DE2906174A1

DE2906174A1 - Hand-operated membrane type air pump - has membrane with radial elasticity to give large movement between ends of stroke

Info

Publication number: DE2906174A1
Application number: DE19792906174
Authority: DE
Inventors: Franz Borgias Dost
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-27
Filing date: 1979-02-17
Publication date: 1980-04-10

Abstract

A membrane (3) is gripped at its edge between a cylinder (1) and a cylinder head (2) and is attached at its centre to a plunger (4) which reciprocates in the cylinder. The pumping chamber (5) is formed between the membrane and the head. There is an inlet valve (6) and a discharge valve (7) in the head. The membrane is shaped so that it lies tightly against the upper inside surface (1a) of the head when the plunger is at the top of its stroke. It has sufficient radial elasticity to move from this position to below the joint (8) between the cylinder and head at the bottom of the stroke.

Description

Membran eines kolbenlosen Kompressors oder einerDiaphragm of a pistonless compressor or a

kolbenlosen Pumpe Die Erfindung betrifft eine Membran eines kolbenlosen Sompressors oder einer kolbenlosen Pumpe, der bzw. die eine Kopfteil mit Saug- und Druckventilen und einem Gehäuseteil mit einem darin axial bewegbaren Stössel aufweist, wobei die Membran in ihrem Mittelbereich am Stössel und mit ihrem Rand zwischen dem Kopf- und dem Gehäuseteil eingeklemmt ist, so dass sie mit dem Stössel axiale Arbeitshübe ausführt, während welcher das Hohlraumvolumen zwischen der Membran und dem Kopfteil geändert wird.pistonless pump The invention relates to a diaphragm of a pistonless pump Sompressors or a pistonless pump, the or the one head part with suction and Has pressure valves and a housing part with a plunger axially movable therein, the membrane in its central area on the plunger and with its edge between the head and the housing part is clamped so that they are axial with the plunger Performs working strokes during which the void volume between the membrane and the header is changed.

Es war immer die Forderung des Marktes, kleine, handliche, oelfreie Kompressoren und Vakuumpumpen mit hoher Ansaug- und Druckleistung bei kleinem Kolbendurchmesser und geringer elektrischer Antriebsleistung dem Verbraucherkreis zugänglich zu machen. Solche Kleinkompressoren bzw. Kleinvakuumpumpen werden z. B. It was always the demand of the market, small, handy, oil-free Compressors and vacuum pumps with high suction and pressure performance with a small piston diameter and to make low electrical drive power accessible to the consumer circuit. Such small compressors or small vacuum pumps are z. B.

zum Aufpumpen von Luftmatratzen, Gummibooten, Bällen, Fahrradreifen, aber auch zum Ausblasen von Uhrenschalen, Uhrwerken, für den Anschluss an Spritzpistolen, zum Durchblasen der Leitungen usw. verwendete Die mit Kolben versehenen Kleinkompressoren bzw.for inflating air mattresses, rubber boats, balls, bicycle tires, but also for blowing out watch shells, clockworks, for connection to spray guns, used to blow through the lines etc. The small compressors provided with pistons respectively.

Rleinvakuumpumpen haben den Nachteil, dass der ausgestossenen Luft bzw. Flüssigkeit Oeltröpfchen beigemischt werden, die unerwünscht sind. Des weiteren verträgt z. B. Gummi auf längere Zeit kein Oel.Small vacuum pumps have the disadvantage that the expelled air or liquid oil droplets are mixed in, which are undesirable. Further tolerates z. B. Rubber no oil for a long time.

Es sind weiter Kleinkompressoren bzw. Kleinvakuumpumpen bekannt, die mit einer elastisch nachgiebigen Membran versehen sind, die an Stelle eines Kolbens axiale Arbeitshübe ausführt. Solche Membranen haben aber eine geringe radiale Dehnbarkeit, so dass sie bei grossen axialen Arbeitshüben zerstört werden. Dementsprechend werden sie nur dort verwendet, wo es ein kurzer Arbeitshub zulässt. There are also small compressors or small vacuum pumps known, which are provided with a resilient membrane that replaces a Piston executes axial working strokes. However, such membranes have a small radial Extensibility, so that they are destroyed with large axial working strokes. Accordingly they are only used where a short working stroke allows.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Membran eines kolbenlosen Kompressors oder einer kolbenlosen Pumpe zu schaffen, die so gestaltet ist, dass sie grosse axiale Arbeitshübe erlaubt, um das Hubvolumen des Kompressors bzw. der Vakuumpumpe zu vergrössern. It is the object of the invention to provide a diaphragm for a pistonless compressor or to create a pistonless pump designed to be large axial working strokes allowed to the stroke volume of the compressor or the vacuum pump to enlarge.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Membran auf solche Weise gelöst, dass sie aus einem einzigen Stück besteht und in einem solchen Ausmass radial dehnbar ist, dass sie in der oberen Totpunktlage des Stössels annäherend an der gesamten Innenfläche des Kopfteiles formschlüssig anliegt und in der unteren Totpunktlage des Stössels hinter die Randklemnlinie gelangt. According to the invention, this object is achieved in the case of the membrane mentioned at the beginning solved in such a way that it consists of a single piece and in one is radially expandable to such an extent that it is in the top dead center position of the plunger approximately rests in a form-fitting manner on the entire inner surface of the head part and comes in the bottom dead center position of the ram behind the edge clamping line.

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt eines Teils eines Kleinkompressors bzw. einer Kleinvakuumpumpe mit einem Stössel und einer Membran, wobei sich der Stössel in seiner oberen Totpunktlage befindet, Fig. 2 einen Schnitt wie in der Fig. 1, wobei sich der Stössel in seiner unteren Totpunktlage befindet, Fig. 3 einen Schnitt eines Teils eines Kleinkompressors bzw. einer Kleinvakuumpumpe mit einer den Stösselkopf umfassenden Membran, wobei sich der Stössel in seiner oberen Totpunktlage befindet, FigO 4 einen Schnitt der Membran mit einem wellenförmigen Kreisring, Fig. 5 einen Schnitt der Membran mit einem dachförmigen Kreisring, Fig. 6 einen Schnitt der Membran einer kuppelartigen Form, und Fig. 7 einen Schnitt des Kleinkompressors mit einem Antriebsmotor. The subject of the invention is explained below with reference to drawings for example explained in more detail. 1 shows a section of part of a Small compressor or a small vacuum pump with a plunger and a membrane, wherein the plunger is in its top dead center position, FIG. 2 shows a section as in Fig. 1, with the tappet in its bottom dead center position, Fig. 3 shows a section of part of a small compressor or a small vacuum pump a membrane encompassing the plunger head, the plunger being in its upper Dead center is located, FigO 4 shows a section of the membrane with a wave-shaped Circular ring, FIG. 5 a section of the membrane with a roof-shaped circular ring, FIG. 6 is a section of the diaphragm of a dome-like shape, and FIG. 7 is a section of the Small compressor with a drive motor.

Der Kopfteil 1 eines Kleinkompressors oder einer Kleinvakuumpumpe sowie sein bzw. ihr Gehäuseteil 2 sind in den Fig. 1, 2, 3 im Schnitt dargestellt. Es handelt sich in jedem Fall um weinen kolbenlosen Kompressor oder eine-kolbenlose Pumpe. Der Kopfteil 1 ist mit Saug- 6 und Druckventilen 7 versehen. Anstelle eines üblichen Kolbens ist eine Membran 3 mit einem Stössel 4 vorgesehen, der im Gehäuseteil 2 axial bewegbar ist. Die eigentliche Membran 3, die aus einem einzigen elastisch nachgiebigen Stück besteht, ist in ihrem Mittelbereich 3a am Stössel 4 befestigt und mit ihrem Rand 3b zwischen dem Kopf- 1 und dem Gehäuseteil 2 eingeklemmt. Die Membran 3 kann z. B. aus einem künstlichen Kautschuk der Marke "Perbunan" hergestellt werden. Der Kopfteil 1 ist mit dem Gehäuseteil 2 durch Schrauben 12 verschraubt, so dass der Rand 3b der Membran 3 zwischen dem Kopfteil l-und dem Gehäuseteil 2 festgehalten ist; dies gewährleistet eine absolute Abdichtung. The head part 1 of a small compressor or a small vacuum pump and his or her housing part 2 are shown in FIGS. 1, 2, 3 in section. In any case, it is a pistonless compressor or a pistonless compressor Pump. The head part 1 is provided with suction 6 and 7 pressure valves. Instead of one conventional piston, a membrane 3 with a plunger 4 is provided in the housing part 2 is axially movable. The actual membrane 3, which consists of a single elastic resilient piece consists is attached to the plunger 4 in its central region 3a and clamped with its edge 3b between the head part 1 and the housing part 2. the Membrane 3 can, for. B. made of an artificial rubber of the brand "Perbunan" will. The head part 1 is screwed to the housing part 2 by screws 12, so that the edge 3b of the membrane 3 between the head part 1 and the housing part 2 is held; this ensures an absolute seal.

Die Membran 3 ist in den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2 und 7 in ihrem Mittelbereich am Stösselkppf 4a durch eine Schraube 13 befestigt, die in einer die Membran 3 von oben am Stösselkopf 4a haltenden Kappe 5 eingesetzt ist. Die Formen des Stösselkopfes 4a bzw. der Haltekappe 5 entsprechen der gewölbten Innenfläche des Kopfteiles 1, so dass die Membran 3, die mit dem Stössel 4 eine axiale Hin-und Herbewegung ausführt, in der oberen Totpunktlage des Stössels 4 annähernd an der gesamten gewölbten Innenfläche la des Kopfteiles 1 formschlüssig anliegt (siehe Fig. 1). Bei jedem Arbeitshub der am Stössel 4 fixierten Membran 3 wird das Volumen des Hohlraumes 9 zwischen der Membran 3 und dem Kopfteil 1 geändert. Somit wird Gas bzw. Flüssigkeit aus dem Hohlraum 9 vollständig verdrängt, wobei das Gas bzw. The membrane 3 is in the embodiments according to FIGS. 1, 2 and 7 fastened in its central area on the ram head 4a by a screw 13 which is inserted in a cap 5 holding the membrane 3 from above on the plunger head 4a. The shapes of the plunger head 4a and the retaining cap 5 correspond to the curved ones Inner surface of the head part 1, so that the membrane 3, which is connected to the plunger 4 executes axial to-and-fro movement, approximately in the top dead center position of the plunger 4 rests positively on the entire curved inner surface la of the head part 1 (see Fig. 1). With each working stroke of the membrane 3 fixed on the plunger 4, the Volume of the cavity 9 between the membrane 3 and the head part 1 changed. Consequently the gas or liquid is completely displaced from the cavity 9, the gas respectively.

die Flüssigkeit durch die Druckventile 7 entweichen.the liquid escape through the pressure valves 7.

Die Saugventile 6 bzw. die Druckventile 7 werden alternativ verwendet. Um grosse axiale ArbeitshUbe ausführen zu können, ist die Membran 3 ausreichend radial dehnbar.The suction valves 6 and the pressure valves 7 are used alternatively. In order to be able to carry out large axial working strokes, the membrane 3 is sufficient radially expandable.

In der Fig. 2 ist der Stössel 4 in seiner unteren Totpunktlage dargestellt, wobei die Membran 3 hinter die RandienlIiSe 8 nach unten ausgewölbt ist. Dadurch entsteht der Hohlraum 9 der als Verdichterraum oder alternativ als Evakuierungsråum für Gas oder als FUllkammer für Flüssigkeit dient. In Fig. 2, the plunger 4 is shown in its bottom dead center, wherein the membrane 3 is arched downwards behind the edge strip 8. Through this the cavity 9 is created as a compression chamber or, alternatively, as an evacuation room for gas or as a filling chamber for liquid.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Membran die den gesamten Stösselkopf umfasst und mit dem Stössel 4 einstückig ist. Die Membran 3' ist so vorgewölbt, dass sie in der oberen Totpunktlage des Stössels 4 ån der gesamten gewölbten Innenfläche la des Kopfteiles 1 formschlüssig anliegt. Fig. 3 shows an embodiment of the membrane the entire Includes the plunger head and is integral with the plunger 4. The membrane 3 'is like this bulged that they bulged in the top dead center position of the plunger 4 ån the entire Inner surface la of the head part 1 is in a form-fitting manner.

Die Ausführungsform der Membran 3 nach der Fig. 4 weist Streckfalten aus gleichmässigen Wellen 10 auf. Die wellenförmigen Streckfalten 10 sind kreisförmig um den Mittelpunkt der Membran 3 an ihrem freiliegenden Kreisring 3c angeordnet. Der Rand 3b der Membran 3 ist verstärkt und mit einem Haltewulst 18 versehen. The embodiment of the membrane 3 according to FIG. 4 has stretch folds of uniform waves 10. The wave-shaped stretch folds 10 are circular arranged around the center of the membrane 3 on its exposed circular ring 3c. The edge 3b of the membrane 3 is reinforced and provided with a retaining bead 18.

Die Ausführungsform der Membran 3 nach der Fig. 5 weist Streckfalten in Form von abgerundetem S&gedach 11 auf. Auch diese dachförmigen Streckfalten 11 sind kreisförmig um den Mittelpunkt der Membran 3 an ihrem freiliegenden Kreisring 3c angeordnet. Auch der Rand 3b ist hier verstärkt und mit einem Haltewulst 18 versehen. The embodiment of the membrane 3 according to FIG. 5 has stretch folds in the form of a rounded S & gedach 11. These roof-shaped stretch folds too 11 are circular around the center of the membrane 3 at their exposed annulus 3c arranged. The edge 3b is also reinforced here and provided with a retaining bead 18.

In der Ausführungsform nach der Fig. 6 ist die Membran 3 kuppelförmig vorgewölbt. In the embodiment according to FIG. 6, the membrane 3 is dome-shaped bulging.

Je nach Verwendungszweck wird der Mittelbereich 3a der Membran 3 in beliebigen Formen und Dicken ausgeführt. Depending on the intended use, the central area 3a of the membrane 3 executed in any shape and thickness.

In der Fig. 7 ist ein Kleinkompressor mit der Membran nach den Fig. 1 und 2 im Schnitt dargestellt. In Fig. 7, a small compressor with the membrane according to Fig. 1 and 2 shown in section.

Dem Stössel 4 des Kleinkompressors wird eine axiale Hin- und Herbewegung von einem Exzenter 16 erteilt, der direkt an der Welle 15 des Antriebsmotors 16 befertigt ist. Der Exzenter 16 läuft in Kugellagern 17.The plunger 4 of the small compressor is given an axial back and forth movement issued by an eccentric 16 which is directly attached to the shaft 15 of the drive motor 16 is made. The eccentric 16 runs in ball bearings 17.

Durch das Drehen des exzenters 16 wird der Stössel 4 einschliesslich der Membran 3 in den Verdichterraum gepresst und die Luft durch das Druckventil 7 aus demselben ausgeblasen. Durch den dadurch entstehenden Innendruck wird das Ansaugventil 6 geschlossen. Nach dem Erreichen des Totpunktes ist die gesamte Luft aus dem Verdichtungsraum durch das Druckventil 7 ausgeblasen. Dreht sich nun der Exzenter 16 weiter, entsteht im Verdichterraum ein Vakuum. Das Druckventil 7 schliesst und das Ansaugventil 6 öffnet sich, bis der gesamte Verdichterraum mit Ansaugluft gefüllt ist. Nach dem Erreichen des unteren Totpunktes beginnt der Vorgang von neuem. Mit 14 ist ein Haltegriff zum Uebertragen des Kompressors bezeichnet. By turning the eccentric 16, the plunger 4 is included the membrane 3 is pressed into the compression chamber and the air through the pressure valve 7 blown out of the same. Due to the resulting internal pressure, the Suction valve 6 closed. After reaching the dead center is all the air is blown out of the compression chamber through the pressure valve 7. Turns If the eccentric 16 continues, a vacuum is created in the compression chamber. The pressure valve 7 closes and the suction valve 6 opens until the entire compressor chamber is included Intake air is filled. The process begins after the bottom dead center has been reached all over again. 14 with a handle for transferring the compressor is referred to.

Der Kleinkompressor bzw. die Kleinvakuumpumpe, deren Gewicht etwa 5 kg ausmacht, mit der oben beschriebenen Membran, weist ein Vakuum von 260 mb und eine Ansaugleistung von ca. 45 l/min. auf. Durch die radiale Dehnbarkeit hat die Membran eine kleinere radiale Spannung, wodurch ihre Lebensdauer gegenüber den bekannten Membranen um mehrfaches verlängert wird. The small compressor or the small vacuum pump, their weight approximately Makes 5 kg, with the membrane described above, has a vacuum of 260 mb and a suction capacity of approx. 45 l / min. on. Due to its radial extensibility, the Diaphragm has a smaller radial tension, reducing its service life over the known Membranes is lengthened several times.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Diaphragm of a pistonless compressor or a Pistonless pump, the one or the head part (1) with suction (6) and pressure valves (7) and a housing part (2) with an axially movable plug (4) therein, the membrane (3i 3 ') in its central area t3a) on the plunger (4) and with its Edge (3b) is clamped between the head (1) and the housing part (2) so that it executes axial working strokes with the plunger (4), during which the cavity volume is changed between the membrane (3; 3- ') and the head part (1), characterized in that that it consists of a single piece and is radially expandable to such an extent is that it is in the top dead center position of the Stdssels (4) approximately on the entire Inner surface (la) of the head part (1) rests positively and in the bottom dead center position of the standard (4) comes behind the edge clamping line (8).

2. Membrane according to claim 1, characterized in that the between the middle area (3a) attached to the plunger (4) and the clamped edge (3b) exposed circular ring (3c) is bulging.

3. Membrane according to claim 2, characterized in that the protrusion has the form of uniform waves (10).

4. Membrane according to claim 2, characterized in that the protrusion has the shape of a rounded saw roof (11).

5. Membrane according to claim 1, characterized in that it is the encompasses the entire plunger head (4a) and is integral with the plunger (4).

6. Membrane according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized characterized in that its edge (3b) is reinforced.