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Membranpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe, bei
der eine Wand der Einlaß- oder Auslaßkammer durch eine biegsame Pulsatormembran
gebildet ist, die im wesentlichen die gleiche Fläche wie die Pumpeninembran hat,
und bei der die eine der Kammern die andere Kammer U-förmig umschließt und überdeckt
und einen wesentlich größeren Inhalt als die umschlossene Kammer hat.
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Als wesentlich bei solchen Pumpen wurde erkannt, daß die eine Fläche
der Pulsatormembran möglichst vollständig mit dem Fördermittel in Berührung steht
und daß dieses mit dem Auslaß durch eine Verbindung großer Weite verbunden ist.
Jede Einschnürung in dieser Verbindung setzt die Wirkung der Membran wesentlich
herab, nämlich Pulsationen in dem Fördermittel zu verringern.
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Die Erfindung ermöglicht dies dadurch, daß die die größere Kammer
abdeckende Pulsatormembran an einem Deckel befestigt ist, der in an sich bekannter
Weise mit Hilfe eines einzigen zentralen Befestigungsgliedes an dem zentralen Teil
des Pumpenkörpers befestigt ist.
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Diese Bauart ergibt die weiteren Vorteile einer billigen Herstellung
und eines leichteren Zusammenbaus.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Brennstoffpumpe,
Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1,
Fig. 4 ein vergrößerter Ausschnitt entsprechend Fig. 1 einer abgewandelten Ausführungsform,
Fig. 5 ein ähnlicher Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform und Fig. 6 eine
Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Brennstoffpumpe mit abgenommenem
Deckel.
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Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe hat einen Pumpenhauptkörper 10 mit
einem mit Gewinde versehenen Einlaß 12 und einem mit Gewinde versehenen Auslaß 14,
die mit Einlaß- bzw. Auslaßkammern 16 bzw. 18 in Verbindung stehen.
Die Auslaßkammer 18 ist ringförmig ausgestaltet und erstreckt sich über und rund
um die Einlaßkammer 16, die die kleinste Kammer der Pumpe ist. Die Auslaßkammer
18 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet mit Ausnahme eines abgesetzten Teiles
20, das von der Einlaßkämmer 16 durch eine dünne Wand 21 getrennt ist.
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Unterhalb, der Kammern 16 und 18 ist in dem Hauptkörper 10 eine Pumpenkammer
24 gebildet, die mit den Kammern 16 und 18 über Öffnungen 26 bzw. 28 verbunden ist.
Diese Öffnungen werden durch übliche Einwegventile 30 bzw. 32 gesteuert,
die in den Öffnungen durch Anstauchen des Werkstoffes an über den Umfang verteilten
Stellen 38 in dem Hauptkörper 10
befestigt sind, wie dies Fig. 3 erkennen
läßt. Die Ventile 30 und 32 sitzen auf Dichtungsscheiben 29 bzw. 31.
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Die Pumpenkammer 24 wird zum Teil durch eine Pumpenmembran 40 begrenzt,
deren Rand zwischen ein unteres Gehäuseteil 42 und den Pumpenhauptkörper
10 eingespannt ist. Der mittlere Teil der Pumpenmembran 40 ist zwischen zwei
Scheiben 44 und 46 eingespannt, die durch eine Mutter 52 und eine Scheibe 54 zusammengespannt
und gegen eine Schulter 56 neben einem Gewindeteil 48 einer senkrechten Achse 50
abgestützt befestigt sind. In dein unteren Gehäuseteil 42 ist eine Kammer
60 gebildet, die die Scheibe 46 und eine die Pumpenmembran 40 nach oben drückende
Schraubenfeder 62 aufnimmt. Am unteren Ende der Achse 50 ist lose das eine Ende
eines Hebels 64 befestigt, der um eine Achse 66 schwenkbar ist. Die Achse 66 sitzt
seitlich im Gehäuseteil 42. Auf der Achse 66 ist ein zweiter Hebel 70 schwenkbar
gelagert, der mit einem Arm 72 auf die obere Fläche des Hebels 64 drückt. An einem
zweiten Arm 74 sitzt ein Dorn 76, der auf die Achse 50 gerichtet ist. Auf dem Dorn
76 und einem am Gehäuseteil 42 gebildeten Vorsprung 82 ist eine Feder 80 aufgesetzt,
die das freie Ende des Hebels 70 gegen einen Nocken 84 drückt. Der Nocken
84 kann mit einer Nockenwelle 86 in Umdrehung versetzt werden, die einen Teil der
von der Pumpe zu beliefernden Brennkraftmaschine bildet. Bei der Drehung des Nockens
84 wird die Pumpenmembran
40 nach oben und dann nach
unten bewegt, wodurch die Pumpwirküng bei jedem Umlauf erzielt wird.
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Der Pumpenhauptkörper 10 wird an dem äußeren Flansch des unteren
Gehäuseteiles 42 mit Schrauben 90 befestigt (Fig.2 und 3), die durch den
Pumpenhauptkörper 10 hindurchtreten und in das untere Gehäuseteil 42 eingeschraubt
werden.
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In der im wesentlichen U-förmigen Kammer 18 ist eine Pulsatormembran
92 vorgesehen, die auf der zentralen Oberfläche des Pumpenhauptkörpers
10 aufruht. Sie hat eine ringförmige Auflagefläche 94 und eine zentrale Auflagefläche
96. Oberhalb der Membran 92 ist eine Kappe 98 vorgesehen, die eine ringförmige Ausnehmung
100 aufweist. Diese Ausnehmung stimmt in ihrem Umfang mit der Kammer 18 überein.
Die Kappe 98 und die Pulsatormembran 92 werden durch eine Schraube 102 und
eine Scheibe 104 am Pumpenhauptkörper 10 befestigt. Die Schraube tritt
durch den zentralen Teil der Kappe und der Membran und wird in den zentralen Teil
106 des Pumpenhauptkörpers eingeschraubt.
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Die Ausführungsform nach Fig.4 stimmt im wesentlichen mit der in Fig.
1 dargestellten überein. Die Kammer 16 ist bei dieser Ausführungsform indessen
mit einer Einrichtung versehen, die eine kleine Luftmenge einkesselt. Die Auslaßöffnung
26 dieser Kammer ist mit einem Einwegventil 122 und einer Dichtungsscheibe
123 versehen. Der Pumpenhauptkörper 10 bildet eine Schulter
124 als ringförmiger Sitz für die Dichtungsscheibe 123. Zwischen der
Dichtungsscheibe und dem Ventil 122 sitzt ein ringförmiger Flansch 126 eines
nach oben gerichteten rohrförmigen Schirms 128, der so ausgebildet ist, daß
er von einem ringförmigen Raum umgeben ist und mit seinem oberen offenen Ende Abstand
von der Wand 21 hat.
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Die Ausführungsform nach Fig. 5 ähnelt im wesentlichen der nach Fig.4.
Bei dieser Ausführungsform ist lediglich der Pumpenhauptkörper 129 etwas
abgeändert und der rohrförmige Schirm 128 durch ein rohrförmiges Filter-
oder Schirmglied 130 ersetzt: Um das rohrförmige Filter 130 sicher
festzuhalten, ist an der oberen Wand der Einlaßkammer 134 ein zylindrischer
Vorsprung 132 gebildet. Eine Dichtungsscheibe 135 ist zwischen das Ventil
122 und dem Pumpenhauptkörper 129 eingesetzt. Die Anordnung ist in diesem
Falle so getroffen, daß die durch die Leitung 136 eintretende Flüssigkeit das ringförmige
Filter 130 umströmen wird und nach Durchtritt durch das Filter über das Ventil
122 zur Pumpenkammer 138 gelangen wird. Ein abgesetzter Teilraum 139 der
Auslaßkammer trennt die Pulsatormembran 92 von der oberen Wand der Einlaßkammer.
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Fig.6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der eine größere
Pumpe eine größere Anzahl von Schrauben 140 benötigt, um den Pumpenhauptkörper
142 mit dem unteren nicht dargestellten Gehäuseteil zu verbinden. Der untere
Gehäuseteil ist ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet. Wie bei der
Ausführungsform der Fig. 1 wird eine nicht dargestellte, mit Ausnehmungen versehene
Kappe durch eine Schraube 102 befestigt und drückt auf eine Pulsatorinembran,
die eine ringförmige Kammer 156 abschließt. Die Kammer ist im wesentlichen
von U-förmiger Gestalt und umschließt den wesentlichen Teil des mittleren Teiles
144 des Pumpenhauptkörpers 142.
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Der Hauptunterschied dieser Bauart gegenüber den vorher beschriebenen
besteht darin, daß eine mit der Einlaßkammer 152 verbundene Einlaßöffnung
150 in Umfangsrichtung nur geringen Abstand von einer Auslaßöffnung 154 hat,
die mit der Auslaßkammer 156 in Verbindung steht.
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Die Membranen 40 und 92 bestehen aus mit Harz imprägnierten fasrigen
Werkstoff, wie er üblicherweise bei Pumpen dieser Art verwendet wird.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Pumpe tritt der Brennstoff durch die
Öffnung 12 ein und durchströmt den Pumpenhauptkörper 10 über die kleinste Kammer
16, die Pumpenkammer 24 und die größere Kammer 18, aus der er durch die Auslaßöffnung
14 austritt. Die durch die Pumpenmembran 40 erzeugten Schwingungen würden üblicherweise
eine ungleiche Förderung des Brennstoffes ergeben. Da sich aber die Pulsatormembran
92 während dieses Teiles des Pumpvorganges, in dem der Flüssigkeitsdruck am höchsten
ist, federnd verformt, wirkt die in der Ausnehmung 100 eingeschlossene Luft
stabilisierend auf den Austrittsdruck und die Strömung des austretenden Brennstoffes.
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Die Einlaßöffnung 12 und die Auslaßöffnung 14 münden in die Kammern
16 bzw. 18 an Stellen ein, die in der Höhenrichtung in der Mitte liegen. Wenn die
Pumpe eingebaut wird, daß der Deckel 98 oben liegt, werden in den oberen
Teilen der Kammern 16
und 18 Lufttaschen entstehen. Die dort eingeschlossene
Luft unterstützt die Stabilisierungswirkung der Pulsatormembran.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird der in die Pumpe eintretende
Flüssigkeitsstrom bereits durch die verteilende Wirkung des Schildes vergleichmäßigt.
Diese erwünschte Wirkung wird wesentlich erhöht, wenn die Pumpe auf den Kopf gestellt,
also mit untenliegendem Deckel 98, eingebaut wird. In diesem Falle wird die
Luft um den Schild 128 neben dem Flansch 126 eingeschlossen und abwechselnd
durch die Pumpenwirkung verdichtet und entspannt. Diese Luft wirkt auf den Brennstoff
und unterstützt die Dämpfung der Schwingungen im Flüssigkeitsdruck.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Filter-oder Schirmglied
130 so angeordnet, daß Fremdkörper an dem Eintritt in das Einlaßventil
122 gehindert sind und andere Teile der Pumpe, der Brennstoffleitung oder
des Vergasers nicht erreichen können.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 zeigt die Ausbildung der bogenförmigen
oder U-förmigen Kammer 156, daß die Auslaßöffnung 154 gegebenen Einbauverhältnissen
entsprechend angeordnet werden kann. Der im wesentlichen gleiche Tiefe aufweisende
Teil der Kammer 156 erstreckt sich rund um den: zentralen Teil 144-des Pümpenhauptkörpers
mit Ausnahme des dünnen Wandungsteiles 160, in dem der zur Kammer 152 führende Einlaß
150 gebildet ist. Die relative Winkellage der Öffnungen 150 und
154 ist allein durch die Länge der bogenförmigen Kammer 156 begrenzt
bzw. bestimmt.
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Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 oder 6 kann die Durchströmrichtung
der Flüssigkeit umgekehrt werden, indem die beiden Einwegventile in ihrer Wirkung
umgekehrt werden. Verwendet man die Kammer 18 als Einlaßkammer, anstatt sie
als Auslaßkammer zu benutzen, und unterliegt sie der Pulsatorwirkung der Membran
92, so wird die Kapazität der Pumpe erhöht, und Schwingungen in der Einlaßleitung
werden beseitigt.