(57)【要約】  作用チャンバー(16)を持つ本体(６)と、分配チャンバー(15)を持つヘッド(5)であって、本体(6)とその壁(36)とヘッド(5)の壁(35)の間にポンピングチャンバー(L)を画定するよう面(S)で結合されるヘッド(5)と、チャンバー(16)をチャンバー(15)から分離させる、面(S)でチャンバー(L)内で位置決めされる膜(4)であってチャンバー(L)内で吸引から排出形態へとチャンバー(16)の流体により動作させられる膜(4)を備え、さらに膜(4)に結合されるシーリングデバイス(7;70)を備え、デバイス(7;70)は壁(36)と膜(4)の湾曲部分(F)の間に第1の隙間(C)を画定する形状とされ、部分(F)はデバイス(7;70)と面(S)の間に含まれる膜部分(4)であり、隙間(C)は膜(4)の吸引形態で壁(36)から部分(F)を離間させかつ/または壁(35)と部分(F)の間の第2の隙間(C')を画定するよう構成され、第2の隙間(C')は膜(4)の排出形態で壁(35)から部分(F)を離間させるよう構成される膜ポンプ(100;101)。
2018519468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜ポンプ（１００；１０１）であって、
作用チャンバー（１６）を有するポンプ本体（６）と、
分配チャンバー（１５）を有するヘッド（５）であって、前記ポンプ本体（６）および前記ヘッド（５）は、前記ポンプ本体（６）の末端壁（３６）と、前記ヘッド（５）の末端壁（３５）との間に形成されるポンピングチャンバー（Ｌ）を画定するために結合面（Ｓ）において結合されるヘッド（５）と、
前記作用チャンバー（１６）を前記分配チャンバー（１５）から分離させるよう構成された、前記結合面（Ｓ）において、前記ポンピングチャンバー（Ｌ）内で位置決めされるかあるいは位置決め可能な少なくとも一つの膜（４）であって、前記膜（４）は、前記ポンピングチャンバー（Ｌ）内で吸引形態から排出形態へと、前記作用チャンバー（１６）内に収容された流体によって動作させられるような形状とされた膜（４）と、
を具備し、
前記ポンプ（１００；１０１）は、前記膜（４）に対して結合されるかあるいは結合可能なシーリングデバイス（７；７０）をさらに備え、前記シーリングデバイス（７；７０）は、前記ポンプ本体（６）の前記末端壁（３６）と前記膜（４）の湾曲部分（Ｆ）との間に第１の隙間（Ｃ）を画定するような形状とされており、前記湾曲部分（Ｆ）は、前記シーリングデバイス（７；７０）と前記結合面（Ｓ）との間に含まれる膜部分（４）であり、前記第１の隙間（Ｃ）は、前記膜（４）の前記吸引形態において前記ポンプ本体（６）の前記末端壁（３６）から前記膜（４）の前記湾曲部分（Ｆ）を離間させかつ/または前記ヘッド（５）の前記末端壁（３５）と前記膜（４）の前記湾曲部分（Ｆ）との間に２の隙間（Ｃ'）を画定するよう構成され、前記第２の隙間（Ｃ'）は、前記膜（４）の前記排出形態において、前記ヘッド（５）の前記末端壁（３５）から前記膜（４）の前記湾曲部分（Ｆ）を離間させるよう構成されることを特徴とする膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項２】
前記シーリングデバイス（７；７０）は、前記膜（４）の前記吸引形態において、前記作用チャンバー（１６）の出口（２６）に当接するような形状とされる、請求項１に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項３】
前記シーリングデバイス（７；７０）は、前記膜（４）の前記排出形態において、前記分配チャンバー（１５）の入口（２５）に当接するような形状とされる、請求項１または請求項２に記載の膜ポンプ（１０１）。
【請求項４】
前記シーリングデバイス（７；７０）は、前記膜の表面に固定されるかあるいは固定可能な肉厚ディスク（７）として形成された実質的に円柱状の要素を備える、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項５】
前記ディスク（７）の少なくとも遠位端部は、任意選択で形状結合にて、前記出口（２６）の対応するエッジに当接するような形状とされたエッジ（２７）を有する、請求項２を引用した場合の、請求項３または請求項４に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項６】
前記ディスク（７）の前記遠位端部の少なくとも一部は、任意選択で形状結合にて、前記入口（２５）の対応するエッジに当接するような形状とされたエッジ（４７）を有する、請求項３を引用した場合の、請求項４または請求項５に記載の膜ポンプ（１０１）。
【請求項７】
前記シーリングデバイス（７０）は、前記ディスク（７'，７''，７'''）に固定されるかあるいは固定可能な離間要素（７７'，７７''，７７'''）を備える、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項８】
前記膜（４）は前記作用チャンバー（１６）の方向に付勢される、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項９】
前記膜（４）は金属材料からなる、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項１０】
前記膜（４）を付勢するように構成された付勢手段を備える、請求項８または請求項９に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項１１】
前記付勢手段は、前記作用チャンバー（１６）の方向に前記膜（４）を付勢するよう構成される、請求項１０に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項１２】
前記付勢手段は、コイルスプリング、カップスプリングおよび電磁スプリングからなる群から任意選択される、前記シーリングデバイス（７，７０）の軸方向の延長に沿って配置されるかあるいは配置可能なスプリングを備える、請求項１０または請求項１１に記載の膜ポンプ（１００；１０１）。
【請求項１３】
前記付勢手段は、機械的アクチュエータ手段、液圧アクチュエータ手段、電気アクチュエータ手段および磁気アクチュエータ手段からなる群から任意選択される作動手段を備える、請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の膜ポンプ（１００，１０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単で、信頼性が高く、効率的で、しかも経済的な様式で、ポンプ機能中に起こり得る膜損傷を著しく低減し、ポンプ効率を高め、メンテナンス介入の必要性を低減することができる、膜ポンプ、特に軽量膜ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、計量膜ポンプは、（作用チャンバー、例えば作動流体が液体である場合には液圧チャンバー内に収容された）いわゆる作動流体から、（ポンピングチャンバー内に収容された）いわゆるポンピング流体への運動の伝達を可能にし、その一方で二つの流体が物理的に分離された状態を維持する。
【０００３】
計量ポンプが機能する原理は、作用チャンバー内に収容された変位流体（例えばガス状流体または液体）によって、特にポンプ本体に面する膜の表面に加えられる応力によって動作させられる膜の弾性変形性に基づく。この応力は、ピストン運動によって引き起こされる流体への作用といった機械的現象、または例えば作用チャンバー内への流体（例えば圧縮液体または圧縮空気）の導入および解放による空気圧現象によるものであってもよい。作動流体によって膜表面に加えられる力は、膜の動きと、吸引および排出バルブの開閉を決定し、代替的に、これによって、低圧吸引ラインから高圧排出ラインへのポンピング流体の流れが生じる。
【０００４】
先行技術のいくつかの膜計量ポンプ、例えば特許文献１に記載されたポンプは、膜の吸引形態においてポンプ本体壁に当接する膜の使用を提供する。
【０００５】
しかしながら、従来技術の膜ポンプにはいくつかの欠点がある。
【０００６】
実際、作用チャンバーとポンピングチャンバーとの間に配置された膜の特定の配置は、例えば膜の各吸引および／または排出動作において、互いに向き合う、膜と、ポンプ本体およびシリンダーヘッドのそれぞれの壁との間の頻繁な接触を伴う。
【０００７】
公知のタイプの膜ポンプの欠点は、上記末端壁との頻繁な接触が膜のフレキシブルな表面の急速な劣化を引き起こすことである。加えて、接触による応力はまた、理想的な作動位置からの膜の望ましくない変位を引き起こす可能性がある。
【０００８】
いずれにしても、膜が損傷しかつ／またはその作用位置から移動させられた場合、ポンプ機能の効率は低下する。
【０００９】
したがって、従来技術の膜ポンプは、起こり得る誤動作を防止し、そして膜の交換のために介入するために、頻繁なメンテナンス介入を必要とする。メンテナンス介入には熟練作業員の関与が必要であり、結果としてコスト高になる。膜の不正確な配置は、膜の表面と上記壁との間の摩擦の望ましくない増大を引き起こし、膜の損傷現象を加速させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１  ２９１  ５２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明によって提起されかつ解決される技術的課題は、先行技術を参照して上述した欠点を解消することを可能にする計量膜ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この問題は、請求項１に記載の計量膜ポンプによって解決される。本発明の好ましい特徴は従属請求項に示されている。
【００１３】
有利なことに、本発明の目的は、それぞれ膜のフレキシブル表面とポンプ本体の末端壁とヘッドとの間の接触領域を制限する可能性によって、膜の完全性を保つことを可能にする。
【００１４】
さらなる利点は、変形可能な膜の構造に密接に関連する効率を変化させることなく、計量ポンプのライフサイクルの持続期間を増大させる可能性である。
【００１５】
さらに別の利点は、ポンプの組み立てを容易にし、簡単で迅速な、したがって高価ではない設置およびメンテナンス処置を可能にする可能性である。
【００１６】
本発明のその他の利点、特徴および使用形態は、非限定的な例として提示した、いくつかの実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００１７】
以下、本発明について、添付図面を特に参照して、その好ましい実施形態によって、限定ではなく例証のために説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る膜ポンプの第１実施形態の側断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、本発明に係る膜ポンプの好ましい実施形態の細部の代替形態を示す。
【図３】本発明に係る膜ポンプの第２実施形態の側断面図である。
【図４】本発明に係る膜ポンプの第３実施形態の側断面図であり、特に図２（ｅ）の特徴を含む。
【図５】本発明に係る膜ポンプの第４実施形態の側断面図である。
【図６】本発明に係る膜ポンプの第５実施形態の側断面図である。
【図７】本発明に係る膜ポンプの第６実施形態の側断面図である。
【図８】本発明による膜ポンプの第７実施形態の側断面図である。
【図９】本発明に係る膜ポンプの第８実施形態の側断面図である。
【図１０】本発明に係る膜ポンプの第９実施形態の側断面図である。
【図１１】本発明に係る膜ポンプの第１０実施形態の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面において同様の要素には同一の参照数字が使用される。以下の説明では、「右」、「左」、「前」、「後」、「底」、「上端」、「上側」、「下側」、「側方」などの方向に関する用語は、添付図面を参照して使用される。本発明のコンポーネントおよび／または要素および／または実施形態は、さまざまな異なる向きで配置しかつ／または動作させることができるので、方向に関する用語は限定ではなく、単なる例として使用される。
【００２０】
図１を参照すると、本発明に係る膜ポンプの第１実施形態、特に計量ポンプは、ヘッド５およびポンプ本体６を含むことが分かる。図示のように、ヘッド５は分配チャンバー１５を備え、これは、吸引バルブ１から排出バルブ２への作動流体の滑動を可能とするような形状とされる。特に、第１実施形態では、分配チャンバー１５は、以下で詳述するように、それぞれのバルブから始まってポンピングチャンバーＬ内に通じる吸引チャネルおよび排出チャネルを備える。
【００２１】
図１に示すように、ポンプ本体６とヘッド５とは、ポンプ本体６の末端壁３６とヘッド５のさらなる末端壁３５との間にポンピングチャンバーＬを画定するために、結合面Ｓ、例えば環状の結合面において互いに結合されている。
【００２２】
膜４は、上記結合面Ｓにおいて、ポンピングチャンバーＬ内に配置されるかあるいは位置決めされ、そして作用チャンバー１６を分配チャンバー１５から分離させるよう構成されている。膜４は、作用チャンバー１６内に収容された流体によって、ポンピングチャンバーＬ内で動作させられるような形状とされる。特に、膜は、機械的方法により、例えば、図１に示すようなピストン３の運動によって、あるいは空気圧式方法、例えば作用チャンバー１６内に圧縮空気を交互に導入・解放することによって生じ得る作用チャンバー１６の内部に生み出される圧力変動によって動作させられる。
【００２３】
作用チャンバー１６内の流体によって加えられる圧力変動は、吸引形態（この形態ではそれは末端壁３６の近傍に、それと接触することなく有利に配置される）から、排出形態（この形態では、それは上記末端壁３５の近傍に（そしておそらくはそれと接触することなく）配置される）への膜の動きを決定する。図１では、膜４は吸引形態で示されている。
【００２４】
例えば弾性材料で作られた膜４は、二つの流体を物理的に分離された状態で維持しながら、作用チャンバー内に収容された流体からポンプチャンバー内に収容された流体への運動の伝達を可能にするような形状とされる。
【００２５】
有利なことに、本発明に係る膜ポンプ１００は、以下で詳しく説明するように、作用チャンバー１６に対して膜とポンプ本体との間に含まれる領域Ｃをシールするように、吸引形態において作用チャンバー１６の出口２６に当接するよう構成された膜４に結合されるかあるいは結合可能なシーリングデバイス７を備える。加えて、または代替的に、シーリングデバイス７は、以下で詳しく説明するように、分配チャンバー１５に対して膜とヘッドとの間に含まれる領域Ｃ'をシールするように、膜排出形態において分配チャンバー１５の入口２５に当接するように構成される。
【００２６】
ここで説明する第１実施形態では、シーリングデバイスは、膜４に固定された、特に膜の中央領域に固定されたディスク７のような形状の要素を備える。
【００２７】
図１に示すように、ディスク７は、組み立て形態において、ポンプ本体６の末端壁３６に面する膜の面上に配置されると共に、例えば膜の製造または成形段階中に膜４に対して固定される。
【００２８】
特に、図１に示す実施形態では、ディスク７は、末端壁３６からの膜４の離間を確実にするように厚くされている。
【００２９】
任意選択的で、ディスク７は、使用中および膜の考えられる製造プロセス中の両方において、ディスクの本来の形状の安定性および維持を確実にするように、金属材料または熱硬化性ポリマー材料から作られる。
【００３０】
例えば、成形プロセス中のプラスチック材料を用いた膜の製造段階では、プラスチック材料は、ディスク厚みに沿って存在する特別なスリット内に実現のプロセス中に入り込む。特に、ディスク７と膜４とは、不可逆的に互いに固定される。
【００３１】
膜４へのディスク７の固定の代替実施形態が提供され、例えば、予め実現された膜４の対向する面上にそれぞれ配置された二つのディスク要素７間の機械的結合が提供される。
【００３２】
図１および図２（ａ），２（ｂ）に示すように、肉厚化されたディスク７は、作用チャンバー１６の出口２６を完全に覆うような形状とされた遠位末端部分、例えばポンプ本体６に面するベースを有する。特に、ディスク７の遠位末端部分、任意選択で実質的に平坦なベースは、作用チャンバー１６の出口２６のエッジに（任意選択で形状結合によって）当接するような形状とされたエッジ２７を有する。
【００３３】
図示されていない別な実施形態では、所望の間隔は、出口２６の適切な形状によって達成されてもよい。例えば、出口のエッジの肉厚化あるいは出口エッジの突起部によって、特に以下で詳しく説明するようにシーリング領域を確立するために、ディスク７のエッジとの当接を保証することができる。
【００３４】
図１、図２（ａ）および２（ｂ）に示すように、エッジ２７は、出口２６のエッジに設けられた対応するレリーフパターンに結合されるように構成されたレリーフパターンを有する。図示の例では、このレリーフは、ディスク７の長手方向軸線に対して４５°だけ傾けられ、かつ、ディスク７の遠位端部と出口２６との間の結合を可能にするように配向されている。代替実施形態は、ディスク７と出口のエッジとの間に別な結合様式を、例えば部品間の別な結合構造を含む。シーリング領域の実現を保証するために、部品間にはガスケットまたは代替的なシーリング要素が配置される。
【００３５】
説明された例では、出口２６のエッジとディスク７の上側エッジ２７との間の結合は、作用チャンバー１６内に置かれた流体に対するシーリング前面を提供する。
【００３６】
有利なことには、膜４の特定の取り付け形態は、膜が吸引形態をとるときに、膜表面とポンプ本体６の末端壁２６との間の第１の隙間Ｃの実現を可能にする。隙間Ｃは、ポンピングチャンバーＬの少なくとも一つの壁によって、膜４の少なくとも湾曲部分Ｆを離間させるよう構成される。特に、湾曲部分Ｆは、膜の中央領域に固定されるシーリングデバイスと、結合面Ｓにおいてポンピングチャンバーに対して固定される膜エッジとの間に含まれる膜４の一部分として画定される。例えば、湾曲部分Ｆは、ポンプの動作状態の間、それぞれ作動流体およびポンピング流体に両側でさらされる膜の一部分である。
【００３７】
図１に示すように、吸引形態では、膜４は、末端壁３６の近傍に、ただし末端壁３６と接触しないように配置される。
【００３８】
作用チャンバー１６に向かう膜４の前進は、ディスク７のエッジ２７と出口２６のエッジとの間の干渉によって停止させられる。特に、この干渉によりシール面が実現され、したがって、少なくとも排出形態に向かって反対方向に膜４に力が加えられるまで、隙間Ｃ内に収容された流体の一部を隙間から押し出すことはできない。
【００３９】
図１に示す例では、ディスク７の厚さによって隙間Ｃの最大高さが決定される。有利なことには、吸引形態において、膜４は、ポンプ本体の壁３６と干渉しない。なぜなら、それは隙間Ｃに収容された流体によって支持されるからである。
【００４０】
したがって、隙間Ｃは、膜４の完全性を制御し、阻止し、そして保存するためのシステムを提供することによって、膜４の少なくとも湾曲部分を末端壁３６から離間させるような形状とされる。隙間Ｃの実現は、膜４のフレキシブル部分の最大伸長を可能にし、これによって膜４の損傷を防止し、低減することを可能にする。
【００４１】
一般に、例えば、基準末端壁の形状、ディスク７の厚みに依存してかつ／または出口２６のエッジの厚みに依存して変化し得る隙間Ｃの具体的な形状は、特定の膜４の弾性度に依存して、次いで膜４が吸引形態において到達できる最大伸長値に依存して、適切なサイズとすることができる。
【００４２】
任意選択で、隙間Ｃの容積は、隙間Ｃ容積内への流体力学的プロセスの管理から生じる起こり得る構造的な問題（例えば、高圧への到達および／または液体がプロセス流体として使用される場合の気泡の発生による問題）を制限するように、膜４に対する必要なサポートを保証すると同時に隙間Ｃ内に収容される流体の量を最小限に抑えるように最小化される。
【００４３】
有利なことには、隙間Ｃは、ポンプの特定の作動状態にかかわらず、膜が二つの吸引または排出形態の一つを呈するときに実現される液圧分離機能（または例えば空気ポンプの場合には流体機能）を有する。特に、液圧分離機能はまた、吸引中および排出中の両方において、ポンプの停止状態、低いかまたは負の吸引圧力（ならびに高圧）を伴う運転状態、または安全運転状態、例えば膜への急速な圧力値変化を伴う安全バルブ（内部または外部）の作動によって決定される状態において達成される。
【００４４】
ここで説明された例では、ディスク７は、吸引形態において異なる最大伸長度をもたらすように、膜上に異なる方法で固定することができる。
【００４５】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、肉厚ディスク７は、ディスクのベース面または中心線部分において膜４に固定することができる。図２（ｂ）に示される形態は、例えば、図２（ａ）の形態のために使用される膜よりもより剛性が高くかつ変形しにくい材料から形成された膜に適用可能である。したがって、より剛性が高くかつ変形しにくい材料から形成された膜の場合、境界面のより小さな厚みは、末端壁３６との望ましくない接触に起因する摩耗および損傷現象から膜を保護するために十分である。
【００４６】
図２（ｃ）および図２（ｄ）に示すように、複数のコンポーネントを一つに組み立てることによって、例えば、舌片・溝結合を介して、特にネジ結合によって、肉厚ディスク７'または７''をそれぞれスペーサ要素７７'または７７''に結合することによって、さらなるシーリングデバイス７０を実現することができる。スペーサ要素７７'および７７''は、吸引形態から排出形態への膜４のストロークを制限するするか、膜の最大伸長限度の下で維持するような形状とされている。
【００４７】
さらに、スペーサ要素は、隙間Ｃの容積を変化させ、特定の場合の要求にそれを適合させるために（例えば、上述したように流体動的プロセスを管理するために）使用される。
【００４８】
本発明の第１実施形態では、ポンプ本体６の末端壁３６は、膜４の湾曲部分Ｆに対する所望の間隔を保証するために、例えば結合面Ｓの近傍で、壁の外側エッジから作用チャンバー１６の出口２６に向かって先細になる形状を有する。図１に示す例では、末端壁３６は円錐面部分として形成されている。一般に、例えばポンプ作動パラメーター、使用される作動流体、使用されるシーリングデバイス７および膜４の形態に応じて可変な末端壁３６の代替形態が提供される。
【００４９】
非限定的な例として、ポンプ本体６の末端壁３６は、特に結合面Ｓから作用チャンバー１６の出口２６に向かって延びる部分に、凹状面を有していてもよい。
【００５０】
図３は本発明に係る膜ポンプ１００の第２実施形態を示しており、ここでは、さらなる当接面が作用チャンバー１６内に設けられ、かつ、シーリングデバイス７は、作動流体Ｂの排出段階の間、分配チャンバー１５に向かう膜４の動きを制限するような形状とされる。特に、ディスク７は、排出形態への膜４の最大伸長を制限するように作用チャンバー１６内に設けられたさらなる当接面に干渉するように設けられた、さらなるスペーサ要素を備える。
【００５１】
図２（ｅ）には、スプリング２９によってスペーサ要素７７'''に弾性的に結合されたディスク７'''を含むシーリングデバイス７０に関して、図４の拡大した細部が示されている。本質的にマルチバルブデバイスとして機能する図４のシーリングデバイス７０は、流体の通過面の増大によって作動流体Ｂの流体力学的負荷の損失を制限するような形状とされている。排出および吸引の両段階中のポンプの作動段階の間、作動流体Ｂもまた、スペーサ７７'''の表面上に設けられたチャネル１０９を通過する。したがって、等しい流量においては流体速度が低下し、負荷損失の有利な低減が生じる。
【００５２】
特に、スプリング２９は、ポンプの排出段階の間、スペーサ要素７７'''によって実質的に離間された形態でディスク７'''を維持するように構成される。したがって、作動流体Ｂは、作動流体Ｂのための通路を閉じることによってディスク７'''がスペーサ７７'''に当接して位置決めされる吸引段階まで、インターフェースＣに流体力学的に接続されたままである。この吸引位置において、間隙Ｃは、膜４の湾曲部分全体の所望のサポートに役立つ。図５には、シーリングデバイス７０の別の実施形態が示されている。図２（ｅ）に詳しく示された図４の構成に関して、図５のシーリングデバイス７０は、作用チャンバー１６の出口２６に配置されたスペーサ要素に当接するディスクを備える。図４に関連して既に説明したように、図５に示す実施形態もまた、作動流体Ｂの負荷損失を低減することを可能とし、ポンプの作動状態において流体の通過に有用な表面を増大させる。
【００５３】
一般に、例えば図６に示すように、機能を向上させるために、膜４は、作動流体Ｂの動きの要求に対する、より効率的な応答を保証するように、作用チャンバー１６の方向に付勢される。
【００５４】
有利なことには、膜の付勢は、隙間Ｃの形成を確実にする、ディスク７のエッジ２７と作用チャンバー１６の出口２６との間の結合を維持するのに寄与する。
【００５５】
本発明に係るポンプのさらなる実施形態は、膜の組み立て時に、任意選択で金属材料からなる膜の付勢がなされることを提供する。次いで、膜は、付勢された形態で、そのエッジにおいて結合面Ｓに対して固定できる。特に、本発明に係る膜４は、ＰＴＦＥおよび／またはゴムおよび／または金属材料および／またはプラスチック材料から形成することができる。
【００５６】
有利なことには、金属材料からなる膜は非常に高い作動圧力に耐え、例えば、作動流体Ｂとポンピング流体Ａとの間の数千バールの圧力差を伴って作動することを可能にする（ここで１バール＝１００ｋＰａ）。
【００５７】
プラスチック材料からなる膜は、金属材料からなる膜に生じることとは対照的に、組み立て段階においてもたらされる付勢を維持しない。
【００５８】
膜４の付勢を保証するために、弾性手段、例えば図６に示すようなスプリングが使用される。特にスプリングは、コイル状のもの、あるいは例えばカップスプリング、あるいは電磁スプリングであってもよい。
【００５９】
特に、膜４には、作用チャンバー内に、分配チャンバー内の圧力よりも高い、任意選択で少なくとも１バール高い圧力を創出するような強さを有する、作用チャンバー１６の方向の力によって予荷重が加えられる。したがって、膜４の予荷重によって、作動流体のキャビテーション現象を回避するように、チャンバー１６内に人工圧力が生成される。
【００６０】
本発明に係る膜ポンプ１００のさらなる実施形態は、膜４の予荷重の強度を調節するための作動手段の使用を提供する。例えば、機械的および／または液圧および／またはガスおよび／または電気および／または磁気タイプのアクチュエータ手段である。
【００６１】
計量ポンプが複数の膜の使用を伴う場合、特定の位置決めとは無関係に、少なくとも一つの膜への上記シーリングデバイスの固定が実施される。すなわち、特定の必要条件に応じて、シーリングデバイスは、作用チャンバー１６に面している膜上に、または分配チャンバー１５に面している膜上に、または両方の膜上に適用することができる。例えば、図７および図８には、介在流体を有する二重膜ポンプと、介在空虚を有する二重膜ポンプがそれぞれ提示されている。図示されていない本発明に係るポンプのさらなる代替実施形態は、直列に取り付けられた複数の膜、例えば三つの膜の使用を提供する。中央膜にもシーリングデバイス７が設けられる場合、二つの連続した膜の間に画定されるさらなる流体隙間の実現が可能である。
【００６２】
有利なことに、本発明に係る計量ポンプのシーリングデバイス７は、二つの側の一方において流体が突然失われた場合に（例えば、過圧バルブの介入に続いて、あるいはポンプに設けられた一つ以上のバルブの不完全なシーリングの場合に）、膜４を支持し、そして例えば作用圧力とは無関係に作動流体の量を増加または減少させることによって（膜とピストンとの間の）作動流体の正確な量の充填を可能にする。
【００６３】
有利なことに、本発明に係る計量膜ポンプは、液圧システムを用いて、または機械的および液圧システムを用いて、適切な量の作動流体を監視することができ、ここでポンプ駆動は、膜の特定の位置決めの検出によって作動させられる。例えば、図９に示す実施形態では、作動流体の回収バルブは、膜４の正確な位置決めの検出後にのみ機械的に作動させられる。特に、ピストンと膜との間の液体（例えば油）量は膜の後方位置によって制御され、機械的に作動させられるこうした検出によって、液体のためのバルブの中央ダクトの開口を元に戻すことが可能になる。
【００６４】
図１０には、本発明に係るポンプ１０１の第９の好ましい実施形態が示されており、ディスク７は、分配チャンバー１５に面する膜４の表面に配置されている。例えば、分配チャンバー１５は、吸引バルブ１と排出バルブ２との間の直線状のダクトとして形成される。直線状のダクトの側面には、分配チャンバー１５の吸引口２５が配置される。肉厚ディスク７は、分配チャンバー１の入口２５を完全に覆うような形状とされた、遠位端部の一部分、例えばヘッド５に面するベースを有する。特に、ディスク７の遠位端部、任意選択で実質的に平坦なベースは、分配チャンバー１５の入口２５のエッジと、任意選択で形状結合方式にて当接するような形状とされたエッジ４７を有する。
【００６５】
例えば、エッジ４７は、入口２５のエッジに設けられた対応するレリーフパターンに結合されるよう構成されたレリーフパターンを有し、特に、そうしたレリーフパターンは、ディスク７の長手方向軸線に対して４５°だけ傾けられ、かつ、ディスク７の遠位端部と入口２５との間の結合を引き起こすように配向されている。
【００６６】
入口２５とエッジ４７との間の結合は、分配チャンバー１５内に置かれた流体に対するシーリング面を形成する。
【００６７】
膜の特定の取り付け構成は、膜の湾曲部分とヘッド５の末端壁３５との間の第２の隙間Ｃ'の実現を可能にする。したがって、有利なことには、膜の湾曲部分は流体隙間Ｃ'から支持され、それゆえそれはヘッド５の末端壁と接触せず、膜の製品寿命を著しく増大させる。
【００６８】
図１１には、本発明に係るポンプ１０１の第１０実施形態が示されており、ここで、ディスク７は、少なくとも中心線部分で膜に固定されるような形状とされ、かつ、それぞれポンプ本体６およびヘッド５に面する、膜の二つの表面上に二つの突出部を有する。特に、この実施形態は、膜４の吸入形態での第１の隙間Ｃと、膜４の排出形態での第２の隙間Ｃ''との実現を可能にし、これによって、特にそれがポンプの排出段階中に高い応力にさらされる場合に、膜がヘッド５の末端壁３５と接触するのが回避され、膜の両側において起こり得る損傷の防止が最大化される。有利なことには、ヘッド５の末端壁３５は、（例えば結合面Ｓに対応する）壁の外側エッジから始まって分配チャンバー１５の入口２５に向かう、例えば少なくとも円錐部分を含むテーパー形状を有することができる。
【００６９】
ポンプ本体６の末端壁３６について既に説明したように、末端壁３５は、例えば、ポンプ作動パラメーターに、使用される作動流体に、使用されるシーリングデバイス７および膜４の構成に応じて可変な、やはり本明細書で説明した図面に示される形態とは異なる、複数の形態を呈することができる。
【００７０】
ここまで好ましい実施形態について説明し、本発明の変形を示唆したが、当業者は、特許請求の範囲によって規定される関連する保護の範囲から逸脱することなく、修正および変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００７１】
１  吸引バルブ
２  排出バルブ
３  ピストン
４  膜
５  ヘッド
６  ポンプ本体
７  肉厚ディスク
７'  肉厚ディスク
７''  肉厚ディスク
１５  分配チャンバー
１６  作用チャンバー
２５  吸引口（入口）
２６  出口
２７  上側エッジ
２９  スプリング
３５  末端壁
３６  末端壁
４７  エッジ
７０  シーリングデバイス
７７'  スペーサ要素
７７''  スペーサ要素
７７'''  スペーサ要素
１００  膜ポンプ
１０１  膜ポンプ
１０９  チャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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