DE102015113724B4

DE102015113724B4 - Diaphragm pump

Info

Publication number: DE102015113724B4
Application number: DE102015113724.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Dankbaar; Anders Grönhage
Original assignee: Kongsberg Automotive AB
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: DE102015113724A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit wenigstens einer in einem Pumpengehäuse angeordneten Pumpkammer, die mit einer Pumpmembran (4) gegenüber einem Antriebsraum in dem Pumpengehäuse abgedichtet ist, in dem ein Motor und eine von diesem antreibbare Taumelscheibe (6) angeordnet sind, die im Betrieb auf die Pumpmembran (4) einwirkt, um die Pumpmembran in oszillierende Pumpbewegungen zu versetzen, wobei durch den Motor ein mit dessen Antriebswelle (10) verbundenes Kurbelelement (12) zur Drehung antreibbar ist, in dem exzentrisch zur Antriebwelle (10) und in Richtung der Längsachse der Antriebswelle geneigter Antriebsstift (14) gelagert ist, der an seinem von dem Kurbelelement (12) abgewandten Ende drehbar in einer mit der Taumelscheibe (6) verbundenen Aufnahme gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eine den Endbereich des Antriebsstiftes (14) aufnehmende Lagerbuchse (9) aufweist, die ihrerseits in einer mit der Taumelscheibe verbundenen Aufnahmehülse (8) gefasst ist und an ihrem der Taumelscheibe (6) zugewandten Ende offen ist, und dass zwischen dem Boden der Aufnahmehülse (8) und dem diesem zugewandten Ende der Lagerbuchse (9) eine Lagerscheibe (16) angeordnet ist, die in Berührung mit dem offenen Ende der Lagerbuchse liegenden Endbereich des Antriebsstiftes (14) kommt.The present invention relates to a diaphragm pump with at least one pump chamber arranged in a pump housing, which is sealed with a pump membrane (4) from a drive space in the pump housing in which a motor and a swash plate (6) which can be driven by this are arranged, which during operation acts on the pump diaphragm (4) to set the pump diaphragm in oscillating pumping movements, whereby a crank element (12) connected to its drive shaft (10) can be driven to rotate by the motor, eccentrically to the drive shaft (10) and in the direction of the The drive pin (14) inclined along the longitudinal axis of the drive shaft is mounted, which is rotatably mounted at its end facing away from the crank element (12) in a receptacle connected to the swash plate (6), characterized in that the receptacle is the end region of the drive pin (14) has receiving bearing bush (9), which in turn in a receiving sleeve connected to the swash plate (8 ) is taken and is open at its end facing the swash plate (6), and that between the bottom of the receiving sleeve (8) and the end of the bearing bushing (9) facing it, a bearing washer (16) is arranged, which is in contact with the open At the end of the bearing bush, the end region of the drive pin (14) comes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe mit wenigstens einer in einem Pumpengehäuse angeordneten Pumpkammer, die mit einer Pumpmembran gegenüber einem Antriebsraum dem Pumpengehäuse abgedichtet ist, in dem ein Motor und eine von diesem antreibbare Taumelscheibe angeordnet sind, die im Betrieb auf die Pumpmembran einwirkt, um die Pumpmembran in oszillierende Pumpbewegungen zu versetzen, wobei durch den Motor ein mit dessen Antriebswelle verbundenes Kurbelelement zur Drehung antreibbar ist, in dem exzentrisch zur Antriebwelle und in Richtung der Längsachse der Antriebswelle geneigter Antriebsstift gelagert ist, der an seinem von dem Kurbelelement abgewandten Ende drehbar in einer mit der Taumelscheibe verbundenen Aufnahme gelagert ist.The present invention relates to a diaphragm pump with at least one pump chamber arranged in a pump housing, which is sealed with a pump diaphragm against a drive chamber of the pump housing in which a motor and a swash plate drivable by this are arranged, which acts on the pump diaphragm during operation, around which To set the pump membrane in oscillating pumping movements, whereby a crank element connected to its drive shaft can be driven to rotate by the motor, in which the drive pin, which is inclined eccentrically to the drive shaft and in the direction of the longitudinal axis of the drive shaft and which is rotatable at its end facing away from the crank element, is mounted is mounted with the swash plate connected recording.

Membranpumpen werden zum Beispiel in Kraftfahrzeugen als Druckluftquellen verwendet, mit denen aufblasbare Zellen als Stützkissen oder Formelemente in den Sitzkörpern von Kraftfahrzeugsitzen aufgeblasen oder Massagevorrichtungen betrieben werden, bei denen eine Reihe von Massagezellen periodisch aufgeblasen und entlüftet werden.Diaphragm pumps are used, for example, in motor vehicles as compressed air sources with which inflatable cells are inflated as support cushions or shaped elements in the seat bodies of motor vehicle seats or massage devices are operated in which a number of massage cells are periodically inflated and deflated.

Eine Membranpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist aus JP 2015-31 154 A bekannt.A diaphragm pump with the features of the preamble of claim 1 is from JP 2015-31 154 A known.

Eine weitere derartige Membranpumpe ist aus EP 1 308 622 B1 bekannt. In einem Pumpengehäuse ist eine Pumpenmembran angeordnet und gegenüber einem Antriebsraum im Pumpengehäuse abgedichtet. In dem Antriebsraum sind ein Motor und eine von diesem angetriebene Taumelscheibe angeordnet, die auf die Pumpenmembran einwirken kann, um sie in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Auf der der Taumelscheibe gegenüberliegenden Seite der Pumpenmembran ist eine Ventilplatte mit wenigstens einem mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung stehenden Einlass-Einwegventil, um bei Unterdruck in der Pumpkammer Luft in dieser einzulassen, und wenigstens einem Auslass-Einwegventil angeordnet, um bei Überdruck in der Pumpkammer Luft daraus in einen Auslasskanal zu fördern. Die Pumpkammer liegt zwischen der Pumpenmembran und der Ventilplatte.Another such diaphragm pump is off EP 1 308 622 B1 known. A pump membrane is arranged in a pump housing and is sealed off from a drive space in the pump housing. A motor and a swash plate driven by the latter are arranged in the drive space and can act on the pump diaphragm in order to set it in an oscillating motion. On the side of the pump diaphragm opposite the swash plate there is a valve plate with at least one inlet one-way valve in communication with the ambient atmosphere in order to let air into the pump chamber when there is negative pressure, and at least one outlet one-way valve in order to release air in the case of overpressure in the pump chamber to convey from it into an outlet channel. The pump chamber lies between the pump membrane and the valve plate.

In der in EP 1 308 622 B1 dargestellten Ausführungsform ist die Pumpenmembran aus einem elastischen Material hergestellt und mit drei darin gebildeten, becherförmigen Pumpkammern versehen, die um 120° versetzt zueinander um einen zentralen Bereich angeordnet sind. Durch die Bewegung der Taumelscheibe bei Betrieb des Motors werden die drei becherförmigen Pumpkammern sukzessive komprimiert, so dass Luft aus der jeweils komprimierten Pumpkammer durch das Auslass-Einwegventil in den Auslasskanal gedrückt wird. Nach Ende der Kompression der Pumpkammer und der Weiterbewegung der Taumelscheibe kann sich die komprimierte Pumpkammer durch elastische Rückstrellkräfte wieder ausdehnen, wobei durch den dadurch in der Pumpkammer entstehenden Unterdruck Luft durch das Einlass-Einwegventil in die Pumpkammer eingesogen wird.In the in EP 1 308 622 B1 In the illustrated embodiment, the pump membrane is made of an elastic material and is provided with three cup-shaped pump chambers formed therein, which are offset from one another by 120 ° around a central area. The movement of the swash plate when the engine is running causes the three cup-shaped pumping chambers to be successively compressed, so that air is pressed from the respectively compressed pumping chamber through the outlet one-way valve into the outlet channel. After the end of the compression of the pumping chamber and the further movement of the swash plate, the compressed pumping chamber can expand again by elastic return forces, whereby air is sucked into the pumping chamber through the inlet one-way valve due to the negative pressure created in the pumping chamber.

Der Motor hat eine von diesem angetriebene und in Richtung der Taumelscheibe vorstehende Antriebswelle. Die Antriebswelle ist mit einem senkrecht von der Antriebwelle abstehenden Kurbelelement verbunden. In dem Kurbelelement ist ein Antriebsstift aufgenommen. Das in dem Kurbelelement aufgenommene Ende des Antriebsstiftes liegt exzentrisch zur Antriebswelle, d.h. auf radialem Abstand zur Antriebswelle. Darüber hinaus ist der Antriebsstift zur Antriebswelle hin geneigt, d.h. das Ende des Antriebsstifts das dem in dem Kurbelelement aufgenommenen Ende gegenüberliegt, liegt näher an der Längsachse der Antriebswelle als das in dem Kurbelelement aufgenommene Ende.The motor has a drive shaft driven by it and protruding in the direction of the swash plate. The drive shaft is connected to a crank element projecting perpendicularly from the drive shaft. A drive pin is received in the crank element. The end of the drive pin received in the crank element is eccentric to the drive shaft, i.e. at a radial distance from the drive shaft. In addition, the drive pin is inclined towards the drive shaft, i.e. the end of the drive pin which is opposite the end received in the crank element is closer to the longitudinal axis of the drive shaft than the end received in the crank element.

Die Aufnahme für den Antriebsstift an der Taumelscheibe wird in der dargestellten Ausführungsform durch eine einstückig im Zentrum der Taumelscheibe daran angeformte Hülse gebildet. Bei Drehung des Kurbelelements dreht sich das in der Hülse an der Taumelscheibe aufgenommene Ende des Antriebsstiftes relativ zu der Hülse um die Längsachse des Antriebsstifts. Es wirken auch axiale Kräfte in Richtung der Längsachse des Antriebsstiftes, die den Antriebsstift in die Hülse an der Taumelscheibe hineindrücken. Um die dabei auftretende Reibung der Endfläche des Antriebsstiftes am Boden der Hülse zu reduzieren, ist in die Hülse eine Metallkugel eingebracht, die in Kontakt mit dem Boden der Hülse und der Endfläche des Antriebsstiftes zwischen diesen liegt, um die Reibungsfläche zu verkleinern. Eine solche Membranpumpe ist aus DE 37 18 967 A1 bekannt.In the embodiment shown, the receptacle for the drive pin on the swash plate is formed by a sleeve integrally formed thereon in the center of the swash plate. When the crank element rotates, the end of the drive pin received in the sleeve on the swash plate rotates relative to the sleeve about the longitudinal axis of the drive pin. There are also axial forces acting in the direction of the longitudinal axis of the drive pin, which press the drive pin into the sleeve on the swash plate. In order to reduce the resulting friction of the end surface of the drive pin on the bottom of the sleeve, a metal ball is inserted into the sleeve, which is in contact with the bottom of the sleeve and the end surface of the drive pin between them in order to reduce the friction surface. Such a diaphragm pump is off DE 37 18 967 A1 known.

Neben der Reibung zwischen der Endfläche des Antriebsstiftes und dem Boden der Buchse tritt auch Reibung zwischen der Mantelfläche des in der Buchse aufgenommenen Endes des Antriebsstiftes und der umgebenden Innenfläche der Hülse auf. Da das Material der Taumelscheibe auf Eigenschaften wie mechanische Festigkeit hin optimal ausgewählt werden muss und die das Ende des Antriebsstiftes aufnehmende Hülse aus demselben Material an die Taumelscheibe angeformt ist, kann das Material der Hülse nicht im Hinblick auf möglichst niedrige Reibung mit dem Antriebsstift optimiert ausgewählt werden.
Es ist auch eine Membranpumpe der beschriebenen Art bekannt, bei der in die Hülse an der Taumelscheibe eine diese auskleidende Lagerbuchse eingebracht ist, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, das eine niedrigere Reibung mit dem darin aufgenommenen Ende des Antriebsstiftes hat als das Material der Taumelscheibe. Das aufgenommene Ende des Antriebsstiftes liegt in diesem Fall auf dem geschlossenen Boden der Lagerbuchse auf. Zwar ist die Reibung zwischen dem Boden der Lagerbuchse und der Endfläche des Antriebsstiftes aufgrund der Materialauswahl der Lagerbuchse reduziert, es kann bei Dauerbetrieb unter hoher Belastung die Reibung zu einer so starken Erhitzung führen, dass Schäden an der Lagerbuchse oder der Taumelscheibe auftreten können. Solche Dauerbelastung mit hoher Reibung kann zum Beispiel bei Membranpumpen auftreten, die für Massagevorrichtungen in Fahrzeugsitzen verwendet werden, was einen länger andauernden Betrieb der Membranpumpe unter hoher Belastung mit sich bringt. Jedenfalls können der Bereich der Auflage des Antriebsstiftes, wo die höchste Druck- und Wärmebelastung auftritt, und die seitlichen Kontaktbereiche der Lagerbuchse nicht materialmäßig unabhängig optimiert werden. Aus EP 1 900 942 A1 ist eine Membranpumpe bekannt, die auch eine in die Hülse an der Taumelscheibe eingesetzte Lagerbuchse aufweist; allerdings hat die die Lagerbuchse einen offenen Boden, so dass das Ende des Antriebsstiftes in Kontakt mit der Oberfläche der Taumelscheibe kommt. In Bezug auf die Reibung der Endfläche des Antriebsstiftes an der Taumelscheibe entspricht die Situation hier einer Membranpumpe mit daran angeformter Hülse zur Aufnahme des Antriebsstiftes wie oben beschrieben.In addition to the friction between the end surface of the drive pin and the bottom of the bushing, there is also friction between the outer surface of the end of the drive pin received in the bushing and the surrounding inner surface of the sleeve. Since the material of the swash plate must be optimally selected for properties such as mechanical strength and the sleeve receiving the end of the drive pin is molded onto the swash plate from the same material, the material of the sleeve cannot be selected optimally with regard to the lowest possible friction with the drive pin .
A diaphragm pump of the type described is also known, in which a bearing bush lining the swash plate and made of a plastic material is introduced into the sleeve on the swash plate is made that has a lower friction with the end of the drive pin received therein than the material of the swash plate. In this case, the received end of the drive pin rests on the closed bottom of the bearing bush. Although the friction between the bottom of the bearing bushing and the end face of the drive pin is reduced due to the choice of material for the bearing bushing, in continuous operation under high loads the friction can lead to so much heating that damage to the bearing bushing or the swash plate can occur. Such continuous loading with high friction can occur, for example, in diaphragm pumps that are used for massage devices in vehicle seats, which entails longer-lasting operation of the diaphragm pump under high loading. In any case, the area of the support of the drive pin, where the highest pressure and heat load occurs, and the lateral contact areas of the bearing bushing cannot be optimized independently of the material. the end EP 1 900 942 A1 a diaphragm pump is known which also has a bearing bush inserted into the sleeve on the swash plate; however, the bushing has an open bottom so that the end of the drive pin comes into contact with the surface of the swash plate. With regard to the friction of the end face of the drive pin on the swash plate, the situation here corresponds to a diaphragm pump with an integrally formed sleeve for receiving the drive pin, as described above.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Membranpumpe so auszugestalten, dass sie auch bei Dauerbetrieb unter hoher Belastung besser gegenüber Schäden durch Reibung des Antriebsstiftes und resultierende Erwärmung der umgebenen Komponenten geschützt ist.The object of the present invention is to design a diaphragm pump in such a way that it is better protected against damage caused by friction of the drive pin and the resulting heating of the surrounding components, even during continuous operation under high loads.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Membranpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The diaphragm pump with the features of claim 1 serves to solve this problem. Advantageous embodiments of the invention are listed in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Aufnahme eine den Endbereich des Antriebsstiftes aufnehmende Lagerbuchse aufweist. Diese ist ihrerseits in einer mit der Taumelscheibe verbundenen Aufnahmehülse gefasst und ist an ihrem der Taumelscheibe zugewandten Ende offen, so dass die Endfläche des Antriebsstiftes in dem offenen Ende der Lagerbuchse freilegt. Zwischen dem Boden der Aufnahmehülse und dem diesen zugewandten Ende der Lagerbuchse befindet sich eine Lagerscheibe, die in Berührung mit dem in der Öffnung der Lagerbuchse liegenden Endbereich des Antriebsstiftes kommt. Die Lagerscheibe, an der das Ende des Antriebsstiftes anliegt, schafft eine Kontaktfläche mit niedriger Reibung. Die Gestaltung der Lagerbuchse als offene Lagerbuchse, so dass das Ende des Antriebsstiftes in der Öffnung der Lagerbuchse freiliegt, eröffnet erst die Möglichkeit, zwischen dem offenen Ende der Lagerbuchse und dem Bodenbereich der Taumelscheibe im Bereich der Aufnahmehülse eine Lagerscheibe einzusetzen, die dann in Kontakt mit dem freiliegenden Ende des Antriebsstiftes kommt. Die Ausbildung der Lagerscheibe als von der Lagerbuchse separates Bauteil eröffnet die Möglichkeit, das Material der Lagerscheibe unabhängig von dem Material der Lagerbuchse auszuwählen und damit die Lagerscheibe auf die speziellen Anforderungen im Bereich der Auflage der Spitze des Antriebsstiftes optimal anzupassen. Im Auflagebereich der Spitze des Antriebsstiftes kommt es nämlich neben der hohen Relativgeschwindigkeit der Oberfläche des Antriebsstiftes zu der ruhenden Lagerscheibe zu hohen Druckkräften, denen die Lagerscheibe mechanisch und im Hinblick auf die damit verbundene Wärmeentwicklung widerstehen muss.According to the invention it is provided that the receptacle has a bearing bush which receives the end region of the drive pin. This in turn is held in a receiving sleeve connected to the swash plate and is open at its end facing the swash plate, so that the end face of the drive pin is exposed in the open end of the bearing bush. Between the bottom of the receiving sleeve and the end of the bearing bushing facing it, there is a bearing washer which comes into contact with the end region of the drive pin located in the opening of the bearing bushing. The bearing washer against which the end of the drive pin rests creates a low friction contact surface. The design of the bearing bushing as an open bearing bushing, so that the end of the drive pin is exposed in the opening of the bearing bushing, only opens up the possibility of inserting a bearing disk between the open end of the bearing bushing and the bottom area of the swash plate in the area of the receiving sleeve, which is then in contact with comes to the exposed end of the drive pin. The design of the bearing disk as a separate component from the bearing bushing opens up the possibility of selecting the material of the bearing disk independently of the material of the bearing bushing and thus optimally adapting the bearing disk to the special requirements in the area of the support of the tip of the drive pin. In the support area of the tip of the drive pin, in addition to the high relative speed of the surface of the drive pin to the stationary bearing disk, there are high compressive forces which the bearing disk has to withstand mechanically and with regard to the associated heat development.

Die Größe der Lagerscheibe ist unkritisch, sie muss lediglich so groß sein, dass sie die Öffnung der Lagerbuchse in jedem Fall wenigstens so vollständig überdeckt, dass der Kontakt zwischen der Metallplatte und dem Ende des Antriebsstiftes sichergestellt ist. Das bedeutet, dass die Fläche der Metallplatte größer als die Fläche der Öffnung in der Lagerbuchse ist und wenigstens so groß ist, dass die Lagerscheibe nicht durch Verrutschen die Öffnung der Lagerbuchse freigeben könnte. Demgegenüber ist die im eingangs genannten Stand der Technik beschriebene Metallkugel in der Lagerbuchse in Bezug auf ihre präzise Größe kritisch, da diese genau zum Innendurchmesser der Lagerbuchse passen muss. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Gestaltung die Möglichkeit, die Lagerscheibe mit einer Fläche zu gestalten, die größer als die Fläche der Öffnung der Lagerbuchse oder die Querschnittsfläche des Antriebsstiftes ist. Dadurch kann die an dem reibenden Kontaktbereich zwischen der Lagerscheibe und dem Ende des dagegen gedrückten, rotierenden Antriebsstiftes erzeugte Wärme sich über die größere Lagerscheibe verteilen und über eine größere Fläche an die Umgebung abgegeben werden. Dadurch ist die Gefahr von Schäden durch lokale Überhitzungen reduziert.The size of the bearing washer is not critical; it just has to be large enough to cover the opening of the bearing bush at least so completely that contact between the metal plate and the end of the drive pin is ensured. This means that the area of the metal plate is larger than the area of the opening in the bearing bush and is at least so large that the bearing disk could not open the opening of the bearing bush by slipping. In contrast, the metal ball in the bearing bush described in the prior art mentioned at the beginning is critical with regard to its precise size, since it must match the inside diameter of the bearing bush exactly. In addition, the design according to the invention offers the possibility of designing the bearing disk with an area that is larger than the area of the opening of the bearing bush or the cross-sectional area of the drive pin. As a result, the heat generated at the frictional contact area between the bearing disk and the end of the rotating drive pin pressed against it can be distributed over the larger bearing disk and given off to the environment over a larger area. This reduces the risk of damage from local overheating.

Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung kann einerseits ein für die Reibung zwischen Mantelfläche des Antriebsstiftes und der umgebenden Innenfläche der Lagerbuchse optimales Kunststoffmaterial mit niedriger Reibung gewählt werden. Andererseits ist der Auflagekontaktbereich zwischen dem Ende des Antriebsstiftes und der Lagerscheibe hohen mechanischen und thermischen Belastungen gewachsen, so dass die Gefahr von Schäden auch bei langandauernder Belastung der Membranpumpe reduziert ist und damit die Lebensdauer der Membranpumpe erhöht ist.With the design according to the invention, on the one hand, a plastic material with low friction that is optimal for the friction between the outer surface of the drive pin and the surrounding inner surface of the bearing bush can be selected. On the other hand, the bearing contact area between the end of the drive pin and the bearing washer has grown under high mechanical and thermal loads, so that the risk of damage is reduced even if the diaphragm pump is subjected to prolonged stress, and the service life of the diaphragm pump is increased.

Die Lagerscheibe kann zum Beispiel aus Metall, Polymeren mit niedrigem Reibungskoeffizienten oder keramischen Material bestehen. Die Ausbildung der Lagerscheibe als Metallscheibe ist jedoch bevorzugt, da Metalle gute Wärmeleitfähigkeit haben und dadurch die punktuell im Bereich der Auflage der Spitze des Antriebsstiftes auf die Lagerscheibe erzeugte Wärme gut abfließen und über die Metallscheibe verteilt werden kann.The bearing washer can be made of metal, polymers with a low coefficient of friction or ceramic material, for example. The design of the bearing disk as a metal disk is preferred, however, since metals have good thermal conductivity and as a result the heat generated at points in the area where the tip of the drive pin rests on the bearing disk can flow away well and be distributed over the metal disk.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das der Metallplatte zugewandte Ende des Antriebsstiftes abgerundet, so dass die Kontaktfläche zwischen dem Ende des Antriebsstiftes und der Metallfläche reduziert ist.In a preferred embodiment, the end of the drive pin facing the metal plate is rounded, so that the contact area between the end of the drive pin and the metal surface is reduced.

In diesem Fall kann die Lagerscheibe vorzugsweise die Form eines flachen Zylinders oder Prismas haben, d.h. die gegenüberliegenden Stirnflächen sind eben und parallel zu einander. Eine solche Ausbildung ist aus Herstellungsgründen bevorzugt.In this case, the bearing washer can preferably have the shape of a flat cylinder or prism, i.e. the opposite end faces are flat and parallel to one another. Such a design is preferred for manufacturing reasons.

In einer alternativen Ausführungsform kann die dem Antriebsstift zugewandte Oberfläche der Lagerscheibe wenigstens im zentralen Bereich konvex geformt sein. In diesem Fall kann die der Lagerscheibe zugewandte Endfläche des Antriebsstiftes eben sein und trotzdem nur einen im wesentlichen punktförmigen Kontaktbereich mit der konvexen Oberfläche der Lagerscheibe haben.In an alternative embodiment, the surface of the bearing disk facing the drive pin can have a convex shape, at least in the central area. In this case, the end face of the drive pin facing the bearing disk can be flat and nevertheless only have an essentially punctiform contact area with the convex surface of the bearing disk.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die dem Antriebsstift zugewandte Oberfläche der Lagerscheibe wenigstens im zentralen Bereich konkav geformt sein. Eine konkave Gestaltung der Oberfläche der Lagerscheibe hat für den Antriebsstift eine zentrierende Wirkung.In a further alternative embodiment, the surface of the bearing disk facing the drive pin can have a concave shape, at least in the central region. A concave design of the surface of the bearing disc has a centering effect on the drive pin.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Membranpumpe im Querschnitt zeigt und
2 eine vergrößerte Detailansicht des Querschnitts aus 1 zeigt.

The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which:

1 shows a partial view of a diaphragm pump according to the invention in cross section and
2 an enlarged detailed view of the cross section 1 shows.

1 zeigt eine Membranpumpe im Querschnitt, wobei der untere Teil, der den Antriebsmotor enthält, nur teilweise dargestellt ist. 2 zeigt den von dem gestrichelten Kreis umschlossenen Bereich in Vergrößerung. 1 shows a diaphragm pump in cross section, the lower part, which contains the drive motor, being only partially shown. 2 shows the area enclosed by the dashed circle enlarged.

In einem Antriebsraum des Pumpengehäuses ist eine Taumelscheibe 6 gelagert. Ferner ist eine Membran 4 vorgesehen, die mehrere becherförmige Pumpenkammern definiert, die verteilt um einen zentralen Bereich angeordnet sind. Bei Betrieb der Taumelscheibe 6 werden die becherförmigen Pumpenkammern sukzessive komprimiert und dehnen sich bei Weiterbewegung der Taumelscheibe 6 elastisch wieder aus. Dadurch wird in jeder Pumpenkammer periodisch Überdruck und Unterdruck erzeugt. Eine hier nicht näher dargestellte Ventilplatte zwischen der Pumpenmembran 4 und einem Ausgabekanal 20 sorgt dafür, dass bei Überdruck in einer Pumpenkammer Luft unter Druck in den Ausgabekanal gefördert wird, während bei Unterdruck Luft aus der Umgebung in die Pumpenkammer nachfließt. Die Ausgestaltung der Ventilplatte entspricht derjenigen von herkömmlichen Membranpumpen und wird daher hier nicht weiter erläutert.A swash plate is located in a drive space of the pump housing 6th stored. There is also a membrane 4th provided which defines a plurality of cup-shaped pump chambers which are arranged distributed around a central region. When the swashplate is operating 6th the cup-shaped pump chambers are successively compressed and expand as the swash plate moves further 6th elastic again. This periodically generates positive and negative pressure in each pump chamber. A valve plate, not shown here, between the pump membrane 4th and an output channel 20th ensures that if there is overpressure in a pump chamber, air under pressure is pumped into the output channel, while if there is underpressure, air from the environment flows into the pump chamber. The design of the valve plate corresponds to that of conventional diaphragm pumps and is therefore not explained further here.

Zum Antrieb der Taumelscheibe 6 ist im unteren, hier nur teilweise gezeigten Pumpengehäuse ein Motor angeordnet. Der Motor treibt eine Antriebswelle 10 zur Rotation um ihre eigene Längsachse an. Am äußeren Ende der Antriebswelle 10 ist diese mit einem Kurbelelement 12 verbunden. In dem Kurbelelement 12 ist exzentrisch zur Antriebswelle 10 ein Antriebsstift 14 aufgenommen. Der Antriebsstift 14 ist neben seiner exzentrischen Verbindung mit dem Kurbelelement 12 zur Längsachse der Antriebswelle 10 hin geneigt gelagert, so dass das von dem Kurbelelement 12 abgewandte Ende des Antriebsstiftes 14 näher an der Längsachse der Antriebswelle 10 liegt.To drive the swash plate 6th a motor is arranged in the lower pump housing, which is only partially shown here. The motor drives a drive shaft 10 to rotate around its own longitudinal axis. At the outer end of the drive shaft 10 is this with a crank element 12th tied together. In the crank element 12th is eccentric to the drive shaft 10 a drive pin 14th recorded. The drive pin 14th is next to its eccentric connection with the crank element 12th to the longitudinal axis of the drive shaft 10 mounted inclined so that the of the crank element 12th remote end of the drive pin 14th closer to the longitudinal axis of the drive shaft 10 lies.

Das von dem Kurbelelement 12 abgewandte Ende des Antriebsstiftes 14 ist in einer Lagerbuchse 9 aufgenommen. Die Lagerbuchse 9 ist ihrerseits in einer an die Taumelscheibe 6 angeformten Aufnahmehülse 8 aufgenommen. Die Lagerbuchse 9 besteht aus einem Material, das einen geringen Reibungskoeffizienten mit dem Antriebsstift 14 hat. Bei Rotation des Kurbelelements 12 dreht sich der Antriebsstift 14 nämlich um seine eigene Achse relativ zu der Aufnahmebuchse 9. Rotiert das Kurbelelement 12 dreht sich das in dem Kurbelelement 12 aufgenommene Ende des Antriebsstiftes auf einer Kreisbahn um die Längsachse der Antriebswelle 10. Dabei bleibt der Neigungswinkel des Antriebsstiftes zur Längsachse der Antriebswelle 10 konstant, der Antriebsstift 14 ändert aber kontinuierlich seine Orientierung im Raum und versetzt dadurch die Taumelscheibe 6 in eine periodische taumelnde Bewegung. Dadurch werden die Pumpenkammern periodisch axial komprimiert und durch elastische Rückstellkräfte wieder expandiert, um dadurch den Pumpvorgang zu bewirken.That from the crank element 12th remote end of the drive pin 14th is in a bearing bush 9 recorded. The bearing bush 9 is in turn in one of the swash plate 6th molded receiving sleeve 8th recorded. The bearing bush 9 is made of a material that has a low coefficient of friction with the drive pin 14th Has. When the crank element rotates 12th the drive pin rotates 14th namely around its own axis relative to the receiving socket 9 . Rotates the crank element 12th that rotates in the crank element 12th recorded end of the drive pin on a circular path around the longitudinal axis of the drive shaft 10 . The angle of inclination of the drive pin to the longitudinal axis of the drive shaft remains 10 constant, the drive pin 14th but continuously changes its orientation in space and thereby displaces the swash plate 6th into a periodic tumbling motion. As a result, the pump chambers are periodically compressed axially and expanded again by elastic restoring forces, thereby causing the pumping process.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht die Lagerbuchse 16 aus Metall und wird daher im Folgenden als Metallscheibe oder Metallplatte 16 bezeichnet.In the embodiment described here, there is the bearing bush 16 made of metal and is therefore referred to below as a metal disk or metal plate 16 designated.

Die Lagerbuchse 9 ist an ihrem dem Boden der Taumelplatte 6 zugewandten Ende offen, so dass das vom Kurbelelement 12 abgewandte Ende des Antriebsstiftes 14 in der Öffnung der Lagerbuchse 9 freiliegt. Zwischen dem Boden der Aufnahmehülse 8 und der diesem zugewandten Stirnfläche der Lagerbuchse 9 befindet sich eine Metallplatte 16. Das in der zugewandten Öffnung der Lagerbuchse 9 freiliegende Ende des Antriebsstiftes 14 liegt auf der Metallplatte 16 auf. Durch den Andruck der Taumelscheibe 6 auf die Pumpmembran 4 besteht auch eine axiale Andruckkraft des Antriebsstiftes 12 in dessen Längsrichtung auf die Metallplatte 16. Da sich der Antriebsstift bei Rotation des Kurbelelements 12 auch um seine eigene Achse dreht, besteht aufgrund der Eigendrehung des Antriebsstiftes 12 ein reibender Kontakt zwischen dem Ende des Antriebsstiftes 12 und der Metallplatte 16. Die Metallplatte 16 kann, im Vergleich zur Endfläche des Antriebsstiftes 12, groß sein, sie kann zum Beispiel den gesamten Boden der Aufnahmehülse 8 ausfüllen. Aufgrund von Wärmeleitung in der Metallplatte 16 verteilt sich daher die an der Reibungskontaktfläche zwischen Antriebsstift 12 und der Metallplatte 16 entstehende Wärme großflächig auf die Metallplatte und kann darüber großflächig abfließen. Auf diese Weise wird verhindert, dass es lokal zu einer starken Aufheizung kommt, die die Lagerbuchse oder die Taumelscheibe beschädigen könnte. Daher ist die so aufgebaute Membranpumpe besser gegen Beschädigungen bei Dauerbetrieb mit hoher Leistung geschützt und hat daher eine höhere Lebensdauer.The bearing bush 9 is at the bottom of the swashplate 6th facing end open, so that from the crank element 12th remote end of the drive pin 14th in the opening of the bearing bush 9 exposed. Between the bottom of the receiving sleeve 8th and the face of the bearing bush facing this 9 there is a metal plate 16 . That in the facing opening of the bearing bush 9 exposed end of the drive pin 14th lies on the metal plate 16 on. By the pressure of the swash plate 6th on the pump membrane 4th there is also an axial pressing force of the drive pin 12th in its longitudinal direction on the metal plate 16 . Since the drive pin moves when the crank element rotates 12th also rotates around its own axis, exists due to the self-rotation of the drive pin 12th frictional contact between the end of the drive pin 12th and the metal plate 16 . The metal plate 16 can, compared to the end face of the drive pin 12th , be large, for example, it can cover the entire base of the receiving sleeve 8th to complete. Due to heat conduction in the metal plate 16 therefore distributes itself on the frictional contact surface between the drive pin 12th and the metal plate 16 Generating heat over a large area on the metal plate and can flow away over a large area. This prevents strong local heating that could damage the bearing bushing or the swash plate. Therefore, the diaphragm pump constructed in this way is better protected against damage during continuous operation with high performance and therefore has a longer service life.

Durch Abrundung der Endfläche des Antriebsstifts ist die Kontaktfläche mit der Metallplatte vermindert, was Reibungseffekte reduziert. Alternativ kann die Kontaktfläche zwischen dem Ende des Antriebsstiftes und der Lagerscheibe dadurch reduziert sein, dass wenigstens der zentrale Bereich der Lagerscheibe konvex geformt ist. In diesem Fall kann die Endfläche des Antriebsstiftes auch eben sein.By rounding the end face of the drive pin, the contact area with the metal plate is reduced, which reduces the effects of friction. Alternatively, the contact area between the end of the drive pin and the bearing disk can be reduced in that at least the central region of the bearing disk is convexly shaped. In this case, the end face of the drive pin can also be flat.

Claims

Diaphragm pump with at least one pump chamber arranged in a pump housing, which is sealed with a pump membrane (4) from a drive space in the pump housing in which a motor and a swash plate (6) that can be driven are arranged, which during operation act on the pump membrane (4 ) acts to set the pump membrane in oscillating pumping movements, whereby a crank element (12) connected to its drive shaft (10) can be driven to rotate by the motor, in the drive pin inclined eccentrically to the drive shaft (10) and in the direction of the longitudinal axis of the drive shaft (14) is mounted, which is rotatably mounted at its end facing away from the crank element (12) in a receptacle connected to the swash plate (6), characterized in that the receptacle has a bearing bush (9) receiving the end region of the drive pin (14) which in turn is held in a receiving sleeve (8) connected to the swash plate and on its the swash plate c hot (6) facing end is open, and that between the bottom of the receiving sleeve (8) and the end of the bearing bushing (9) facing it, a bearing washer (16) is arranged, the end region of the drive pin in contact with the open end of the bearing bushing (14) is coming.

Diaphragm pump after Claim 1 , characterized in that the bearing washer is formed from metal, polymer with a low coefficient of friction and / or from ceramic material.

Diaphragm pump after Claim 1 or 2 , characterized in that the end of the drive pin (14) in contact with the bearing washer (16) is rounded.

Diaphragm pump after Claim 3 , characterized in that the bearing washer (16) has the shape of a flat cylinder or prism.

Diaphragm pump after Claim 1 or 2 , characterized in that the surface of the bearing disk (16) facing the drive pin is convexly shaped at least in the central area.

Diaphragm pump according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the surface of the bearing disk (16) facing the drive pin is concave in shape at least in the central area.