DE19729682A1 - Fiber-reinforced flexible membrane of a membrane pump or similar machine and method for its production - Google Patents
Fiber-reinforced flexible membrane of a membrane pump or similar machine and method for its productionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine faserverstärkte flexible Membran einer Membranpumpe oder ähnlichen Maschine mit einem im wesentlichen ebenen elastomerischen Membran körper, in den eine Anordnung von Verstärkungsfäden eingebettet ist.The invention relates to a fiber-reinforced flexible Membrane of a membrane pump or similar machine an essentially flat elastomeric membrane body in which an arrangement of reinforcing threads is embedded.
Membranen für den Gebrauch in Membranpumpen erfordern eine große Festigkeit in ihrem mittleren Bereich, ins besondere wenn die Rückseite der Membran nach außen gezogen ist, um in der Pumpenkammer Saugwirkung zu erzeugen. Es ist bisheriger Stand der Technik, daß die Membranen für den Gebrauch in solchen Pumpen aus flexi blen Materialien gefertigt sind, solchen wie Gummi mit eingebetteten Verstärkungsfasern, die meist zu Verstär kungsfäden versponnen sind oder, bei synthetischen Fa sern, selbst Verstärkungsfäden bilden. Bei der Herstel lung ist eine herkömmlich gewebte Matte von Verstär kungsfäden in die Gestalt der Membran geschnitten und in die Membran eingeformt, was durch Gießen des flexi blen Materiales um die Matte oder meist beidseitiges Belegen der Matte mit dem flexiblen Material erfolgt, wonach diese sandwichartige Konstruktion durch eine Kombination von Hitze und Druck behandelt und zu einer einstückigen Membran geformt wird. Die der Pumpenkammer zugewandte Oberfläche der Membran trägt oft eine wei tere aufgebrachte Lage aus einem flexiblen chemisch widerstandsfähigen Material, einem solchen wie etwa Polytetrafluorethylen (PTFE).Require diaphragms for use in diaphragm pumps great firmness in its central area, ins especially if the back of the membrane is facing out is drawn to suction in the pump chamber produce. It is prior art that the Membranes for use in such pumps made of flexi blen materials are made, such as rubber with embedded reinforcement fibers, mostly to reinforce Kung threads are spun or, in synthetic Fa sern, form reinforcing threads themselves. At the manufacturer lung is a conventionally woven mat from amplifier cut threads in the shape of the membrane and molded into the membrane by casting the flexi material around the mat or mostly on both sides Covering the mat with the flexible material, after which this sandwich-like construction by a Combination of heat and pressure treated and combined into one one-piece membrane is formed. That of the pump chamber facing surface of the membrane often bears a white tere applied layer made of a flexible chemical resistant material, such as Polytetrafluoroethylene (PTFE).
Wenn ein gewebtes Tuch benutzt ist, um die Verstär kungsmatte zu bilden, in der die Kettfäden senkrecht zu den Schußfäden verlaufen, wird eine allgemein kreis förmige Membran Bereiche aufweisen, wo der Schußfaden und/oder der Kettfaden radial gegenüber dem Zentrum der Membran verläuft. Es gibt andere Bereiche, die um 45 Grad zu diesen Gebieten beabstandet sind, wo die Ver stärkungsfäden unter 45 Grad zu einer radialen Rich tung verlaufen. Das hat zur Folge, daß durch diese Art der Webware mit senkrecht sich kreuzenden Schuß- und Kettfäden eine Änderung der radialen Elastizität der Membran festzustellen ist, wenn diese an verschiedenen Punkten des Umfanges der Membran gemessen wird. In Bereichen, wo die Schuß- oder Kettfäden sich radial erstrecken, ist die radiale Elastizität ein Minimum, und zwischen jeweils zwei Bereichen mit minimaler Elastizität liegt ein Bereich von höherer radialer Elastizität.If a woven cloth is used to reinforce Formation mat in which the warp threads are perpendicular to the wefts run a general circle shaped membrane areas where the weft and / or the warp thread radially opposite the center of the Membrane runs. There are other areas around 45 Degrees to these areas where the ver reinforcement threads under 45 degrees to a radial direction course. As a result, this type the woven fabric with vertically crossing weft and Warp threads change the radial elasticity of the Membrane is found when this is different Points of the circumference of the membrane is measured. In Areas where the weft or warp threads are radial radial elasticity is a minimum, and between two areas with minimal Elasticity is a range of higher radial Elasticity.
Als Resultat dieser Unterschiede in radialer Elastizi tät existieren ungleichmäßige Belastungen und Dehnungen der Membran während des Gebrauches, welche letztendlich zu einem Bruch der Membran führen können. As a result of these differences in radial elasticity There are uneven loads and strains the membrane during use, which ultimately can break the membrane.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, Membranen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Dehnungen unter der Last über die Membranfläche ver gleichmäßigt werden, um auf diese Weise die Lebensdauer der Membran zu erhöhen.The invention avoids the disadvantages of the prior art Technology. It is the object of the invention, membranes to improve the type mentioned so that the Ver stretching under load over the membrane surface be evened out in this way the lifespan to increase the membrane.
Die Erfindung besteht darin, daß die Anordnung von Ver stärkungsfäden solche Fäden aufweist und einschließt, welche sich im wesentlichen radial in allen radialen Richtungen vom Zentrum der Membran aus erstrecken.The invention is that the arrangement of Ver reinforcement threads has and includes such threads, which are essentially radial in all radial Extend directions from the center of the membrane.
Das führt zu einer Membran, bei der die radialen Deh nungen nahezu gleichförmig sind. Eine solche Membran hat eine erheblich längere Lebensdauer. Da die genähert radial verlaufenden Verstärkungsfäden mit quer zu ihnen verlaufenden Verstärkungsfäden verwebt sind, ergibt sich eine stark vergleichmäßigte Belastung im Betrieb, die noch dadurch verbessert werden kann, daß der Ab stand der nicht radial verlaufenden Verstärkungsfäden voneinander nach außen geringer werden kann, so daß die von den Verstärkungsfäden eingeschlossenen Flächen in ihrer Größe einheitlich werden.This leads to a membrane in which the radial deh are almost uniform. Such a membrane has a significantly longer lifespan. Because that approached radial reinforcement threads with transverse to them extending reinforcing threads are woven, results there is a very even load in the company, which can be improved by the fact that the Ab stood the non-radial reinforcing threads can decrease from each other to the outside, so that the areas enclosed by the reinforcing threads in become uniform in size.
In einer ersten Ausführungsform der flexible Membran erfolgt die Anordnung der Verstärkungsfäden als ein "Spinnengewebe" nach Art eines Spinnennetzes, in wel chem eine erste Serie von Fäden sich von einem zentra len Gebiet der Membran radial nach außen erstreckt und in welchem eine zweite Serie von Fäden ringsherum zwi schen die erste Serie von Fäden dazwischengewebt ist. In a first embodiment, the flexible membrane the reinforcement threads are arranged as one "Spider web" in the manner of a spider web, in which chem a first series of threads emerging from a centra len area of the membrane extends radially outwards and in which a second series of threads around between the first series of threads is interwoven.
Die Herstellung dieser Art der Membran erfolgt in der Art, daß man eine erste Serie von Verstärkungsfäden von einem mittleren Bereich ausgehend radial anordnet und mit einer zweiten Serie von Verstärkungsfäden, die in Umfangsrichtung gelegt sind, unter Bildung eines Gewe bes in einer Art eines Spinnennetzes verwebt, und daß man die so erhaltene Fadenmatte zwischen wenigstens zwei Lagen von Elastomer einbringt und mit diesem durch Zusammenpressen und Erhitzen verbindet.This type of membrane is manufactured in the Art that you can a first series of reinforcing threads from arranges radially starting from a central area and with a second series of reinforcing threads, which in Are circumferential direction, forming a Gewe bes woven in a kind of spider web, and that the thread mat thus obtained between at least introduces two layers of elastomer and passes through with it Pressing together and heating connects.
In einer zweiten Ausführungsform der flexiblen Membran erfolgt die Anordnung der Verstärkungsfäden in der Weise, daß die Verstärkungsmatte in der Membran mit einer ersten Serie von Fäden hergestellt ist, die sich tangential in einer ersten Richtung von einem zentral angeordneten Kreis nach außen erstrecken, und einer zweiten Serie von Fäden, die sich ebenfalls tangential in entgegengesetztem Richtungssinn von dem zentral angeordneten Kreis nach außen erstrecken und mit der ersten Serie von Fäden verwoben ist.In a second embodiment of the flexible membrane the reinforcement threads are arranged in the Way that the reinforcing mat in the membrane with a first series of threads is made, the tangential in a first direction from a central arranged circle extend outward, and one second series of threads that are also tangential in the opposite direction from that central arranged circle extend outwards and with the first series of threads is woven.
Bei dieser flexiblen Membran ist es zur Erhaltung einer gleichmäßigen Belastung der gesamten Membranfläche vor teilhaft, wenn der Winkel zwischen jeweils einem vorher angeordneten und einem nachfolgenden Faden in der Verstärkungsfadenanordnung im wesentlichen gleichförmig ist.With this flexible membrane, it is used to maintain a uniform loading of the entire membrane surface partial if the angle between each one before arranged and a subsequent thread in the Reinforcing thread arrangement substantially uniform is.
Das Verfahren zur Herstellung dieser faserverstärkten flexiblen Membran aus einem elastomerischen Material, in das Verstärkungsfäden eingelegt sind, die mitein ander verwebt sind, erfolgt so, daß man die Verstär kungsfäden an einen mittleren Bereich anschließend tangential anordnet, und zwar eine erste Serie von Ver stärkungsfäden in einer dem Uhrzeigersinn entsprechen den Richtung und eine zweite Serie von Verstärkungs fäden in einer dem Gegenuhrzeigersinn entsprechenden Richtung, daß man die Verstärkungsfäden dieser beiden Serien unter Bildung eines Gewebes in einer Art eines Spinnennetzes verwebt, und daß man die so erhaltene Fadenmatte zwischen wenigstens zwei Lagen von Elastomer einbringt und mit diesem durch Zusammenpressen und Erhitzen verbindet.The process of making this fiber reinforced flexible membrane made of an elastomeric material, in the reinforcing threads are inserted, the mitein other are woven so that the reinforcement threads to a middle area arranges tangentially, namely a first series of ver Reinforcement threads correspond in a clockwise direction the direction and a second series of reinforcement threads in a counterclockwise direction Direction that the reinforcement threads of these two Series forming a fabric in a kind of Spider web and that you get the so obtained Thread mat between at least two layers of elastomer brings in and with this by pressing and Heating connects.
Bei dieser flexiblen Membran kann es zweckmäßig sein, daß der zentrale Bereich der Membran durch eine starre Ringplatte mit einer zentralen Öffnung verstärkt ist.With this flexible membrane, it can be useful that the central area of the membrane is rigid Ring plate is reinforced with a central opening.
Das erleichtert es, eine gleichmäßigere Verstärkungs fadendichte zu erhalten.That makes it easier to get a more even reinforcement to maintain thread density.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn in dem zentral angeord neten Kreis wenigstens ein weiterer konzentrischer Kreis befindlich ist, wobei die Fäden, die die Matte bilden, von dem innersten Kreis über dazwischen angeordnete Kreise zu dem äußeren Kreis verlaufen.It is advantageous if arranged centrally in the neten circle at least one more concentric Circle is located, with the threads holding the mat form, from the innermost circle over in between arranged circles run to the outer circle.
Eine weitere Möglichkeit der Gestaltung der flexiblen Membran besteht darin, daß im mittleren Bereich ein Mittelbereich der Matte aus Verstärkungsfäden gebildet ist, in welchem die Fäden genähert radial zick-zack förmig verlaufen.Another way of designing the flexible Membrane is that in the middle area Middle area of the mat made of reinforcing threads is in which the threads are approached radially zigzag run in shape.
Eine andere Möglichkeit der Gestaltung der flexiblen Membran besteht darin, daß im mittleren Bereich ein Mittelbereich der Matte aus Verstärkungsfäden gebildet ist, in welchem die Fäden genähert radial fächerförmig von einzelnen Punkten ausgehend verlaufen.Another way of designing the flexible Membrane is that in the middle area Middle area of the mat made of reinforcing threads is in which the threads approximate radially fan-shaped proceed from individual points.
Die Herstellung dieser Arten der Membranenverstärkung erfolgt derart, daß man im mittleren Bereich der Matte aus Verstärkungsfäden einen Mittelbereich bildet, in welchem die Fäden genähert radial zick-zackförmig ver laufen und/oder in welchem die Fäden genähert radial fächerförmig von einzelnen Punkten ausgehend verlaufen.The manufacture of these types of membrane reinforcement takes place in such a way that one in the middle area of the mat forms a central region from reinforcing threads, in which the threads approximate radially zigzag ver run and / or in which the threads are approached radially fan-shaped starting from individual points.
Die Herstellung der Verstärkungsfadenmatte kann mittels einer Platte oder eines Rahmens ausgeführt sein, der eine kreisförmige Anordnung von Stiften trägt, welche die Fäden in einer Position als ein Gewebe oder anderes Muster halten, das durch von Hand erfolgende oder mechanische Legung geschaffen ist.The reinforcing thread mat can be produced by means of a plate or a frame, the carries a circular array of pins which the threads in a position as a fabric or other Hold the pattern by hand or mechanical laying is created.
Zweckmäßig kann es sein, wenn die Membran im Zentrum eine Verstärkungsplatte aufweist.It can be useful if the membrane is in the center has a reinforcing plate.
Weiter kann es zweckmäßig sein, wenn die Membran nach innen konisch in den zentralen Bereich unmittelbar an der Außenseite der Peripherie der zentralen Verstär kungsplatte eingebogen ist.It may also be useful if the membrane after conical in the central area immediately the outside of the periphery of the central ampl Kungsplatte is bent.
Dabei kann die Verstärkungsplatte als ein flacher Ring mit einem Durchmesser geformt sein, der geringer ist als der von dem konisch geformten Teil der Membran.The reinforcement plate can be used as a flat ring be shaped with a diameter that is less than that of the conically shaped part of the membrane.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn der Durchmesser der zentralen Verstärkungsplatte vergrößert ist und ihr ein konisches Profil an ihrer Peripherie gegeben ist, wel ches der Mitte der abgebogenen Gestalt des konischen Teiles der Membran in seiner Druck- und Saugerschei nungsform angepaßt ist.It can also be advantageous if the diameter of the central reinforcement plate is enlarged and her a there is a conical profile on its periphery, wel ches the center of the bent shape of the conical Part of the membrane in its pressure and suction cup tion form is adapted.
Man wird die flexible Membran zweckmäßigerweise so gestalten, daß die Bindung der Verstärkungsplatte an das Elastomer, das die Membran bildet, durch Lochung der Verstärkungsplatte vergrößert ist.The flexible membrane is expediently so shape the binding of the reinforcement plate the elastomer that forms the membrane through perforation the reinforcement plate is enlarged.
Die zentrale Kante der Verstärkungsplatte wird man vorteilhafterweise über die allgemeine Oberfläche an der der Pumpenkammer zugewandten Seite erheben.The central edge of the reinforcement plate becomes one advantageously over the general surface the side facing the pump chamber.
Zur Erzielung einer besseren Verbindung der Verstär kungsplatte mit der Verstärkungsmatte und dem Elastomer der flexiblen Membran geht man so vor, daß die Ober fläche der Platte gerieft, geriffelt, gerippt, gewellt oder anderweitig aufgerauht ist, um eine zusätzliche Beständigkeit und Dichtung mit dem Material zu erhal ten, das die Membran bildet.To achieve a better connection of the amplifier Kungsplatte with the reinforcement mat and the elastomer the flexible membrane is done so that the upper surface of the panel fluted, corrugated, ribbed, corrugated or otherwise roughened for an additional Resistance and sealing to get with the material that forms the membrane.
Die Matte in der flexiblen Membran wird mit Vorteil so hergestellt, daß die Fäden axial orientierte Polyes therfäden sind.The mat in the flexible membrane is advantageous this way made that the threads axially oriented polyes threads are.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs beispielen näher erläutert. Es zeigen: The essence of the invention is based on in the drawing schematically illustrated execution examples explained in more detail. Show it:
Fig. 1 drei verschiedene Typen einer Verstärkungsmatte gezeichnet als Sektionen in einer Membran, Fig. 1, three different types of reinforcement mat marked as sections in a membrane,
Fig. 2 einen Rahmen für die Herstellung einer Matte, teilweise bespannt mit Verstärkungsfäden, Fig. 2 shows a frame for producing a mat, partially covered with reinforcing threads,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Membran mit zentraler Verstärkungsplatte, Fig. 3 is a plan view of a diaphragm with a central reinforcing plate,
Fig. 4a einen Querschnitt durch die Verstärkungsplatte mit gezahnter Oberfläche, FIG. 4a a cross section through the reinforcing plate with a serrated surface,
Fig. 4b einen Querschnitt durch eine Verstärkungsplatte mit geriffelter Oberfläche, FIG. 4b is a cross section through a reinforcing plate with corrugated surface,
Fig. 4c einen Querschnitt durch die Membran der Fig. 3, Fig. 4c is a cross-sectional view of the membrane of Fig. 3,
Fig. 5 einem Querschnitt durch eine Membran mit einer bevorzugten Ausführungsform der Verstärkungs platte. Fig. 5 shows a cross section through a membrane with a preferred embodiment of the reinforcing plate.
Die Pumpenmembran der Fig. 1 besteht aus einer im wesentlichen flexiblen runden Scheibe 1, welche aus einem elastomerischen Material besteht, das mit einer aus Verstärkungsfäden gewebten Matte verstärkt ist.The pump membrane of Fig. 1 consists of a substantially flexible round disc 1 , which consists of an elastomeric material which is reinforced with a mat woven from reinforcing threads.
Im Quadranten A der Fig. 1 ist der Stand der Technik dargestellt: Die Membran aus einem Elastomer enthält eine gewebte Matte aus orthogonal zueinander verlaufen den Fäden, von welchen einige Schußfäden und einige Kettfäden radial oder im wesentlichen in radialer Rich tung verlaufen, während andere unter einem Winkel von 45° zu diesen radial angeordneten Fäden verlaufen, und wieder andere unter anderen Winkeln. Als Resultat dieser Fadenanordnung ist die Steifigkeit und Elasti zität der Membran mit diesen Fäden nicht isotropisch. In the quadrant A of Fig. 1, the prior art is shown: The membrane made of an elastomer contains a woven mat of orthogonal to each other, the threads of which some weft threads and some warp threads run radially or substantially in the radial direction, while others under run at an angle of 45 ° to these radially arranged threads, and still others at different angles. As a result of this thread arrangement, the rigidity and elasticity of the membrane with these threads is not isotropic.
Während des Gebrauches werden einzelne Gebiete des Elastomers unterschiedlich gedehnt und beansprucht, daher verziehen sich solche Membranen und brechen eventuell.During use, individual areas of the Elastomers stretched and stressed differently, therefore such membranes warp and break perhaps.
Die beiden anderen Verstärkungsfadenanordnungen in der
Fig. 1 sind erfindungsgemäß:
In der Ausführungsform des Quadranten B ist eine An
ordnung von Verstärkungsfäden gezeigt, die aus zwei
Sätzen bzw. Serien von Verstärkungsfäden aufgebaut ist:
mit einem ersten Satz von Verstärkungsfäden 2, die sich
radial von einem zentralen Punkt der Membran 1 nach
außen erstrecken, und mit einem zweiten Satz von Fäden
3, die sich in Kreis- bzw. Spiralanordnung rings um das
Zentrum der Membran erstrecken. Dieser zweite Satz kann
aus einem einzigen Faden bestehen, der spiralförmig in
vielen Windungen um das Zentrum der Membran angeordnet
ist. Die Fäden 3 sind zwischen die Fäden 2 gewoben. Da
durch ist eine Art von Gitter gebildet. Die Zwischen
räume zwischen den Fäden dieses Gitters sind im wesent
lichen rechteckig. Solch eine Anordnung von Fasern bil
det eine Matte mit einer gleichförmigen radialen Stei
fe.The two other reinforcing thread arrangements in FIG. 1 are according to the invention:
In the embodiment of quadrant B, an arrangement of reinforcing threads is shown, which is constructed from two sets or series of reinforcing threads: with a first set of reinforcing threads 2 , which extend radially outwards from a central point of the membrane 1 , and with a second set of threads 3 which extend in a circular or spiral arrangement around the center of the membrane. This second set can consist of a single thread, which is arranged in a spiral in many turns around the center of the membrane. The threads 3 are woven between the threads 2 . As a kind of grid is formed by. The spaces between the threads of this grid are essentially rectangular. Such an arrangement of fibers forms a mat with a uniform radial stiffness.
Der Abstand der in Kreis- oder Spiralform gelegten Fä den voneinander kann variieren, wird er von innen nach außen geringer, sind die Zwischenräume zwischen den Fäden des Gitters in ihrer Fläche vergleichmäßigt.The distance of the circles or spirals which can vary from one another, it is inside out outside, the gaps between the Threads of the lattice evened out in their area.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist im Quadranten C dargestellt: Hier ist eine Anordnung von Verstärkungsfäden mit einem ersten Satz von Verstär kungsfäden 4 in einer im wesentlichen tangentialen An ordnung gezeigt, die von einem zentralen Kreis 5 in einer im wesentlichen in Richtung des Uhrzeigers ver laufenden Richtung sich nach außen erstrecken. Ein zweiter Satz von Verstärkungsfäden 6 ist so angeordnet, daß die Verstärkungsfäden sich im wesentlichen tangen tial von dem zentralen Kreis 5 in einer im wesentlichen gegen den Sinn des Uhrzeigers weisenden Richtung nach außen erstrecken. Die Fäden 4 und 6 können miteinander verwoben sein.An alternative embodiment of the invention is shown in quadrant C: Here, an arrangement of reinforcing threads with a first set of reinforcing threads 4 is shown in a substantially tangential order, which runs from a central circle 5 in a substantially clockwise direction Extend towards the outside. A second set of reinforcement threads 6 is arranged so that the reinforcement threads extend substantially tangentially outwardly from the central circle 5 in a generally counterclockwise direction. The threads 4 and 6 can be interwoven.
Die Verstärkungsfäden der erfindungsgemäß hergestellten Matten können aber auch auf andere Weise miteinander verbunden sein, z. B. durch einen Klebstoff. Sie brau chen aber auch vor dem Umhüllen mit dem Elastomer der Matte gar nicht miteinander verbunden zu sein, da das Elastomer diese gegenseitige Verbindung vornehmen kann.The reinforcing threads of those produced according to the invention Mats can also be used in other ways be connected, e.g. B. by an adhesive. You brew Chen but also before wrapping with the elastomer Mat not to be connected at all, because that Elastomer can make this mutual connection.
In dieser Ausführungsform des Quadranten c verursacht die Anhäufung der Fäden im Zentrum der Matte am Ring 5 eine nicht unterschreitbare Dicke der Matte.In this embodiment of the quadrant c, the accumulation of the threads in the center of the mat on the ring 5 causes a thickness of the mat which cannot be undercut.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist eine modifizierte Anordnung der Verstärkungsfäden gezeigt: Die Verstärkungsfäden sind in dieser Matte in drei ringförmigen Bereichen angeordnet, im äußeren ringför migen Bereich ist die gleiche Fadenlegung wie im Qua dranten C erfolgt, die Dichte der Fasern ist im zentra len Bereich der Matte jedoch geringer, da im zentralen Bereich andere Fadenlegungen erfolgt sind. Im äußeren Bereich sind zwei Sätze von Verstärkungsfäden in tan gentialer Anordnung vorgesehen, ein erster Satz von Fäden 11 in einer im wesentlichen mit der Uhrzeiger drehrichtung übereinstimmenden Richtung und ein zweiter Satz von Fäden 13, die im wesentlichen entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn verlaufen.In a further embodiment according to FIG. 2, a modified arrangement of the reinforcing threads is shown: the reinforcing threads are arranged in this mat in three ring-shaped areas, in the outer ring-shaped area the same thread laying as in quadrant C has taken place, the density of the fibers is in central area of the mat, however, less, since other thread layers have been made in the central area. In the outer region, two sets of reinforcing threads are provided in a tan potential arrangement, a first set of threads 11 in a direction essentially coinciding with the clockwise direction of rotation and a second set of threads 13 which run essentially counterclockwise.
Im Inneren des zentralen Ringes 12 sind zwei weitere konzentrische Ringe 14 und 15 angeordnet. Zwischen den Ringen 12 und 14 befindet sich eine Fadenlegung in Zick-Zackform, zwischen den Ringen 14 und 15 eine fächerförmige Fadenlagerung.Two further concentric rings 14 and 15 are arranged inside the central ring 12 . Between the rings 12 and 14 there is a zigzag thread laying, between the rings 14 and 15 a fan-shaped thread storage.
Die Verstärkungsfäden können in dieser Matte auch fort schreitend von dem innersten Ring 15 über den dazwi schen liegenden Ring 14 zu dem inneren Ring 12 gelegt sein, und sie können dann auch weiter bis zum äußeren Rand verlaufen, dort umkehren und in Gegenrichtung weiterverlaufen. In dieser Weise kann die ganze Matte mit einem einzigen Faden gelegt sein, der im Bereich der Ringe 12, 14, 15 seine Verlaufsrichtung ändert und am äußeren und am inneren Rand der Matte umkehrt. Dieser einzige Faden verläuft dabei abwechselnd in dem ersten Fadensatz 11 und im zweiten Fadensatz 13.The reinforcing threads can also be progressively placed in this mat from the innermost ring 15 over the intermediate ring 14 to the inner ring 12 , and they can then also continue to the outer edge, reverse there and continue in the opposite direction. In this way, the entire mat can be laid with a single thread, which changes its direction in the area of the rings 12 , 14 , 15 and reverses on the outer and inner edges of the mat. This single thread runs alternately in the first thread set 11 and in the second thread set 13 .
An den Umkehrpunkten des Fadens sind auf einer Scheibe, wie als Werkzeug zur Herstellung der Matte dient, Stif te angeordnet, um die der Faden gelegt wird. Diese Stift sind zweckmäßigerweise auf auf der Scheibe ange ordneten oder aus der Scheibenoberfläche als Vorsprünge herausgearbeiteten Ringen angeordnet.At the reversal points of the thread are on a disc, as a tool for making the mat, stif arranged around which the thread is laid. This Pen are conveniently on on the disc arranged or from the disc surface as projections worked out rings arranged.
Durch die Aufteilung der Richtungsänderung bzw. Rich tungsumkehr der Richtung der Fäden 11 und 13 zwischen den drei Sätzen von Ringen, ist die zentrale Dicke der Fadenverstärkungsmatte reduziert. Dies ist wichtig, da dieses eine bessere Verbindung mit der elastomerischen Schicht sichert, die die Membran bildet. Die Kontinui tät der Fäden ringsum sichert eine nutzvolle Lastver teilung.By dividing the change of direction or direction reversal of the direction of the threads 11 and 13 between the three sets of rings, the central thickness of the thread reinforcement mat is reduced. This is important as this ensures a better bond with the elastomeric layer that forms the membrane. The continuity of the threads all around ensures a useful load distribution.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Membran nach der Erfindung gemäß Fig. 3 und 4C besteht aus einem faser verstärkten Elastomerkörper 20 mit einer zentralen Verstärkungsplatte 21. Die obere Oberfläche der Platte 21, zugewandt der Pumpenkammer und in Kontakt mit der gepumpten Flüssigkeit, ist so gestaltet, daß sie ein Zusammentreffen mit dem Druckrohr der Membranpumpe vor sieht. Dazu ist ein Ring angebracht, dessen Oberfläche in besonderer Weise gestaltet ist. Die Gestaltung kann bestehen aus Riffeln 22 oder Sicken 23. Die Gestaltung der oberen Oberfläche durch Riffeln ist im Querschnitt in einem vergrößerten Maßstab in Fig. 14b gezeigt, die mit Sicken in Fig. 14c.A preferred embodiment of the membrane according to the invention according to FIGS. 3 and 4C consists of a fiber-reinforced elastomer body 20 with a central reinforcing plate 21 . The top surface of the plate 21 , facing the pump chamber and in contact with the pumped liquid, is designed to meet the pressure pipe of the diaphragm pump. For this purpose, a ring is attached, the surface of which is designed in a special way. The design can consist of corrugations 22 or beads 23 . The design of the upper surface by corrugation is shown in cross-section on an enlarged scale in Fig. 14b, that with beads in Fig. 14c.
Eine Membran mit einer Verstärkungsplatte 30 ist in Fig. 5 zu sehen. Dem äußeren Umfangsteil 31 der Platte 30 ist ein im Querschnitt leicht gerundetes, konisches Profil gegeben. Dieses Profil liegt zwischen zwei Mem branen 32, die sich hier an dieser Stelle vereinigen und in den Hauptteil 34 der Membran übergehen. Die Mem bran selbst ist ein durch die Einlage einer Verstär kungsfadenmatte verstärktes Elastomer, das in einer peripherischen Vergrößerung des Randdurchmessers 35 endet, die eine Flüssigkeitsabdichtung bildet, wenn die Membran in eine Pumpe eingelegt ist. A membrane with a reinforcing plate 30 can be seen in FIG. 5. The outer peripheral part 31 of the plate 30 is given a conical profile which is slightly rounded in cross section. This profile lies between two membrane branches 32 , which unite here at this point and merge into the main part 34 of the membrane. The membrane itself is an elastomer reinforced by the insert of a reinforcing thread mat, which ends in a peripheral enlargement of the edge diameter 35 , which forms a liquid seal when the membrane is inserted into a pump.
Um Membranen gemäß der Erfindung herzustellen, ist eine kreisförmige Matte mit einer Fadenanordnung, welche sich im wesentlichen radial in allen radialen Richtun gen von dem Zentrum erstreckt, auf beiden Seiten mit Lagen von Elastomer beschichtet und wenn erwünscht, mit einer Verstärkungsplatte versehen. Diese Schichten- bzw. Sandwichkonstruktion wird (meist unter Druck) erhitzt unter Bedingungen, zu denen das Elastomer vulkanisiert oder unter Beibehalt seiner Flexibilität erhärtet und unter denen gesichert ist, daß die Matte voll in eine homogene Lage eingebunden ist. Vulkanisierbarer Gummi ist der bevorzugte Elastomer. Obwohl nur eine Lage von der Verstärkungsmatte beschrieben ist, können zwei Lagen in das Elastomer eingebettet sein, das die Membran bildet. Jede Lage kann den gleichen Abstand zwischen seinen sich radial erstreckenden Fäden haben und die zwei Lagen können im Winkel verstellt sein, so daß die Fäden der einen Lage über den Zwischenräumen der anderen Lage befindlich sind. Eine solche Anordnung kann in der Abwesenheit einer zentralen Verstärkungs platte gewählt sein. Die benutzten Fäden müssen che misch und physikalisch an das elastomerische Material angepaßt sein, in welches sie als Verstärkung einge bettet sind. Geeignete Materialen für die Verstärkungs matte umfassen Glasfasern, Kohlefasern, Stahlfäden, Baumwollfäden, synthetische Polymerfasern, wie PTFE-Fäden, Nylonfäden, Polyestherfäden, solche wie Poly äthylen-Teraphtalanfasern, Kevlarfasern. Die Fasern können Monophile oder Multiphiyle in ihrer Struktur sein. Im Falle von synthetischen Polymerfäden sind sie vorzugsweise axial orientiert. Sie sind kompatibel mit dem elastomerischen Material, in welchem sie als Ver stärkung eingebettet sind.To make membranes according to the invention is one circular mat with a thread arrangement, which essentially radial in all radial directions extends from the center on both sides with Layers of elastomer coated and, if desired, with a reinforcing plate. These layers or Sandwich construction is heated (usually under pressure) under conditions to which the elastomer vulcanizes or hardened while maintaining its flexibility and under which it is ensured that the mat is fully in one homogeneous location is involved. Vulcanizable rubber is the preferred elastomer. Although only a location of the reinforcement mat is described, two Layers are embedded in the elastomer that the Membrane forms. Each layer can be the same distance between its radially extending threads and the two layers can be adjusted in angle, so that the threads of one layer over the gaps are in the other position. Such an arrangement can be in the absence of a central reinforcement plate selected. The threads used must che mix and physically to the elastomeric material be adjusted, in which they turned as reinforcement are bedded. Suitable materials for the reinforcement matt include glass fiber, carbon fiber, steel thread, Cotton threads, synthetic polymer fibers, such as PTFE threads, nylon threads, polyester threads, such as poly ethylene teraphthalene fibers, Kevlar fibers. The fibers can be monophiles or multiphiyls in their structure be. In the case of synthetic polymer threads, they are preferably axially oriented. They are compatible with the elastomeric material in which they are used as Ver strengthening are embedded.
Dieses verbesserte Verfahren der Konstruktion von Pum penmembranen sieht eine minimale Anzahl von Fäden vor, die mit der zentralen Platte verbunden sind und sieht verschiedene radiale Biegefestigkeiten vor, um das Le ben der Membran im Gebrauch zu verlängern.This improved method of designing pum pen membranes provide a minimal number of threads, connected to the central plate and sees different radial bending strengths before the Le lengthen the membrane in use.
Die Verbindung der sich kreuzenden Fäden kann durch Webvorgänge erfolgen, es kann aber auch ein Gestrick oder Gewirk vorgesehen sein, durch das sich die radial verlaufenden Fäden erstrecken oder mit dem diese geradlinig verlaufenden radial angeordneten Fäden verbunden sind.The crossing threads can be connected by Weaving takes place, but it can also be a knitted fabric or knitted fabric can be provided, through which the radial extending threads or with which straight, radially arranged threads are connected.
Claims (20)
dadurch gekennzeichnet,
daß man eine erste Serie von Verstärkungsfäden von einem mittleren Bereich ausgehend radial anordnet und mit einer zweiten Serie von Verstärkungsfäden, die in Umfangsrichtung gelegt sind, unter Bildung eines Gewebes in einer Art eines Spinnennetzes verwebt,
und daß man die so erhaltene Fadenmatte zwischen wenigstens zwei Lagen von Elastomer einbringt und mit diesem durch Zusammenpressen und Erhitzen ver bindet.17. A method for producing a fiber-reinforced, flexible membrane made of an elastomeric material, into which reinforcing threads are interwoven, which are woven together,
characterized,
arranging a first series of reinforcing threads radially starting from a central region and interweaving them with a second series of reinforcing threads which are laid in the circumferential direction to form a fabric in a type of spider web,
and that the thread mat thus obtained is introduced between at least two layers of elastomer and binds to it by pressing and heating together.
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Verstärkungsfäden an einen mittleren Bereich anschließend tangential anordnet, und zwar eine erste Serie von Verstärkungsfäden in einer dem Uhrzeigersinn entsprechenden Richtung und eine zweite Serie von Verstärkungsfäden in einer dem Gegenuhrzeigersinn entsprechenden Richtung,
daß man die Verstärkungsfäden dieser beiden Serien unter Bildung eines Gewebes in einer Art eines Spinnennetzes verwebt,
und daß man die so erhaltene Fadenmatte zwischen wenigstens zwei Lagen von Elastomer einbringt und mit diesem durch Zusammenpressen und Erhitzen ver bindet.18. A method for producing a fiber-reinforced, flexible membrane made of an elastomeric material, in which reinforcing threads are inserted which are woven together,
characterized,
that the reinforcing threads are then arranged tangentially to a central region, namely a first series of reinforcing threads in a clockwise direction and a second series of reinforcing threads in a counterclockwise direction,
that the reinforcing threads of these two series are woven together to form a fabric in a kind of a spider web,
and that the thread mat thus obtained is introduced between at least two layers of elastomer and binds to it by pressing and heating together.
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