to DE8787102867T priority Critical patent/DE3771065D1/en
Priority to ES87102867T priority patent/ES2022824B3/en
Priority to EP87102867A priority patent/EP0280745B1/en
Priority to US07/035,904 priority patent/US4773831A/en
Publication of EP0280745A1 publication Critical patent/EP0280745A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0280745B1 publication Critical patent/EP0280745B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • F04B43/067—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston

Definitions

  • the invention relates to a piston diaphragm pump, with a housing, a delivery chamber arranged therein, a piston working chamber separated from it by at least one sealingly clamped membrane, filled with hydraulic fluid in the operating state, a piston sealingly guided therein for alternating stroke deflection of the membrane, one via at least one valve storage space for hydraulic fluid connected to the piston working space and possibly devices for adjusting the delivery rate.
  • a bore parallel to the cylindrical piston working space is provided in the housing, which communicates with the diaphragm chamber via a connecting channel and is connected to the storage space at an axial distance therefrom.
  • a sleeve sealed on its circumference by three ring seals with a concentric bore is axially adjustable, in which a slide rod connected to the piston via a lost motion connection is guided for common movement, which briefly communicates an opening of the sleeve that communicates with the connecting channel during the suction stroke releases in front of the rear dead center position of the piston and thereby connects the piston working space filled with hydraulic fluid to the gear housing, which is under external pressure and serves as a storage space.
  • the slide rod which is laterally offset and connected to the piston and which slides in the sleeve, does not provide a reliable seal, different leakages occur depending on the operating temperature, the viscosity of the hydraulic fluid and the differential pressure between the working chamber and the storage chamber, which affect the delivery accuracy of the diaphragm pump.
  • three seals are required on the sleeve which is designed to be displaceable for adjusting the delivery flow, two of which are each dynamically loaded by the pressure pulsating between the suction stroke and the pressure stroke.
  • the object of the invention was to create a piston diaphragm pump of the type mentioned, which avoids undesirable leakages with a simple, inexpensive construction and enables a higher dosing accuracy.
  • the piston diaphragm pump of the type mentioned is equipped according to the invention with the features of claim 1.
  • the piston diaphragm pump designed in this way can be manufactured with less effort due to its simple construction, requires a minimum of seals and, because of the coaxial arrangement of the piston, valve seat, valve body and guide, allows low-wear operation with a much better seal without impairing the flow rate setting.
  • the latter will move when the piston moves during the suction stroke if the piston falls below a predetermined distance from its rear dead center position is lifted from the valve seat, thereby creating a direct connection between the piston working space and the storage space for hydraulic fluid, so that the further movement of the piston into its rear dead center position does not cause any further deflection of the diaphragm.
  • the guide sleeve for example by means of a threaded sleeve provided with an adjustment button, the delivery flow of the piston diaphragm pump can be adjusted continuously, for example between 100% and 25%.
  • a displacement projection projecting into the central bore of the piston is provided on the valve body, which forms an annular gap together with the wall of the bore during the closing or opening of the valve body, a stable starting position of the membrane on the contact surface facing away from the delivery chamber is ensured.
  • the piston diaphragm pump shown in FIG. 1 has an engine housing 1 connected to the pump housing 9 with a worm wheel 3 rotatably mounted therein and drivable via a worm shaft 2 with an eccentric 4.
  • the piston 10 carries a cross head 7, which is connected via a cross head pin 6 to a connecting rod 5 comprising the eccentric 4. In this way, the rotary movement of the worm shaft 2 is converted into a reciprocating movement of the piston 10.
  • the piston 10 has a valve seat 13 arranged centrally in its end face 12 and a central bore 25.
  • a housing cover 22 is detachably fastened by threaded bolts.
  • a membrane 23 is clamped hermetically with its peripheral edge between the pump housing 9 and the housing cover 22.
  • the membrane separates a delivery chamber 21, which is provided in a conventional manner with inlet and outlet channels, not shown, from the piston working space 20, which comprises the cylinder space 20d adjoining the end face 12 of the piston 10 and the membrane chamber 20c communicating with it via a transverse channel 20a and an annular gap 20b .
  • the membrane 23 rests on a support plate 31 held in the pump housing 9 by means of a guide pin 31a.
  • a threaded spindle 15 is screwed into a bore 9a, which runs coaxially to the cylinder space 20d and is provided with an internal thread 9b, and which is connected at its end protruding from the pump housing 9 to an adjusting knob 14 for common rotation.
  • the threaded spindle 15 has at its end facing the piston 10 a central blind bore in which a guide sleeve 17 is fixed.
  • a valve rod 18 is slidably guided, which carries at its end facing the piston 10 a valve body 19 which is pressed by a helical spring 16 sealingly against the valve seat 13 of the piston 10.
  • a stop projection 24 is attached, which by engagement with the end surface facing away from the piston 10 17a of the guide sleeve 17 limits the displacement of the valve rod 18 and the valve body 19 in the direction of the piston 10.
  • the valve body 19 carries in its closed position projecting into the bore 25, provided with a chamfer 29 cylindrical or slightly conical displacement projection 28, which forms an annular gap 30 with the surrounding wall of the bore 25 during the opening and closing movement of the valve body 19.
  • This annular gap always displaces hydraulic fluid from the piston working space 20 into the engine space 27 serving as a storage space, depending on the pressure in the piston working space 20, and thus ensures a stable, reproducible initial position of the membrane 23 on the support plate 31.
  • At least one connecting channel 26 is provided in the crosshead 7.
  • the piston 10 then moves forward in the subsequent pressure stroke from its rear dead center position HT, it rests with the valve seat 13 in a sealing manner against the valve body 19 and then moves the valve body 19 against the force of the helical compression spring 16 while moving the valve rod 18 backwards in the direction of the Guide sleeve 17 with in the direction of its front dead center position VT, so that the valve body 19th during the main part of the pressure stroke sealingly against the valve seat 13.
  • the guide sleeve 17 can e.g. 4 so that the stop protrusion 24 comes into contact with the piston 10 on the stop surface 17a of the guide sleeve 17 after a relatively slight movement of the valve body 19 during the suction stroke and thus the valve body 19 is lifted off the valve seat 13 causes.
  • the piston working space 20 is thus connected to the engine space 27.
  • the valve body closes during the pressure stroke only after the piston 10 has already completed the greater part of its forward movement, so that the part of the piston stroke which determines the flow rate only makes up 25% of the maximum flow rate effected when the guide sleeve 17 according to FIG. 2 is in position.
  • the guide sleeve 17 can be adjusted to any intermediate position in order to regulate the flow accordingly.
  • the piston diaphragm pump explained above on the basis of a preferred embodiment requires only a single seal 32 on the threaded spindle 15 and enables the flow rate to be adjusted continuously without additional adjustment of the piston stroke, with the valve body 19 being arranged coaxially with the piston 10.
  • the piston diaphragm pump described can be modified by the person skilled in the art in various ways depending on the requirements, provided that the coaxial arrangement of the piston, valve seat and valve body is retained.

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Abstract

Eine Kolbenmembranpumpe mit einem in einem Kolbenarbeitsraum 20d dichtend verschiebbaren Kolben 10 zur alternierenden Hubauslen­kung einer den Kolbenarbeitsraum 20d von einer Förderkammer 21 trennenden Membran 23, einer im Kolben 10 angeordneten, mit einem Ventilsitz 13 versehenen zentrischen Bohrung 25 zur Ver­bindung des Kolbenarbeitsraums 20d mit einem Vorratsraum 27 für Hydraulikflüssigkeit, einem zum Ventilsitz 13 koaxial verschieb­bar geführten, gegen diesen dichtend angedrückten Ventilkörper 19 und eine diesen bei Unterschreitung eines vorbestimmten axi­alen Abstands des Kolbens 10 von seinem hinteren Totpunkt vom Ventilsitz 13 abhebenden Anschlagvorrichtung 24.

Figure imgaf001
A piston diaphragm pump with a piston 10 sealingly displaceable in a piston working space 20d for alternating stroke deflection of a membrane 23 separating the piston working space 20d from a delivery chamber 21, a central bore 25 arranged in the piston 10 and provided with a valve seat 13 for connecting the piston working space 20d to a storage space 27 for hydraulic fluid, a valve body 19 guided coaxially displaceably to the valve seat 13 and pressed against it in a sealing manner, and a stop device 24 lifting it off from the valve seat 13 when the piston 10 falls below a predetermined axial distance from its rear dead center.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenmembranpumpe, mit einem Ge­häuse, einer darin angeordneten Förderkammer, einem von dieser durch mindestens eine dichtend eingespannte Membran abgetrenn­ten, im Betriebszustand mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Kolbenarbeitsraum, einem darin dichtend verschiebbar geführten Kolben zur alternierenden Hubauslenkung der Membran, einem über mindestens ein Ventil mit dem Kolbenarbeitsraum verbunde­nen Vorratsraum für Hydraulikflüssigkeit sowie gegebenenfalls Vorrichtungen zum Verstellen der Fördermenge.The invention relates to a piston diaphragm pump, with a housing, a delivery chamber arranged therein, a piston working chamber separated from it by at least one sealingly clamped membrane, filled with hydraulic fluid in the operating state, a piston sealingly guided therein for alternating stroke deflection of the membrane, one via at least one valve storage space for hydraulic fluid connected to the piston working space and possibly devices for adjusting the delivery rate.

Bei der aus der DE-AS 14 53 579 bekannten Membranpumpe dieser Art ist im Gehäuse eine zum Zylindrischen Kolbenarbeitsraum parallele Bohrung vorgesehen, die über einen Verbindungskanal mit der Membrankammer kommuniziert und in axialem Abstand von diesem mit dem Vorratsraum verbunden ist. In der Bohrung ist eine an ihrem Umfang durch drei Ringdichtungen abgedich­tete Hülse mit einer konzentrischen Bohrung axial verstellbar, in welcher eine mit dem Kolben über eine Totgangverbindung verbundene Schieberstange zu gemeinsamer Bewegung geführt ist, die eine mit dem Verbindungskanal kommunizierende Öffnung der Hülse jeweils beim Saughub kurz vor der hinteren Totpunktlage des Kolbens freigibt und dadurch den mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Kolbenarbeitsraum mit dem unter Außendruck stehenden, als Vorratsraum dienenden Getriebegehäuse verbindet.In the diaphragm pump of this type known from DE-AS 14 53 579, a bore parallel to the cylindrical piston working space is provided in the housing, which communicates with the diaphragm chamber via a connecting channel and is connected to the storage space at an axial distance therefrom. In the bore, a sleeve sealed on its circumference by three ring seals with a concentric bore is axially adjustable, in which a slide rod connected to the piston via a lost motion connection is guided for common movement, which briefly communicates an opening of the sleeve that communicates with the connecting channel during the suction stroke releases in front of the rear dead center position of the piston and thereby connects the piston working space filled with hydraulic fluid to the gear housing, which is under external pressure and serves as a storage space.

Da jedoch die mit dem Kolben seitlich versetzt verbundene, in der Hülse metallisch gleitende Schieberstange nicht dauer­haft zuverlässig abdichtet, treten in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur, der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit und dem Differenzdruck zwischen Arbeitsraum und Vorratsraum unterschiedliche Leckagen auf, welche die Fördergenauigkeit der Membranpumpe beeinträchtigen. Darüber hinaus sind an der zur Verstellung des Förderstromes verschiebbar ausge­bildeten Hülse drei Dichtungen erforderlich, von denen zwei jeweils dynamisch durch den zwischen dem Saughub und dem Druckhub pulsierenden Druck belastet werden.However, since the slide rod, which is laterally offset and connected to the piston and which slides in the sleeve, does not provide a reliable seal, different leakages occur depending on the operating temperature, the viscosity of the hydraulic fluid and the differential pressure between the working chamber and the storage chamber, which affect the delivery accuracy of the diaphragm pump. In addition, three seals are required on the sleeve which is designed to be displaceable for adjusting the delivery flow, two of which are each dynamically loaded by the pressure pulsating between the suction stroke and the pressure stroke.

Aufgabe der Erfindung war es nun, eine Kolbenmembranpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher, unauf­wendig zu fertigender Konstruktion unerwünschte Leckagen vermeidet und eine höhere Dosiergenauigkeit ermöglicht.The object of the invention was to create a piston diaphragm pump of the type mentioned, which avoids undesirable leakages with a simple, inexpensive construction and enables a higher dosing accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgage ist die Kolbenmembranpumpe der ein­gangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Pa­tentanspruches 1 ausgestattet.To solve this charge, the piston diaphragm pump of the type mentioned is equipped according to the invention with the features of claim 1.

Die so ausgestaltete Kolbenmembranpumpe ist wegen ihres einfa­chen Aufbaus mit geringerem Aufwand herzustellen, kommt mit einem Minimum an Dichtungen aus und gestattet wegen der koaxi­alen Anordnung von Kolben, Ventilsitz, Ventilkörper und Füh­rung einen verschleißarmen Betrieb mit wesentlich besserer Abdichtung ohne Beeinträchtigung der Förderstromeinstellung.The piston diaphragm pump designed in this way can be manufactured with less effort due to its simple construction, requires a minimum of seals and, because of the coaxial arrangement of the piston, valve seat, valve body and guide, allows low-wear operation with a much better seal without impairing the flow rate setting.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Kolbenmembranpumpe sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.Advantageous further developments of the piston diaphragm pump are described in subclaims 2 to 10.

Je nach der Bemessung bzw. der Einstellung der Anschlagvor­richtung relativ zur Führung des Ventilkörpers wird dieser bei der Bewegung des Kolbens jeweils während des Saughubes bei Unterschreitung eines vorbestimmten Abstandes des Kolbens von seiner hinteren Totpunktlage vom Ventilsitz abgehoben und da­durch eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Kolbenarbeits­raum und dem Vorratsraum für Hyraulikflüssigkeit geschaffen, so daß die Weiterbewegung des Kolbens bis in seine hintere Totpunktlage keine weitere Auslenkung der Membran bewirkt. Durch Verstellung der Führungshülse, beispielsweise mittels einer mit einem Einstellknopf versehenen Gewindehülse, kann der Förderstrom der Kolbenmembranpumpe beispielsweise zwischen 100% und 25% stufenlos verstellt werden. Wenn am Ventilkörper ein in die zentrische Bohrung des Kolbens hineinragender Ver­drängungsvorsprung vorgesehen ist, der während des Schließens bzw. des Öffnens des Ventilkörpers zusammen mit der Wandung der Bohrung einen Ringspalt bildet, wird eine stabile Ausgangs­lage der Membran an der von der Förderkammer abgewandten An­lagefläche sichergestellt.Depending on the dimensioning or the setting of the stop device relative to the guidance of the valve body, the latter will move when the piston moves during the suction stroke if the piston falls below a predetermined distance from its rear dead center position is lifted from the valve seat, thereby creating a direct connection between the piston working space and the storage space for hydraulic fluid, so that the further movement of the piston into its rear dead center position does not cause any further deflection of the diaphragm. By adjusting the guide sleeve, for example by means of a threaded sleeve provided with an adjustment button, the delivery flow of the piston diaphragm pump can be adjusted continuously, for example between 100% and 25%. If a displacement projection projecting into the central bore of the piston is provided on the valve body, which forms an annular gap together with the wall of the bore during the closing or opening of the valve body, a stable starting position of the membrane on the contact surface facing away from the delivery chamber is ensured.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Kolben­membranpumpe unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kolbenmembranpumpe,
  • Fig. 2 einen schematischen Teillängsschnitt der Kolbenmem­branpumpe gemäß Fig. 1 in der vorderen Totpunktlage des Kolbens,
  • Fig. 3 einen schematischen Teillängsschnitt der Kolben­membranpumpe gemäß Fig. 1 in der hinteren Tot­punktlage des Kolbens und
  • Fig. 4 einen schematischen Teillängsschnitt der Kolben­membranpumpe gemäß Fig. 1 in der hinteren Tot­punktlage des Kolbens bei auf 25% des maximalen För­derstroms eingestellter Lage der Führungshülse.
In the following, a preferred embodiment of the piston diaphragm pump is further explained with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 shows a longitudinal section through the piston diaphragm pump,
  • 2 shows a schematic partial longitudinal section of the piston diaphragm pump according to FIG. 1 in the front dead center position of the piston,
  • Fig. 3 is a schematic partial longitudinal section of the piston diaphragm pump of FIG. 1 in the rear dead center position of the piston and
  • 4 shows a schematic partial longitudinal section of the piston diaphragm pump according to FIG. 1 in the rear dead center position of the piston with the guide sleeve set to 25% of the maximum delivery flow.

Die in Fig. 1 dargestellte Kolbenmembranpumpe besitzt ein mit dem Pumpengehäuse 9 verbundenes Triebwerksgehäuse 1 mit einem darin drehbar gelagerten, über eine Schneckenwelle 2 antreib­baren Schneckenrad 3 mit einem Exzenter 4. In einem Zylinder­raum 20d des Pumpengehäuses ist ein mit einer Dichtung 11 ver­ sehener Kolben 10 axial verschiebbar geführt. Der Kolben 10 trägt einen Kreuzkopf 7, der über einen Kreuzkopfbolzen 6 mit einem den Exzenter 4 umfassenden Pleuel 5 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Drehbewegung der Schneckenwelle 2 in eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 10 über­führt.The piston diaphragm pump shown in FIG. 1 has an engine housing 1 connected to the pump housing 9 with a worm wheel 3 rotatably mounted therein and drivable via a worm shaft 2 with an eccentric 4. In a cylinder space 20d of the pump housing there is a seal 11 seen piston 10 guided axially. The piston 10 carries a cross head 7, which is connected via a cross head pin 6 to a connecting rod 5 comprising the eccentric 4. In this way, the rotary movement of the worm shaft 2 is converted into a reciprocating movement of the piston 10.

Der Kolben 10 weist einen in seiner Stirnfläche 12 zentrisch angeordneten Ventilsitz 13 und eine zentrische Bohrung 25 auf. An einer Seite des Pumpengehäuses 9 ist ein Gehäusedek­kel 22 durch Gewindebolzen lösbar befestigt. Zwischen dem Pumpengehäuse 9 und dem Gehäusedeckel 22 ist eine Membran 23 mit ihrem Umfangsrand hermetisch abdichtend eingespannt. Die Membran trennt eine in herkömmlicher Weise mit nicht darge­stellten Einlaß- und Auslaßkanälen versehene Förderkammer 21 vom Kolbenarbeitsraum 20 ab, welcher den an die Stirnfläche 12 des Kolbens 10 angrenzenden Zylinderraum 20d und die mit diesem über einen Querkanal 20a und einen Ringspalt 20b kommunizierende Membrankammer 20c umfaßt. Beim Saughub legt sich die Membran 23 an eine mittels eines Führungsstiftes 31a im Pumpengehäuse 9 gehalterte Stützplatte 31 an.The piston 10 has a valve seat 13 arranged centrally in its end face 12 and a central bore 25. On one side of the pump housing 9, a housing cover 22 is detachably fastened by threaded bolts. A membrane 23 is clamped hermetically with its peripheral edge between the pump housing 9 and the housing cover 22. The membrane separates a delivery chamber 21, which is provided in a conventional manner with inlet and outlet channels, not shown, from the piston working space 20, which comprises the cylinder space 20d adjoining the end face 12 of the piston 10 and the membrane chamber 20c communicating with it via a transverse channel 20a and an annular gap 20b . During the suction stroke, the membrane 23 rests on a support plate 31 held in the pump housing 9 by means of a guide pin 31a.

In eine im Pumpengehäuse 9 koaxial zum Zylinderraum 20d ver­laufende, mit einem Innengewinde 9b versehene Bohrung 9a ist eine Gewindespindel 15 eingeschraubt, die an ihrem aus dem Pumpengehäuse 9 herausragenden Ende mit einem Einstellknopf 14 zu gemeinsamer Drehung verbunden ist. Die Gewindespindel 15 weist an ihrem dem Kolben 10 zugewandten Ende, eine zen­trische Sackbohrung auf, in der eine Führungshülse 17 fest­gelegt ist. In dieser ist eine Ventilstange 18 verschiebbar geführt, die an ihrem dem Kolben 10 zugewandten Ende einen Ventilkörper 19 trägt, der durch eine Schraubenfeder 16 dichtend gegen den Ventilsitz 13 des Kolbens 10 angedrückt wird. An dem vom Ventilkörper 19 entfernten Ende der Ventil­stange 18 ist ein Anschlagvorsprung 24 angebracht, welcher durch Eingriff mit der vom Kolben 10 abgewandten Endfläche 17a der Führungshülse 17 die Verschiebung der Ventilstange 18 und des Ventilkörpers 19 in Richtung zum Kolben 10 hin be­grenzt. Der Ventilkörper 19 trägt einen in seiner Schließstel­lung in die Bohrung 25 hingeinragenden, mit einer Fase 29 ver­sehenen zylindrischen oder leicht konischen Verdrängungsvor­sprung 28, der während der Öffnungs- und Schließbewegung des Ventilkörpers 19 mit der umgebenden Wandung der Bohrung 25 einen Ringspalt 30 bildet. Durch diesen Ringspalt wird im Druckhub in Abhängigkeit vom Druck im Kolbenarbeitsraum 20 stets Hydraulikflüssigkeit aus dem Kolbenarbeitsraum 20 in den als Vorratsraum dienenden Triebwerksraum 27 verdrängt und somit eine stabile, reproduzierbare Ausgangslage der Membran 23 an der Stützplatte 31 sichergestellt. Im Kreuzkopf 7 ist mindestens ein Verbindungskanal 26 vorgesehen.A threaded spindle 15 is screwed into a bore 9a, which runs coaxially to the cylinder space 20d and is provided with an internal thread 9b, and which is connected at its end protruding from the pump housing 9 to an adjusting knob 14 for common rotation. The threaded spindle 15 has at its end facing the piston 10 a central blind bore in which a guide sleeve 17 is fixed. In this a valve rod 18 is slidably guided, which carries at its end facing the piston 10 a valve body 19 which is pressed by a helical spring 16 sealingly against the valve seat 13 of the piston 10. At the end of the valve rod 18 remote from the valve body 19, a stop projection 24 is attached, which by engagement with the end surface facing away from the piston 10 17a of the guide sleeve 17 limits the displacement of the valve rod 18 and the valve body 19 in the direction of the piston 10. The valve body 19 carries in its closed position projecting into the bore 25, provided with a chamfer 29 cylindrical or slightly conical displacement projection 28, which forms an annular gap 30 with the surrounding wall of the bore 25 during the opening and closing movement of the valve body 19. This annular gap always displaces hydraulic fluid from the piston working space 20 into the engine space 27 serving as a storage space, depending on the pressure in the piston working space 20, and thus ensures a stable, reproducible initial position of the membrane 23 on the support plate 31. At least one connecting channel 26 is provided in the crosshead 7.

Wenn sich der Kolben 10 beim Saughub aus seiner in Fig. 2 dargestellten vorderen Totpunktlage VT zurückbewegt, wird der Ventilkörper 19 durch die Schrauben druckfeder 16 zunächst in seiner dichtend gegen den Ventilsitz 13 anliegenden Stellung gehalten und folgt so unter Verschiebung der Ventilstange 18 in der Führungshülse 17 der Bewegung des Kolbens 10, bis der Anschlagvorsprung 24 der Ventilstange 18 nach seinem maximalen Hub HV an die rückwärtige Anschlagfläche 17a der Führungshülse 17 anschlägt. In dieser noch vor dem Ende des vollen Kolbenhubes HK erreichten in Fig. 3 dargestellten Stellung kurz vor der hinteren Totpunktlage HT des Kolbens 10 wird dann der Ventilkörper 19 an einer dem Kolben 10 weiter folgenden Mitbewegung gehindert und vom Ventilsitz 13 abgehoben, wodurch der Zylinderraum 20 d über den zwischen dem Verdrängungs­vorsprung 28 und dem Ventilsitz 13 bzw. der Umfangswand der Bohrung 25 gebildeten Ringspalt 30 sowie die Bohrung 25 mit dem als Vorratsraum dienenden Triebwerksraum 27 verbunden ist. Wenn sich der Kolben 10 dann im anschließenden Druckhub aus seiner hinteren Totpunktlage HT vorwärts bewegt, legt er sich mit dem Ventilsitz 13 wieder dichtend gegen den Ventilkörper 19 an und bewegt dann den Ventilkörper 19 gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 16 unter Rückwärtsverschiebung der Ventilstange 18 in der Führungshülse 17 mit in Richtung auf seine vordere Totpunktlage VT, so daß der Ventilkörper 19 während des Hauptteiles des Druckhubes dichtend gegen den Ventilsitz 13 anliegt.When the piston 10 moves back from its front dead center position VT shown in FIG. 2 during the suction stroke, the valve body 19 is initially held in its sealing contact against the valve seat 13 by the compression spring 16 and thus follows with displacement of the valve rod 18 in the guide sleeve 17 of the movement of the piston 10 until the stop projection 24 of the valve rod 18 strikes the rear stop surface 17a of the guide sleeve 17 after its maximum stroke HV. In this before the end of the full piston stroke H K position shown 3 reached in Fig. Shortly before the rear dead center HT of the piston 10 is then the valve body 19 at a piston prevented from further following 10 associated movement and is lifted from the valve seat 13, whereby the cylinder space 20 d is connected via the annular gap 30 formed between the displacement projection 28 and the valve seat 13 or the peripheral wall of the bore 25 and the bore 25 to the engine compartment 27 serving as a storage space. If the piston 10 then moves forward in the subsequent pressure stroke from its rear dead center position HT, it rests with the valve seat 13 in a sealing manner against the valve body 19 and then moves the valve body 19 against the force of the helical compression spring 16 while moving the valve rod 18 backwards in the direction of the Guide sleeve 17 with in the direction of its front dead center position VT, so that the valve body 19th during the main part of the pressure stroke sealingly against the valve seat 13.

Durch Verdrehen der Gewindespindel 15 mittels des Einstell­knopfes 14 kann die Führungshülse 17 z.B. in die in Fig. 4 dargestellte Stellung verschoben werden, so daß der Anschlag­vorsprung 24 beim Saughub schon nach relativ geringer Mitbewegung des Ventilkörpers 19 mit dem Kolben 10 an der Anschlagfläche 17a der Führungshülse 17 zur Anlage kommt und damit ein Abheben des Ventilkörpers 19 vom Ventilsitz 13 bewirkt. Während des folgenden folgenden, größeren Teiles des Saughubes ist damit der Kolben­arbeitsraum 20 mit dem Triebwerksraum 27 verbunden. Der Ventil­körper schließt während des Druckhubes erst, nachdem der Kolben 10 bereits den größeren Teil seiner Vorwärtsbewegung hinter sich hat, so daß der den Förderstrom bestimmende Teil des Kolbenhubes nur 25 % des bei der Stellung der Führungshülse 17 nach Fig. 2 bewirkten maximalen Förderstromes ausmacht. Selbstverständlich kann die Führungshülse 17 je nach den Anforderungen auf jede beliebige Zwischenstellung eingestellt werden, um den Förderstrom entsprechend zu regulieren.By turning the threaded spindle 15 by means of the adjusting knob 14, the guide sleeve 17 can e.g. 4 so that the stop protrusion 24 comes into contact with the piston 10 on the stop surface 17a of the guide sleeve 17 after a relatively slight movement of the valve body 19 during the suction stroke and thus the valve body 19 is lifted off the valve seat 13 causes. During the following subsequent, larger part of the suction stroke, the piston working space 20 is thus connected to the engine space 27. The valve body closes during the pressure stroke only after the piston 10 has already completed the greater part of its forward movement, so that the part of the piston stroke which determines the flow rate only makes up 25% of the maximum flow rate effected when the guide sleeve 17 according to FIG. 2 is in position. Of course, depending on the requirements, the guide sleeve 17 can be adjusted to any intermediate position in order to regulate the flow accordingly.

Die vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläuterte Kolbenmembranpumpe benötigt außer der Dichtung 11 des Kolbens 10 nur eine einzige Dichtung 32 an der Gewindespindel 15, ermöglicht ohne zusätzliche Verstellung des Kolbenhubes eine stufenlose Ver­stellung des Förderstromes, wobei wegen der zum Kolben 10 koaxialen Anordnung von Ventilkörper 19, Ventilstange 18 und Führungshülse 17 unabhängig von der Betriebstemperatur, den Viskositätseigen­schaften der Hydraulikflüssigkeit und dem jeweiligen Druck im Kolbenarbeitsraum 20 eine zuverlässige verschleißarme Abdichtung ohne unerwünschte Leckagen und damit eine verbesserte Dosiergenau­igkeit erzielt wird. Die beschriebene Kolbenmembranpumpe kann vom Fachmann je nach den Anforderungen in verschiedener Weise zweckentsprechend abgewandelt werden, sofern dabei die koaxiale Anordnung von Kolben, Ventilsitz und Ventilkörper erhalten bleibt.In addition to the seal 11 of the piston 10, the piston diaphragm pump explained above on the basis of a preferred embodiment requires only a single seal 32 on the threaded spindle 15 and enables the flow rate to be adjusted continuously without additional adjustment of the piston stroke, with the valve body 19 being arranged coaxially with the piston 10. Valve rod 18 and guide sleeve 17, regardless of the operating temperature, the viscosity properties of the hydraulic fluid and the respective pressure in the piston work chamber 20, a reliable, low-wear seal without undesirable leakages and thus improved metering accuracy is achieved. The piston diaphragm pump described can be modified by the person skilled in the art in various ways depending on the requirements, provided that the coaxial arrangement of the piston, valve seat and valve body is retained.

Claims (10)

1. Kolbenmembranpumpe, mit einem Gehäuse, einer darin angeord­neten Förderkammer, einem von dieser durch mindestens eine dichtend eingespannte Membran abgetrennten, im Betriebszustand mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Kolbenarbeitsraum, einem darin dichtend verschiebbar geführten Kolben zur alternierenden Hubauslenkung der Membran, einem über mindestens ein Ventil mit dem Kolbenarbeitsraum verbundenen Vorratsraum für Hydraulik­flüssigkeit sowie gegebenenfalls Vorrichtungen zum Verstellen der Fördermenge,
gekennzeichnet durch: a) eine im Kolben (10) angeordnete, mit einem Ventilsitz (13) versehene zentrische Bohrung (25) zur Verbindung des Kolben­arbeitsraumes (20) mit dem Vorratsraum (27) (b) einem mit dem Ventilsitz (13) zusammenwirkenden, zu diesem koaxial verschiebbar geführten Ventilkörper (19) c) eine Vorrichtung (16) zum dichtenden Andrücken des Ventilkörpers (19) an den Ventilsitz (13) und d) eine den Ventilkörper (19) bei Unterschreitung eines vorbestimmten axialen Abstandes des Kolbens (10) von seinem hinteren Totpunkt vom Ventilsitz (13) des Kolbens (10) abhebende Anschlagvorrichtung (24). 1.Piston diaphragm pump, with a housing, a delivery chamber arranged in it, a piston working chamber separated from it by at least one sealingly clamped membrane, filled with hydraulic fluid in the operating state, a piston sealingly guided therein for alternating stroke deflection of the membrane, one via at least one valve with the Piston work space connected storage space for hydraulic fluid and possibly devices for adjusting the delivery rate,
marked by: a) a central bore (25) arranged in the piston (10) and provided with a valve seat (13) for connecting the piston working chamber (20) to the storage chamber (27) (b) a valve body (19) which cooperates with the valve seat (13) and is guided coaxially displaceably thereto c) a device (16) for sealingly pressing the valve body (19) against the valve seat (13) and d) a stop device (24) lifting the valve body (19) when the piston (10) is less than a predetermined axial distance from its rear dead center from the valve seat (13) of the piston (10). 2. Kolbenmembranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (19) auf der vom Kolben (10) abgewandten Seite eine zu diesem koaxiale Ventilstange (18) aufweist, die in einer im Gehäuse (g) zur Längsachse des Kolbens (10) koaxial angeordneten Führungshülse (17) begrenzt axial verschiebbar geführt ist.2. Piston diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the valve body (19) on the side facing away from the piston (10) has a coaxial valve rod (18) which in a in the housing (g) to the longitudinal axis of the piston (10) coaxially arranged guide sleeve (17) is guided axially displaceable to a limited extent. 3. Kolbenmembranpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (18) einen mit einer vom Ventilkörper abgewandten Fläche der Führungshülse (17) zusammenwirkenden Anschlagvorsprung (24) zur Begrenzung der Verschiebung des Ventilkörpers (19) in Richtung zum Kolben (10) aufweist.3. Piston diaphragm pump according to claim 2, characterized in that the valve rod (18) has a stop projection (24) cooperating with a surface of the guide sleeve (17) facing away from the valve body to limit the displacement of the valve body (19) in the direction of the piston (10) . 4. Kolbenmembranpumpe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (17) im Gehäuse (9) zur Längsachse des Kolbens (10) koaxial verstellbare festgelegt ist.4. Piston diaphragm pump according to one of claims 2 or 3, characterized in that the guide sleeve (17) in the housing (9) to the longitudinal axis of the piston (10) is fixed coaxially adjustable. 5. Kolbenmembranpumpe nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit der Führungshülse (17) verbundene, in einer zum Kolben (10) koaxialen Gewindebohrung (9a) des Gehäuses (9) verdrehbar geführte Gewindespindel (15) mit einem Einstellknopf (14) zur Einstellung des Abhebpunktes des Ventilkörpers (19) vom Ventilsitz (13) und damit des wirksamen Kolbenhubs.5. Piston diaphragm pump according to claim 2 to 4, characterized by a with the guide sleeve (17), in a to the piston (10) coaxial threaded bore (9a) of the housing (9) rotatably guided threaded spindle (15) with an adjusting knob (14) Setting the lifting point of the valve body (19) from the valve seat (13) and thus the effective piston stroke. 6. Kolbenmembranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Pumpengehäuse (9) mit einem Triebwerksgehäuse (1) verbunden ist, in dessen Triebwerksraum (27) ein durch einen Motor antreibbares, mit einem Exzenter (4) versehenes Antriebs­rad (3) und ein dessen Exzenter (4) umgreifendes, über einen Kreuzkopfbolzen (6) mit einem Kreuzkopf (7) des Kolbens (10) verbundenes Pleuel (5) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zentrische Bohrung (25) des Kolbens (10) mit dem unter Außendruck stehenden, gleichzeitig als Vorratsraum für Hydrau­likflässigkeit dienenden Triebwerksraum (27) verbunden ist.6. Piston diaphragm pump according to one of claims 1 to 5, in which the pump housing (9) is connected to an engine housing (1), in the engine compartment (27) of which a motor-driven, with an eccentric (4) provided drive wheel (3) and a connecting rod (5) which surrounds its eccentric (4) and is connected to a cross head (7) of the piston (10) via a cross head bolt (6),
characterized in that
the central bore (25) of the piston (10) is connected to the engine compartment (27) which is under external pressure and at the same time serves as a reservoir for hydraulic fluid. 7. Kolbenmembranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andrücken des Ventilkörpers (19) an den Ventilsitz (13) mindestens eine sich am Pumpengehäuse (9) bzw. an der Führungshülse (17) oder der Gewindespindel (15) abstützende Federvorrichtung (16) vorgesehen ist.7. Piston diaphragm pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that for pressing the valve body (19) against the valve seat (13) at least one on the pump housing (9) or on the guide sleeve (17) or the threaded spindle (15) supporting spring device (16) is provided. 8. Kolbenmembranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (19) einen in der gegen den Ventilsitz (13) anliegenden Schließstellung in die Bohrung (25) des Kolbens (10) hineinragenden Verdrängungsvorsprung (28) aufweist, der beim Öffnen und Schließen des Ventilkörpers (19) zwischen sich und der Wandung der Bohrung (25) einen Ringspalt mit vorbestimmten Abmessungen bildet.8. Piston diaphragm pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve body (19) has a in the closed position against the valve seat (13) in the bore (25) of the piston (10) projecting displacement projection (28) when opening and closing the valve body (19) forms an annular gap with predetermined dimensions between itself and the wall of the bore (25). 9. Kolbenmembranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei wel­cher der Kolbenarbeitsraum (20) eine an die Membran (23) an grenzende Membrankammer (20c) und einen mit dieser verbunde­nen, den Kolben (10) aufnehmenden Zylinderraum (20d) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Kolbens (10) und des Zylinderraumes (20d) im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Membran (23) verläuft.9. Piston diaphragm pump according to one of claims 1 to 8, in which the piston working chamber (20) comprises a diaphragm chamber (20c) adjoining the diaphragm (23) and a cylinder chamber (20d) connected to the diaphragm chamber (20d), thereby characterized in that the longitudinal axis of the piston (10) and the cylinder space (20d) is substantially perpendicular to the central axis of the membrane (23). 10. Kolbenmembranpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Anschlagvorrichtung einen an einer Seitenwand (8) des Triebwerkraumes (20) in Richtung der Kolben­längsachse verstellbare angebrachten, in eine zwischen Kreuz­kopf (7) und Kolbendichtung (11) vorgesehene seitliche Ausneh­mung des Kolbens (10) hineinragenden Betätigungsvorsprung und eine an diesem oder am Ventilkörper angeordnete, die Bohrung (25) des Kolbens (10) durchsetzende Anschlagstange aufweist, die den Ventilkörper (19) vom Ventilsitz (13) abhebt.10. Piston diaphragm pump according to one of claims 6 to 9, characterized in that the stop device attached to a side wall (8) of the engine compartment (20) adjustable in the direction of the piston longitudinal axis, in a cross recess (7) and piston seal (11) provided lateral recess of the piston (10) protruding actuating projection and an arranged on this or on the valve body, the bore (25) of the piston (10) penetrating stop rod which lifts the valve body (19) from the valve seat (13).
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