(57)【要約】本発明は、往復運動を行うポンプ部分を備えたポンプ（１）であって、該ポンプ（１）が、作業室（３）とこの作業室（３）に対して前記ポンプ部分によって仕切られたクランクケーシング（４）とを備えたポンプケーシング（２）を有しており、前記クランクケーシング（４）内に、駆動軸（７）を備えたポンプ駆動装置（６）が配置されていて、この駆動軸（７）が、クランクケーシング壁部内に配置された軸受（８，９）に支承されており、これらの軸受（８，９）のうちの少なくとも１つが、クランクケーシング壁部の貫通開口（１１）内に嵌め込まれており、前記ポンプが、クランクケーシングとは別個の吸込みガイド部を有している形式のものに関する。本発明によるポンプ（１）は、クランクケーシング壁部内に、前記ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行うための少なくとも１つの流路が設けられており、この少なくとも１つの流路内にフローダンパが配置されていることを特徴としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動を行うポンプ部分を備えたポンプ（１）であって、該ポンプ（１）が、作業室（３）とこの作業室（３）に対して前記ポンプ部分によって仕切られたクランクケーシング（４）とを備えたポンプケーシング（２）を有しており、前記クランクケーシング（４）内に、駆動軸（７）を備えたポンプ駆動装置（６）が配置されていて、この駆動軸（７）が、クランクケーシング壁部内に配置された軸受（８，９）に支承されており、これらの軸受（８，９）のうちの少なくとも１つが、クランクケーシング壁部の貫通開口（１１）内に嵌め込まれており、前記ポンプが、クランクケーシングとは別個の吸込みガイド部を有している形式のものにおいて、
クランクケーシング壁部内に、前記ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行うための少なくとも１つの流路が設けられており、この少なくとも１つの流路内にフローダンパが配置されていることを特徴とする、ポンプ。
【請求項２】
少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口（１１）が流路として構成されており、流路として構成された少なくとも１つの貫通開口（１１）内に嵌め込まれた少なくとも１つの軸受（８，９）の領域内に、流路の内法横断面を閉鎖するフローダンパが配置されている、請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
フローダンパが、高い空圧抵抗を有する、多孔性又はこれと類似のガスを通す材料より成る１つ又は複数のディスク（１３）によって形成されている、請求項１又は２記載のポンプ。
【請求項４】
フローダンパが１つ又は複数のフェルトディスク及び／又はフリースディスク（１３）によって形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項５】
少なくとも１つの放圧開口（１４，１４′）がクランクケーシング壁部内に設けられていて、該クランクケーシングが有利な形式でフローダンパによって覆われている、請求項１から４までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項６】
１つ又は複数の軸受開口の領域内の空圧抵抗が、１つ又は複数の放圧開口（１４，１４′）の領域内の空圧抵抗よりも大きい、請求項１記載のポンプ。
【請求項７】
フローダンパが、貫流開口（１１）内に嵌め込まれた軸受の両側に設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項８】
ポンプ（１）がダイヤフラムポンプとして構成されていて、ポンプの往復運動するポンプ部分がダイヤフラム（５）として構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動を行うポンプ部分を備えたポンプであって、該ポンプが、作業室とこの作業室に対して前記ポンプ部分によって仕切られたクランクケーシングとを備えたポンプケーシングを有しており、前記クランクケーシング内に、駆動軸を備えたポンプ駆動装置が配置されていて、この駆動軸が、クランクケーシング壁部の貫通開口内に配置された軸受に支承されており、これらの軸受のうちの少なくとも１つが、クランクケーシング壁部内に嵌め込まれており、前記ポンプが、クランクケーシングとは別個の吸込みガイド部を有している形式のものに関する。
【０００２】
冒頭に述べた形式の、圧縮機ポンプ又は真空ポンプとして用いられる種々異なる形式のポンプは公知である。ピストンポンプ又はダイヤフラムポンプとして構成された公知のポンプは、往復動ピストン又は、往復移動するポンプ部分としてのダイヤフラムを有している。公知のポンプは、ポンプケーシングを有していて、このポンプケーシング内で往復運動するポンプ部分が作業室をクランクケーシングに対して仕切っている。クランクケーシング内には駆動軸を備えたポンプ駆動装置が設けられており、この駆動軸はクランクケーシング壁部内に配置された軸受に支承されている。クランクケーシングから突き出る軸端部を駆動モータに接続するために、少なくとも一方の軸受が、クランクケーシング壁部内に設けられた、クランクケーシング内に通じる貫通開口内に嵌め込まれている。
【０００３】
このようなポンプの軸受をグリースで潤滑された軸受として構成することは既に公知である。それによって熱いポンプにおいてもグリースが軸受から漏れ出て、潤滑が低下しないようにするために、この公知のポンプの軸受は、側方がカバーディスクで閉鎖されている。このカバーディスクは、球軸受の内レースを無接触でシールしている。
【０００４】
しかしながらポンプ部分の往復運動によって、クランクケーシング内の圧力も、ポンプサイクルに応じて強制的に高められるか又は減圧される。この場合、流入及び流出する空気は、カバーディスクに残存するギャップを介して、貫通開口内に嵌め込まれた軸受を通って漏れ出る。このギャップの横断面は、所望のシール作用を得るために非常に小さいので、空気はここで、不快な雑音として認識される高い空気速度を有することになる。さらにまた、軸受グリースは球軸受から徐徐に漏れ出る危険性がある。
【０００５】
このようなポンプはしばしば、実験室又は手術室内で用いられ、この実験室又は手術室内において上記のような妨害雑音が、その場に居合わせている人々の集中を著しく妨害することになる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式のポンプを改良して特に雑音の少ない運転形式を特徴とするようなポンプを提供することである。
【０００７】
この課題を解決した本発明によれば、クランクケーシング壁部内に、前記ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行うための少なくとも１つの流路が設けられており、この少なくとも１つの流路内にフローダンパ（flow damper；流れ減衰器）が配置されている。
【０００８】
本発明によるポンプは、クランクケーシング壁部内に少なくとも１つの流路を有しており、この流路は、ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行う。この少なくとも１つの流路内にフローダンパが配置されており、このフローダンパは、貫流する空気量を限界内に維持する。このフローダンパによって、流路内の流過速度は強く低下せしめられ、ひいては空気流によって発生する雑音も著しく減少せしめられる。従って本発明によるポンプは、特に雑音の少ない駆動を特徴としている。
【０００９】
ドイツ連邦共和国実用新案登録第２０１１９４０７号明細書によれば、往復運動するピストンによってクランク軸ケーシングと作業シリンダとに仕切られたコンプレッサケーシングを有する、オイルなしのエアコンプレッサが公知である。ピストンには逆止弁が設けられており、この逆止弁によって、空気がクランク軸ケーシングから逆止弁を通ってシリンダ内に流入するようになっている。クランク軸ケーシングだけによる吸込みガイドを実現するために、作業シリンダは、空気出開口及び逆止弁だけを備えている。クランク軸ケーシングは、一方側で空気流入開口を備えており、この空気流入開口はエアフィルタによって覆われている。しかしながらこの公知のエアコンプレッサは、クランク軸ケーシングとは無関係な独立した吸込みガイドを有していない。
【００１０】
“ Niemann, G, Maschinenelement, Bd.1, Konstruktion und Berechnung von Verbindungen, Lagern, Wellen, Verlag Springer, Berlin, 2. Auflage 1975, S. 342（ニーマン  ゲー著、機械要素、第１巻、接続部、軸受、軸の構造及び計算、シュプリンガー書店、ベルリン、第２版、１９７５年、第３４２頁）”には、一般的に使用されている種々異なるシールについて記載されている。特に、この公知文献には、フェルト製のリングシールについても記載されており、このフェルト製のリングシールは、貫通開口を貫通して延びる軸と、この貫通開口を制限するケーシング壁部との間に残存するギャップをシールする。フェルト製のリングシールの単独のシール機能を可能にするために、このギャップは、非気密性及び相応の流れが十分に避けられる程度にできるだけ小さく設計される。
【００１１】
比較可能なフェルト製のリングシールは、ＤＥ６９２０３６０５Ｔ２（ドイツ連邦共和国、ヨーロッパ特許明細書の翻訳文第６９２０３６０５号明細書）に記載されている。
【００１２】
ドイツ連邦共和国特許第９７５９８１号明細書によれば、貫通開口内に嵌め込まれた軸受の両側にそれぞれ１つのラビリンスシールを有する軸シールが公知である。ラビリンスシールの流路は、流れの貫流が殆ど不可能である程度に狭く設計されている。また付加的に、ラビンリンスシールの流路は、少なくとも部分的に、軸受の外側に圧力よりも高い圧力下で維持されるようになっている。このような形式で、公知の軸シールのラビリンスシールは、貫通開口の領域内における流れの貫流をそれぞれ効果的に阻止する。
【００１３】
本発明の特に有利な実施態様によれば、少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口が流路として構成されており、この流路として構成された少なくとも１つの貫通開口に嵌め込まれた軸受の領域内に、流路の内法横断面を閉鎖するフローダンパが配置されている。このような、製造コストが特に安価な、本発明の実施態様によれば、少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口が、流路として構成されている。流路を形成する貫通開口内にもフローダンパが配置されているので、軸受を貫流する空気量は著しく減少せしめられる。それによって、軸受内に残存するギャップ内の流れ速度は、空気流によって生ぜしめられる雑音も著しく低減させる程度に、大きく低下せしめられる。
【００１４】
本発明の特に簡単で有利な実施例によれば、フローダンパが、高い空圧抵抗を有する、多孔性又はこれと類似のガスを通す材料より成る１つ又は複数のディスクによって形成されている。この場合、フローダンパは例えば、多孔性の発泡材料より成る１つ又は複数のディスクより成っている。
【００１５】
しかしながらまた、フローダンパが１つ又は複数のフェルトディスク及び／又はフリースディスクによって形成されていれば、有利である。
【００１６】
ポンプケーシング内の高い空圧式の抵抗によって及び、往復運動を行うポンプ部分から発生する脈動する圧力上昇を減少させるために、少なくとも１つの放圧開口がクランクケーシング壁部内に設けられていて、該クランクケーシングが有利な形式でフローダンパによって覆われていれば、有利である。クランクケーシング壁部内に形成された放圧開口によって空気交換が行われ、それによって、空気流が貫通開口内に配置された軸受によって押し退けられる必要が殆どない。
【００１７】
１つ又は複数の軸受開口の領域内の空圧抵抗が、１つ又は複数の放圧開口の領域内の空圧抵抗よりも大きくなるように、設計されていれば尚好都合である。
【００１８】
フローダンパが、貫流開口内に嵌め込まれた軸受の両側に設けられていれば、特に有利である。
【００１９】
前記本発明は、例えば、ポンプ部分として用いられる往復動ピストンを備えた往復動ピストンにおいて使用することができる。本発明の別の有利な実施態様によれば、ポンプがダイヤフラムポンプとして構成されていて、ポンプの往復運動するポンプ部分がダイヤフラムとして構成されている。
【００２０】
本発明のその他の特徴は、以下に記載した本発明の実施例の説明及び請求項並びに図面より明らかである。それぞれの特徴は、単独でも、また複数を組み合わせた形状でも、本発明による実施例において実現することができる。
【００２１】
単独の図面にはダイヤフラムポンプ１が示されており、このダイヤフラムポンプ１は圧縮機又は真空ポンプとして用いられる。ダイヤフラムポンプ１はポンプケーシング２を有していて、このポンプケーシング２内で作業室３が、往復運動するポンプ部分によってクランクケーシング４から仕切られている。ポンプ部分として、弾性的な材料より成るダイヤフラム５が用いられ、このダイヤフラム５は、その周縁部が緊締されていて、ポンプ駆動装置６として用いられる偏心体駆動装置によって往復運動に置き換えられる。
【００２２】
ダイヤフラム５はここでは上死点にあって、この上死点においてダイヤフラムは作業室３をほぼ形状接続（形状による束縛；formschluessig）式に満たしている。
【００２３】
ポンプ駆動装置６は、その駆動軸７がクランクケーシング４内に設けられている。駆動軸７は偏心体駆動装置６の両側で転がり軸受８，９に支承されており、これらの転がり軸受８，９は、クランクケーシングの壁部内に配置されていて、ここでは転がり軸受として構成されている。クランクケーシング４から突き出る軸端部１０を駆動モータに接続するために、少なくとも１つの軸受８が、クランクケーシング壁部に形成された、クランクケーシング４内に通じる貫通開口１１内に嵌め込まれている。
【００２４】
図示のポンプ１においては、前記軸受８とは反対側のクランクケーシング壁部において、クランクケーシング４内に通じる貫通開口１１内に軸受９も嵌め込まれている。
【００２５】
熱いポンプ１においてもグリースで潤滑された軸受からグリースが漏れて、潤滑効果が低下しないようにするために、軸受８，９は両側がカバーディスク１２によってカバーされている。これらのカバーディスクは、無接触でボールベアリングの内レースをシールしている。
【００２６】
図面に示されているように、クランクケーシング壁部の貫通開口１１内に嵌め込まれた軸受８，９の領域内に、軸受開口をシールするフローダンパ（flow damper；流れ減衰器）が配置されている。このフローダンパは、フリース、フェルト又はこれと類似の、高い空圧抵抗を有する、ガスを通さない材料より成るディスク１３によって形成されており、このディスク１３は軸受の両側に設けられている。
【００２７】
このフローダンパによって、軸受、特に軸受の内レースと外レースとの間に残存するギャップを通って貫流する空気量が著しく減少される。それによって軸受ギャップ内の流れ速度は著しく低下せしめられ、ひいては空気流によって生ぜしめられる雑音が著しく低下せしめられる。従って図示のポンプ１は、特に雑音の少ない駆動を特徴としている。
【００２８】
ポンプケーシング内の高い空圧抵抗及び、往復運動するポンプ部分５によって発生する脈動する圧力上昇を低下させるために、付加的に放圧開口１４，１４′が設けられており、この放圧開口は、図示の実施例ではフローダンパによって覆われている。放圧開口１４，１４′に配属されたフローダンパも、高い空圧抵抗を有する、ガスを貫流させる複数のディスク１５、特に複数のフリースディスク又はフェルトディスクより形成されている。放圧開口１４，１４′は、軸受８，９の軸受開口の領域内の抵抗が、放圧開口１４，１４′の領域の抵抗よりも大きくなるように、設計されている。付加的に又はその代わりにディスク１５も、その空圧抵抗が、軸受８，９の領域内の抵抗よりも小さくなるように、設計されている。このような形式で、クランクケーシング４と雰囲気との間の圧力補償が、部分的にだけ軸受８，９を介して行われることは避けられ、それと同時に、軸受を潤滑するために必要なグリースが外に流れ出さないように保証される。
【００２９】
図示のポンプは、特に雑音の少ない運転形式を特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ダイヤフラムポンプの断面図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月5日(2004.5.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動を行うポンプ部分を備えたポンプ（１）であって、該ポンプ（１）が、作業室（３）とこの作業室（３）に対して前記ポンプ部分によって仕切られたクランクケーシング（４）とを備えたポンプケーシング（２）を有しており、前記クランクケーシング（４）内に、駆動軸（７）を備えたポンプ駆動装置（６）が配置されていて、この駆動軸（７）が、クランクケーシング壁部内に配置された軸受（８，９）に支承されており、これらの軸受（８，９）のうちの少なくとも１つが、クランクケーシング壁部の貫通開口（１１）内に嵌め込まれており、クランクケーシング壁部内に、前記ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行うための少なくとも１つの流路が設けられており、この少なくとも１つの流路内にフローダンパが配置されており、前記ポンプが、クランクケーシングとは別個の吸込みガイド部を有している形式のものにおいて、
少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口（１１）が流路として構成されており、この流路として構成された少なくとも１つの貫通開口（１１）内に嵌め込まれた少なくとも１つの軸受の領域内に、流路の内法横断面を閉鎖するフローダンパが配置されていることを特徴とする、ポンプ。
【請求項２】
フローダンパが、高い空圧抵抗を有する、多孔性又はこれと類似のガスを通す材料より成る１つ又は複数のディスク（１３）によって形成されている、請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
フローダンパが１つ又は複数のフェルトディスク及び／又はフリースディスク（１３）によって形成されている、請求項１又は２記載のポンプ。
【請求項４】
少なくとも１つの放圧開口（１４，１４′）がクランクケーシング壁部内に設けられていて、該クランクケーシングが有利な形式でフローダンパによって覆われている、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項５】
１つ又は複数の軸受開口の領域内の空圧抵抗が、１つ又は複数の放圧開口（１４，１４′）の領域内の空圧抵抗よりも大きい、請求項４記載のポンプ。
【請求項６】
フローダンパが、貫流開口（１１）内に嵌め込まれた軸受の両側に設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載のポンプ。
【請求項７】
ポンプ（１）がダイヤフラムポンプとして構成されていて、ポンプの往復運動するポンプ部分がダイヤフラム（５）として構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、往復運動を行うポンプ部分を備えたポンプであって、該ポンプが、作業室と、この作業室に対して前記ポンプ部分によって仕切られたクランクケーシングとをポンプケーシングを有しており、前記クランクケーシング内に、駆動軸を備えたポンプ駆動装置が配置されていて、この駆動軸が、クランクケーシング壁部内に配置された軸受に支承されており、これらの軸受のうちの少なくとも１つが、クランクケーシング壁部の貫通開口内に嵌め込まれており、クランクケーシング壁部内に、前記ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行うための少なくとも１つの流路が設けられており、この少なくとも１つの流路内にフローダンパ（flow damper；流れ減衰器）が配置されており、前記ポンプが、クランクケーシングとは別個の吸込みガイド部を有している形式のものに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このようなポンプはしばしば、実験室又は手術室内で用いられ、この実験室又は手術室内において上記のような妨害雑音が、その場に居合わせている人々の集中を著しく妨害することになる。
アメリカ合衆国特許第２１７６６９１号明細書によれば、往復運動を行う往復ピストンとして構成されたポンプ部分を有する圧縮機が公知である。この圧縮機は、作業室と、この作業室によってポンプ部分から仕切られたクランクケーシングとを備えたポンプケーシングを有しており、前記クランクケーシング内に、駆動軸を備えた、オイルバス（油浴）内に配置されたポンプ駆動装置が設けられている。この駆動軸はクランクケーシング壁部内に配置された軸受に支承されている。この場合、クランクケーシングは、オイルバスを収容するパン状のケーシングボックスとして構成されており、このケーシングボックス内に前記駆動軸が、側面に設けられたケーシング開口を通して挿入できるようになっている。ケーシングボックス内に設けられたケーシング開口は、駆動軸を側方から挿入するためだけに用いられるのではなく、同時に、ポンプ部分として用いられる往復ピストンの昇降運動中の通風開口を形成している。渦流によってクランクケーシング内に発生するオイル・空気混合気が不都合に漏れ出るのを避けるために、駆動軸を挿入するための側面に設けられた比較的大きい通風開口は、フィルタインサートによってカバーされている。
公知の圧縮機のクランクケーシング内に設けられたケーシング開口、及びこの開口のための、相応に大きいフィルタインサートを備えたカバーは、付加的な費用を必要とする。相応に小さいクランクケーシングを備えた比較的小さいポンプにおいては、このような形式の側方のケーシング開口のために必要なスペースは提供されない。
英国特許第６００４６０号明細書によれば、同様に、ケーシング開口を貫通する駆動軸が軸シールによってシールされている、オイル潤滑式の圧縮機が公知である。クランクケーシングの圧力補償を行うために、クランクケーシングは付加的な流路を有している。このような、ケーシング内に形成された流路は、付加的な製造費用及び構造費用を必要とする。この英国特許第６００４６０号明細書と比較可能な、クランクケーシングの圧力補償を行うために同様に付加的な流路を必要とする軸シールは、アメリカ合衆国特許第２９８１１９７号明細書にも記載されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この課題を解決した本発明によれば、冒頭に述べた形式のポンプにおいて、少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口が流路として構成されており、この流路として構成された少なくとも１つの貫通開口内に嵌め込まれた少なくとも１つの軸受の領域内に、流路の内法横断面を閉鎖するフローダンパ（flow damper；流れ減衰器）が配置されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によるポンプは、ポンプ部分の往復運動中にクランクケーシングの圧力補償を行うための流路として構成された、少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口を有している。この場合、流路として構成された少なくとも１つの貫通開口内に嵌め込まれた少なくとも１つの軸受の領域内に、流路の内法横断面を閉鎖するフローダンパが配置されており、このフローダンパは、軸受を貫流する空気量を著しく減少させる。それによって、軸受内に残存するギャップ内の流れ速度は強く低下せしめられ、ひいては空気流によって発生する雑音も著しく減少せしめられる。本発明によるポンプにおいては、少なくとも１つの軸受を有する少なくとも１つの貫通開口が流路として構成されているので、クランクケーシング内に別個の流路を設ける必要がない。それによって、本発明によるポンプにおける製造費用及び構造費用は著しく低減される。


【国際調査報告】
2005527727.tif 000004
2005527727.tif 000005
2005527727.tif 000006
2005527727.tif 000007
2005527727.tif 000008
2005527727.tif 000009