Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpenanordnung, ins
besondere für die Verwendung in Haus und/oder Garten, gemäß
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ständig steigende Wassergebühren und ein verbessertes Umwelt
bewußtsein veranlassen immer mehr Haus- und/oder Gartenbesit
zer, duale Wassernutzungssysteme zu installieren und damit
alternativ oder zusätzlich zu Trinkwasser auch Regenwasser zu
nutzen. Hierbei können zur Förderung des Wasser von Sammel
stellung wie Teichen, Zisternen o. dgl. zu Verbrauchern unter
schiedliche Flüssigkeitspumpenanordnungen verwendet werden,
beispielsweise Tauchpumpen, Gartenpumpen, Springbrunnenpumpen
o. dgl. Vor allem in fest installierten Regennutzungssystemen
kommen auch Hauswasserwerke zum Einsatz, um beispielsweise
gesammeltes Regenwasser von einem entsprechenden Reservoir
durch ein vom Trinkwasserleitungssystem gesondertes Rohr
system zu Regenwasser-Verbrauchern wie Toiletten, Wasch
maschinen, Duschen o. dgl. zu fördern.
Um einen optimalen Nutzen aus Pumpen ziehen zu können, ist es
häufig zweckmäßig, deren Betrieb an den am Einsatzort herr
schenden Umgebungsbedingungen oder bestimmten Bedarfserfor
dernissen zu orientieren. So ist es beispielsweise bekannt,
in der Stromzufuhr einer elektrischen Gartenpumpe eine Zeit
schaltuhr anzubringen, um eine Gartenberegnung z. B. nachts
durchführen zu können, ohne daß der Gartenbesitzer hierfür
aufstehen und seine Pumpe manuell einschalten muß. Die Zeit
steuerung ermöglicht eine effektivere und bequemere Nutzung
der Pumpe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere in
dieser Hinsicht verbesserte Flüssigkeitspumpenanordnung vor
zuschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Flüssigkeitspumpenanord
nung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiter
bildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, deren
Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung ge
macht wird.
Eine erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpenanordnung hat eine
vorzugsweise elektromotorisch antreibbare Flüssigkeitspumpe
mit mindestens einem zu einer Pumpenkammer der Flüssigkeits
pumpe führenden Pumpeneingang, durch den Flüssigkeit ansaug
bar oder einleitbar ist, und mindestens einem von der Pumpen
kammer abführenden Pumpenausgang zur Abgabe von unter Druck
stehender Flüssigkeit. Erfindungsgemäß weist die Flüssig
keitspumpenanordnung eine integrierte Steuereinrichtung zur
Steuerung der Flüssigkeitspumpe nach Maßgabe mindestens eines
Eingangssignales auf. Die Steuereinrichtung ist also in den
Aufbau der Pumpenanordnung z. B. in Form eines Anbaus inte
griert, so daß es bei erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpenan
ordnungen nicht notwendig ist, die Steuerung über eine geson
derte Zuleitung zur Pumpe oder durch die Einfügung einer
Steuereinrichtung, wie z. B. einer Schaltuhr, in die Stromver
sorgungsleitung zu realisieren. Durch die integrierte Steuer
einrichtung können die wesentlichen für einen intelligenten,
umgebungsangepaßten und bequemen Betrieb der Flüssigkeitspum
penanordnung erforderlichen Einrichtungen an dieser selbst
vorhanden sein. Die Steuereinrichtung ist zweckmäßig so aus
gebildet, daß sie als Antwort auf ein internes oder externes
Eingangssignal mindestens ein der Pumpensteuerung dienendes
Steuersignal abgibt, durch das beispielsweise die Pumpe ein- oder
ausgeschaltet wird. Auch komplexere Steuervorgänge, bei
spielsweise eine Änderung der Pumpenleistung o. dgl., sind
möglich.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zur Verarbeitung elek
trischer, elektromagnetischer, optischer und/oder akustischer
Eingangssignale ausgebildet, also solche Eingangssignale, die
mittels Kabel oder anderer Leitungen oder kabellos bequem
über größere Strecken übermittelbar sind. Es ist dann nicht
mehr erforderlich, daß ein Benutzer z. B. zum Ein- oder Aus
schalten der Pumpe sich zur Pumpe begeben muß. Derartige Pum
pen können also bequem auch an schwer zugänglichen Stellen
installiert oder aufgestellt werden.
Eine geeignete Steuereinrichtung kann verschiedene Funktionen
einzeln oder in Kombinationen bereitstellen. So ist es bei
spielsweise möglich, daß die Steuereinrichtung mindestens
eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines kabellos bzw. lei
tungslos übermittelbaren, insbesondere elektromagnetischen
Eingangssignales aufweist. Eine derartige Pumpe kann z. B.
über Funk oder Infrarotstrahlung ferngesteuert betrieben
werden. Selbstverständlich ist auch eine leitungsgebundene
Ansteuerung mittels elektrischer Kabel oder Lichtleiter
o. dgl. möglich.
Es ist möglich, die Steuerung nach einer Zeitvorgabe durchzu
führen. Hierzu kann eine Steuereinrichtung eine Zeitschalter
einrichtung zur Verarbeitung von Eingangssignalen eines Zeit
gebers aufweisen, der in die Steuereinrichtung integriert
oder außerhalb der Steuereinrichtung angebracht und signal
leitend mit dieser verbunden sein kann.
Eine besonders komplexe Steuerung und damit ggf. eine automa
tische, feinfühlige Anpassung der Pumpenbetriebes an die je
weils herrschenden Umgebungsbedingungen läßt sich dadurch er
reichen, daß eine Steuerung nach Maßgabe mindestens eines als
Eingangssignal dienenden Sensorsignales erfolgt. Eine hierfür
geeignete Steuereinrichtung hat mindestens eine Einrichtung
zur Verarbeitung von Signalen eines signalleitend mit der
Steuereinrichtung verbindbaren, insbesondere außerhalb der
Steuereinrichtung angebrachten Sensors. So können beispiels
weise Signale von Sensoren verarbeitet werden, die den Be
triebszustand der Pumpe selbst erfassen, z. B. Pumpenausgangs
drucksensoren, Pumpeneingangsdrucksensoren, Durchflußsensoren
o. dgl. Alternativ oder zusätzlich können auch Signale von
Sensoren verarbeitbar sein, die Informationen über die Pum
penumgebung und/oder über den von der Pumpe mit Flüssigkeit
zu beliefernden Bereich bereitstellen, z. B. Feuchtigkeitssen
soren wie Niederschlagsensoren, Bodenfeuchtesensoren oder
dergleichen.
Es ist möglich, daß die Steuereinrichtung unlösbar bzw. fest
mit dem Pumpengehäuse oder einem mit diesem verbundenen An
bauteil verbunden ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist
die Steuereinrichtung mechanisch und elektrisch lösbar mit
der Flüssigkeitspumpenanordnung verbindbar, also als abnehm
bare bzw. auswechselbare elektrische Teileinheit bzw. als
Steuermodul ausgebildet. Dadurch wird es beispielsweise mög
lich, unterschiedliche Steuereinheiten mit der Flüssigkeits
pumpenanordnung zu verbinden und auf diese Weise durch Aus
wechslung von Steuereinheiten die Flüssigkeitspumpenanord
nung an verschiedene Aufgaben besonders leicht anzupassen.
Ggf. kann eine Steuereinheit auch nach Art eines einfachen
Ein/Aus-Schalters und/oder eines Betriebsartenschalters zur
Wahl zwischen mehreren unterschiedlichen vorgegebenen Be
triebsarten der Pumpe ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die
Steuereinrichtung werkzeuglos an oder in der Flüssigkeitspum
penanordnung befestigbar ist, insbesondere an diese ansteck
bar. So kann die Steuereinrichtung bei entnehmbarer bzw. aus
wechselbarer Ausführung insbesondere über Steckkontakte auf
ein fest mit der Pumpenanordnung verbundenes Kontaktfeld auf
steckbar sein, das mindestens einen elektrischen Kontakt zum
signalleitenden Anschluß der Steuereinrichtung an die Flüs
sigkeitspumpenanordnung aufweist. Ein komplementärer Kontakt
kann an der Steuereinrichtung vorgesehen sein.
Zweckmäßig umfaßt das Kontaktfeld auch Kontakte, mit denen
die Steuereinrichtung an die Stromversorgung der Pumpenanord
nung anschließbar ist. Dadurch ist es möglich, die Steuerein
richtung ohne eigene elektrische Leistungsversorgung auszu
bilden, was derartige Einrichtungen besonders kostengünstig
und kompakt herstellbar macht. Die vorzugsweise als Steckver
bindung ausgebildete, lösbare Verbindung zwischen Steuerein
richtung und Flüssigkeitspumpenanordnung ist vorzugsweise
flüssigkeitsdicht abdichtbar, wozu beispielsweise eine die
Kontakte des Kontaktfeldes umgebende Dichteinrichtung vorge
sehen sein kann. Zweckmäßig ist allgemein eine feuchtigkeits
unempfindliche Ausbildung der Steuereinrichtung, was bei
spielsweise durch ein weitgehend flüssigkeitsdicht abgedich
tetes Gehäuse und/oder durch eine feuchtedichte Versiegelung
der die Steuerung verkörpernden Teile, beispielsweise eine
Leiterplatte mit elektronischen Bauelementen, durch eine
feuchtedichte Vergußmasse o. dgl. möglich ist.
Bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Steuereinrich
tungen sind mittels einer Programmiereinrichtung programmier
bar, wobei es sich vorzugsweise um eine freie Programmierbar
keit mit einer theoretisch unbegrenzten Anzahl von Programmen
handelt. Dies hat gegenüber einer ebenfalls möglichen Auswahl
zwischen einer begrenzten Anzahl vorgegebener Programme den
Vorteil einer besonders feinfühligen Anpassung der Pumpenbe
triebsmöglichkeiten an die jeweils gewünschte Verwendung der
Pumpe. Die Steuereinrichtung kann hierzu mindestens einen
Mikroprozessor und/oder geeignete Speichereinrichtungen auf
weisen, in denen Daten und/oder Speicherprogramme speicherbar
sind.
Es ist möglich, daß die Programmiereinrichtung in die Steuer
einrichtung integriert ist, so daß beispielsweise eine Pro
grammierung über an der Steuereinrichtung vorgesehene Tasten,
ein interaktives Display o. dgl. durchführbar ist. Besonders
bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Steuerein
richtung zur signalleitenden Verbindung mit einer von der
Steuereinrichtung gesonderten bzw. separaten Programmierein
richtung ausgebildet ist. Im Falle derartiger externer Pro
grammiereinrichtungen kann auf interne Programmiereinrich
tungen in der Steuereinrichtung verzichtet werden, was die
Steuereinrichtung besonders einfach und kostengünstig her
stellbar macht. Zur Programmierung kann beispielsweise ein
tragbares Programmiergerät genutzt werden, das ggf. zur Pumpe
gebracht und beispielsweise über entsprechende Kontakte am
Kontaktfeld der Steuereinrichtung mit dieser verbunden werden
kann. Bei abnehmbaren Steuereinrichtungen ist es auch mög
lich, diese mittels eines entfernt von der Pumpenanordnung
stehenden Computers oder eines anderen geeigneten Program
miergerätes zu programmieren.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre
ren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein
können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schrägperspektivische Ansicht einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Flüssigkeitspumpe,
Fig. 2 einen teilweisen vertikalen Längsschnitt durch
eine andere Ausführungsform einer Flüssig
keitspumpe ähnlich Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen entnehmbaren Filter
stutzen der Ausführungsform gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine entnehmbare
Rückschlagventileinheit der Ausführungsform
gemäß Fig. 2,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die in Fig. 4 gezeig
te Rückschlagventileinheit in einer um 90°
versetzten Schnittebene,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine entnehmbare Druck
schaltereinheit der Ausführungsform nach
Fig. 2,
Fig. 7 einen Schnitt durch einen als Handgriff
dienenden Druckstutzen der Ausführungsform
nach Fig. 2 und
Fig. 8 einen Schnitt durch das Ablaßventil der in
Fig. 2 gezeigten Ausführungsform.
In den Fig. 1 und 2 sind Gesamtansichten von im wesent
lichen baugleichen Ausführungsformen einer Flüssigkeitspum
penanordnung 1 gezeigt, die insbesondere für Anwendungen in
Haus und Garten vorgesehen ist und vorzugsweise als Pumpe
eines Hauswasserwerks einsetzbar ist. Sie hat ein weitgehend
aus stabilem, schlagfestem Kunststoff bestehendes Gehäuse 2,
an dessen Unterseite Ausnehmungen für drei Standfüße 3 vorge
sehen sind. Sie definieren eine Standebene der Pumpe und be
stehen vorzugsweise im wesentlichen aus gummiartig weichem
Material, beispielsweise aus einem weichen Thermoplast. Die
Standfüße ermöglichen eine geräuschgedämpfte standsichere
Aufstellung der Pumpe. In das Gehäuse ist eine elektromoto
risch betriebene, mittels eines Ventilators 4 luftgekühlte
Flüssigkeitspumpe 5 integriert, deren Pumpenlaufrad 6 sich um
die parallel zur Standebene, normalerweise horizontal ausge
richtete Pumpenachse 7 innerhalb einer Pumpenkammer 8 dreht.
Die Pumpenkammer 8 wird durch ein im wesentlichen kalotten
förmiges Kammergehäuse 9 begrenzt, das bei der in Fig. 2 ge
zeigten Ausführungsform aus dem gleichen Kunststoffmaterial
wie das Gehäuse besteht, bei anderen Ausführungsformen zur
Erhöhung der Druckfestigkeit auch aus Metall, beispielsweise
rostfreiem Stahl, bestehen kann. An der Oberseite des Kammer
gehäuses sind, parallel zueinander und senkrecht zur Pumpen
achse 7, ein in die Kammer 8 führender, im Querschnitt runder
Pumpeneingang 10 und ein aus der Kammer 8 führender, im Quer
schnitt runder Pumpenausgang 11 angeordnet. Im Bodenbereich
des Kammergehäuses bzw. in einem mit der Pumpenkammer verbun
denen Fußansatz (Fig. 1) ist ein horizontaler, zur Pumpenach
se 7 paralleler Stutzen 12 mit einem Innengewinde zur Aufnah
me eines einschraubbaren Ablaßventils 13 vorgesehen.
Auf der Saugseite der Pumpe ist ein in Zusammenhang mit
Fig. 3 näher beschriebener, in den mit Innengewinde versehenen
Pumpeneingang einschraubbarer Filterstutzen 15 vorgesehen.
An diesem auch als Zulaufstutzen bezeichenbaren, auswechsel
baren Kunststoff-Bauteil ist eine obere, in axialer Verlänge
rung des Pumpeneingangs und bzgl. der Standebene der Pumpe
oberhalb des oberen Abschlusses aller Pumpenkammern angeord
nete, kreisrunde Einfüllöffnung 16 vorgesehen, über die bei
spielsweise vor Inbetriebnahme der Pumpe Flüssigkeit in die
Pumpenkammer eingefüllt werden kann. Die Einlauföffnung ist
durch einen mit einer Dichtung versehenen Schraubdeckel 17
verschließbar. Der Durchmesser der Einfüllöffnung 16 ist vor
teilhaft so groß gewählt, daß ein in den Filterstutzen 15 von
oben einsetzbares, kegelabschnittförmiges Schmutzsieb 18 mit
U-bügelförmigem Handgriff von oben durch die Einfüllöffnung
in den Filterstutzen eingesetzt bzw. nach oben entnommen wer
den kann. Bei eingesetztem Filter bzw. Sieb 18 liegt ein nach
außen gerichteter Rand am oberen Ende des Siebkörpers auf
einer Innenschulter des Filterstutzens auf und die Innenseite
des Schraubdeckels 17 drückt leicht auf den Bügel 19, so daß
der Filtereinsatz 18 wackelfrei eingeklemmt wird. Vorteilhaf
terweise ist auch eine saugseitige Zulauföffnung 20 zum An
saugen von Flüssigkeit oberhalb der Oberkante der Pumpenkam
mer und oberhalb bzw. stromaufwärts des Schmutzsiebes 18 an
geordnet. Die Zulauföffnung 20 wird durch einen am oberen
Endbereich des Filterstutzens 15 horizontal vorstehenden, mit
Außengewinde versehenen Stutzen 21 gebildet, dessen horizon
tale Achse bei vollständig eingeschraubtem Filterstutzen im
wesentlichen parallel zur Pumpenachse 7 verläuft. Durch die
vorteilhafte Anordnung der saugseitigen Einfüllöffnung und
der ebenfalls saugseitigen Ansaug-Zulauföffnung vor einer
Schmutzfiltereinrichtung 18 kann das Innere der Pumpe zuver
lässig vor eindringenden Partikeln, wie Schmutzpartikeln,
Holzstückchen o. dgl. geschützt werden. Der Filter 18 ist nach
Abschrauben des Deckels 17 zur Reinigung leicht entnehmbar.
Dadurch, daß der Filterstutzen mit Zulauföffnung und Einfüll
öffnung und integrierter Filtereinrichtung durch Abschrauben
vom Pumpeneingang leicht entnehmbar und entsprechend leicht
auswechselbar ist, kann die Pumpe in diesem Bereich durch
Einschrauben eines ggf. anders dimensionierten Filterstutzens
auf einfache Weise bzgl. der Baumaße modifiziert werden, bei
spielsweise um eine Anpassung an besonders dimensionierte Zu
laufleitungen zu ermöglichen. Es ist ein als vollständige
Baugruppe entnehmbares bzw. auswechselbares Eingangsfiltermo
dul geschaffen.
Auf der Auslaßseite bzw. Druckseite der Pumpe sind in der dem
Pumpenausgang 11 nachgeschalteten Druckleitung 25 weitere
vorteilhafte Funktionsbaugruppen in Form auswechselbarer Mo
dule, d. h. in Form von Baugruppen, die eine oder mehrere im
wesentlichen in sich geschlossene Funktionen übernehmen, vor
gesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform befindet sich di
rekt bzw. unmittelbar stromabwärts des Pumpenausgangs 11 eine
im Zusammenhang mit Fig. 4 und 5 im Detail erläuterte
Rückschlagventileinheit 26 und, dieser unmittelbar nachge
schaltet, eine im Zusammenhang mit Fig. 6 näher erläuterte
Druckschaltereinheit 27, die beide vorteilhaft in die Gehäu
seform integriert sind. Die Rückschlagventileinheit 26 bildet
eine einen Winkel von 90° einschließende Winkelverbindung
zwischen dem nach oben abführenden Pumpenausgang 11 und der
horizontalen Richtung der seitlich wegführenden Druckleitung
25. Zwischen einem seitlichen Ausgangsstutzen der Rückschlag
ventileinheit 26 und dem Eingang eines als Handgriff dienen
den Druckstutzens 28 ist mit einem Übergangsstutzen die
Druckschaltereinheit 27 eingefügt, wobei die Funktionselemen
te des Druckschalters seitlich neben dem in der Druckleitung
verlaufenden Flüssigkeitsstrom angeordnet sind. Die Druck
schaltereinheit ist vorteilhafterweise in den vom Flüssig
keitsstrom durch das Rückschlagventil zur Druckleitung gebil
deten Winkel in besonders platzsparender Weise eingefügt.
Stromabwärts der Druckschaltereinheit 27 ist ein im Zusammen
hang mit Fig. 7 näher erläuterter, als starres bzw. biege
steifes Rohr ausgeführter Druckstutzen 28 vorgesehen, der
unter Bildung einer Grifföffnung 29 abschnittsweise frei
oberhalb des Gehäuses 2 parallel zur Pumpenachse 7 verläuft.
Der frei schwebende Abschnitt liegt etwa oberhalb des Massen
schwerpunktes der Gesamtpumpenanordnung und kann als Trage
griff für die Pumpenanordnung dienen. Im Anschluß an diesen
durchströmbaren Handgriff 30 ist im Verlauf der wegführenden
Druckleitung ein Drehgelenkanschluß 31 vorgesehen, der einen
radial zur durch den Handgriff führenden Druckleitungsachse
32 ausgerichteten seitlichen Ausgangsanschluß 33 aufweist.
Ein weiterer, von diesem separater Ausgangsanschluß 34 liegt
in Verlängerung des Tragegriffs 30 auf der Achse 32 und
fluchtet im Beispiel mit der saugseitigen Zulauföffnung 20.
Der Aufbau dieser verschiedenen Funktionseinheiten wird im
folgenden zusammen mit den jeweils erzielbaren Funktionen und
Vorteilen näher beschrieben.
Die besonders in den Fig. 4 und 5 gut erkennbare Ausfüh
rungsform der Rückschlagventileinheit 26 hat ein im wesent
lichen zylindrisches Kunststoffgehäuse 40, an dessen unteren
Ende unter Ausbildung einer Radialschulter ein als Ventilein
tritt dienender Eingangsstutzen 42 mit mehreren Umfangsnuten
zur Aufnahme von Rundschnurdichtungen vorgesehen sind. Ein
als Ventilaustritt dienender Ausgangsstutzen 43 mit Außenge
winde und Umfangsnut zur Aufnahme einer Rundschnurdichtung
ragt im Oberbereich des Gehäuses 40 in einem Winkel von 90°
zum Eingangsstutzen vom Gehäuse 40 ab. Oberhalb des Ausgangs
stutzens ist am nach oben offenen Gehäuse eine weitere Gehäu
seöffnung 41 mit einem Innengewindeabschnitt zur Aufnahme
eines Schraubdeckels 44 vorgesehen. Im Gehäuseabschnitt zwi
schen Eingangsstutzen und Ausgangsstutzen ist eine in Fig. 5
gut zu erkennende, um 90° gegenüber dem Ausgangsstutzen ver
setzte, quer durch das Gehäuse durchgehende Aufnahmeöffnung
45 für ein unten erläutertes, manuell durch Drehen betätigba
res Steuerorgan 46 vorgesehen. Oberhalb der Queröffnung 45
ist auf Höhe des Ausgangsstutzens 43, um 90° versetzt zu die
sem, eine Gehäusewandausnehmung zur Aufnahme eines magnet
feldsensitiven Sensors 47, beispielsweise eines Hall-Sensors,
ausgebildet.
Innerhalb des Gehäuses 40 ist ein vollständig entnehmbarer
Ventileinsatz 49 angeordnet. Dieser umfaßt ein Ventilsitzele
ment 50, das eine der zylindrischen Innenkontur des Oberbe
reichs des Ventilgehäuses angepaßte zylindrische Außenkontur
mit zwei axial versetzten Umfangsnuten hat, wovon die obere
zur Aufnahme einer der Abdichtung gegen die Gehäuseinnenwand
dienenden Rundschnurdichtung 51 und die untere zum Einführen
von radial durch die Gehäusewand einführbaren Sicherungsstif
ten 52 dient. Das Ventilsitzelement 50 liegt in eingebautem
Zustand auf einer nach innen gerichteten Anlageschulter der
Gehäusewand oberhalb der Queröffnung 45 auf und wird durch
die Stifte 52 gegen Herausfallen gesichert. Eine am unteren
Ende einer zylindrischen Führungsöffnung 53 des Ventilsitz
elementes vorgesehene, nach innen gerichtete Schulter 54
dient als Ventilsitz des Rückschlagventils.
Ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkender, als Absperrelement
dienender federbelasteter, selbstrückstellender Ventilkörper
55 hat einen innen hohlen, zylindrischen Schaft 56, der auf
der ventilsitzzugewandten Seite unterhalb eines Steges 57
einer Aufnahmenut für eine mit dem Ventilsitz 54 zusammenwir
kende elastische Rundschnurdichtung 58 hat. Am Schaft 56 ist
auf der dem Magnetfeldsensor 47 zugewandten Seite eine radi
ale, zylindrische Aufnahme für einen Dauermagneten 48 ausge
bildet, der bei geschlossenem Ventil unterhalb des Magnet
feldsensors und außerhalb von dessen Wirkbereich angeordnet
ist. Zwischen dem umlaufenden Kragen 57 des Ventilkörpers und
der zylindrischen Führungsöffnung 53 des Ventilsitzelementes
verbleibt ein geringer Spalt, der bei geringfügiger Abhebung
des Dichtungsringes 58 vom Ventilsitz als Leckstromkanal die
nen kann. Dieser nur für eine Leitung geringer Leckströme
vorgesehene Ringkanal ist nur über einen kurzen Verschiebeweg
des Ventilkörpers von der Absperrfunktion gegeben. Sobald der
umlaufende Kragen in den Bereich oberhalb des Ventilsitzele
mentes 50 abgehoben ist, steht ein deutlich größerer Strö
mungsquerschnitt zwischen Einlaß und Auslaß des Ventils zur
Verfügung.
Eine konische Spitze 59 des Ventilkörpers ragt bei geschlos
senem Ventil (Fig. 4 und 5) durch die zentrische Kreisöffnung
des Ventilsitzelementes in den Bereich des Steuerorgans 46.
Am gegenüberliegenden, offenen Ende des Ventilkörpers ist ein
sich nach oben konisch verbreiternder Teller vorgesehen, der
unter anderem der Abstützung einer kegelig gewickelten Druck
feder dient, deren gegenüberliegendes, breiteres Ende sich am
konkav nach innen gewölbten Kopfabschnitt 61 des Schraub
deckels 44 abstützt. Der mit einem Außengewinde und einem
innerhalb der stirnseitigen konkaven Ausnehmung angeordneten
Griffsteg 62 versehene Schraubdeckel hat auf seiner Innensei
te ein sich axial erstreckendes Führungselement 63 mit kreuz
förmigem Querschnitt, das im wesentlichen spielfrei in das
zylindrische Innere des Ventilkörpers einführbar ist und der
axial gleitenden Führung des Ventilkörpers dient.
Das in die Queröffnung 45 einsetzbare, mehrteilige Steueror
gan 46 hat ein im Inneren des Ventilgehäuses unterhalb der
Öffnung des Ventilsitzelementes anordenbares, durchströmbares
Kugelelement 65, an dem eine um die Drehachse des Steueror
gans herumverlaufende, im Schnitt V-förmige Nockenkontur 66
vorgesehen ist, die mit der konischen Spitze 59 des Ventil
körpers zur axialen Verschiebung des Ventilkörpers zusammen
wirkt. Dabei ist die Nockenkontur so ausgebildet, daß in der
in den Fig. 2, 4 und 5 gezeigten Freigabestellung kein Be
rührungskontakt zwischen Kugelelement und Ventilkörper be
steht, so daß die Druckfeder 60 den Ventilkörper abdichtend
auf den Ventilsitz drückt, während bei einer Drehung des
Steuerorgans beispielsweise um 120° der Ventilkörper durch
die Nockenkontur gegen die Kraft der Druckfeder vom Ventil
sitz abgehoben wird, so daß ein Strömungsweg vom Eingangs
stutzen 42 durch das Kugelelement und den Ventilsitzbereich
zum Ausgangsstutzen 43 bzw. umgekehrt frei wird. Hierdurch
ist eine Öffnung des Ventils unabhängig von den zwischen den
Anschlüssen vorliegenden Druckverhältnissen möglich, insbe
sondere auch dann, wenn im Bereich des Ausgangsstutzens 43
ein höherer Druck herrscht als im Bereich des Eingangsstut
zens 42. Die Rückschlagventilwirkung ist somit durch Betäti
gung des Steuerorgans 46 aufhebbar.
Der Ventileinsatz 49 ist als ggf. vollständige Baugruppe nach
Abschrauben des Deckels 44 entnehmbar, wobei Schaltdeckel 44
und der von diesem geführte und getragene Ventilkörper norma
lerweise zusammenhängend bleiben und das Ventilsitzelement
ggf. auch im Gehäuse 40 verbleiben kann. Besonders vorteil
haft wirkt sich die Winkelausführung der Rückschlagventilein
richtung aus, die eine Entnehmung des Ventileinsatzes in
Fortsetzung der Richtung des zuströmenden Fluides ermöglicht.
Dadurch kann der Ventileinsatz ggf. bei eingebauter Rück
schlagventileinrichtung entnommen werden, ohne daß der übrige
Aufbau der Pumpenanordnung davon beeinflußt ist, insbesondere
auch ohne daß weitere Komponenten entfernt werden müssen.
Auch das Steuerorgan 46 ist aufgrund seines mehrteiligen
Aufbaus entnehmbar.
Dank des Steuerorgans 46 ist die gezeigte Ausführungsform der
Rückschlagventileinheit gleichzeitig als Entleerungsventil
ausgebildet. So kann beispielsweise am Beginn des Pumpen
betriebes durch Öffnung des Ventils ggf. im Ansaugbereich
und/oder in der Pumpenkammer befindliche Luft zunächst abge
fördert werden, bevor der reine Flüssigkeitsförderbetrieb
aufgenommen wird. Aufgrund der Komprimierbarkeit von Luft
können sich ohne diese Möglichkeit zu Beginn des Pumpenbe
triebes Funktionsbeeinträchtigungen ergeben. Im Normalbetrieb
der Pumpe ist dagegen das Steuerorgan außer Eingriff mit dem
Ventilkörper, so daß dieser nur durch ausreichenden einlaß
seitigen Überdruck in Offenstellung bewegbar ist.
Weiterhin ist es durch manuelle Öffnung des Ventils mittels
Steuerorgan 46 möglich, bei abgeschalteter Pumpe ein ange
schlossenes Leitungssystem durch die Rückschlagventileinrich
tung hindurch beispielsweise über das geöffnete Ablaßventil
oder durch den Ansaugstutzen zu entleeren, so daß die Ventil
einheit auch ein Entleerungsventil bildet.
Die gezeigte Ausführungsform der Rückschlagventileinheit
wirkt außerdem als Durchflußsensor, der ein durch eine Pum
pensteuerung einfach weiterverarbeitbares elektrisches Durch
flußsignal liefert. Hierzu wird die Verschiebung des Ventil
körpers 55 durch den Magnetfeldsensor 47 detektiert, sobald
der Dauermagnet 48 in den Wirkbereich des Sensors 47 verscho
ben ist. Die gezeigte Ausführungsform ist dabei so ausgelegt,
daß bei geringer Verschiebung des Ventilkörpers durch die
Wirkung eines geringen Leckstromes der Dauermagnet vom Sensor
noch nicht detektiert wird. Erst bei stärkerer Verschiebung
des Ventilkörpers, deren Maß von dem aktuellen Flüssigkeits
durchfluß abhängt, befindet sich der Dauermagnet im Detek
tionsbereich des Magnetfeldsensors und liefert ein von der
pro Zeiteinheit durchgelassene Flüssigkeitsmenge abhängiges
Durchflußsignal. Die vorteilhafte Ausbildung, bei der geringe
Leckströme kein Durchflußsignal erzeugen, ist insbesondere
dann von Bedeutung, wenn die Pumpe nach Maßgabe des Sensor
signals des Durchflußsensors gesteuert wird, insbesondere um
die Pumpe ein- oder auszuschalten. Diese Schaltvorgänge wer
den entsprechend nicht schon durch geringe Leckströme be
wirkt, sondern erst durch substantielle Entnahmen auf der
Druckseite.
Ein Durchflußsensor kann auch nach einem anderen Prinzip
arbeiten, beispielsweise mittels eines im Flüssigkeitsstrom
angeordneten rotierenden Wasserrades, dessen Drehung z. B.
mechanisch, elektrisch oder magnetisch überwacht wird oder
mit anderen elektrischen, elektromagnetischen, magnetischen
oder optischen Mitteln. Alternativ oder zusätzlich zu einem
in die Rückschlagventileinheit integrierten Durchflußsensor
kann ein Durchflußsensor auch an anderer Stelle der abführen
den Druckleitung, beispielsweise unmittelbar vor den Aus
gangsanschlüssen oder an der Eingangsseite der Pumpe vorgese
hen sein.
Die beschriebene Ausführungsform der Rückschlagventileinheit
vereinigt somit mindestens vier Funktionen in sich, indem sie
neben der Funktion als Rückschlagventil auch eine Funktion
als Entleerungsventil, als Entlüftungsventil und als Durch
flußsensor bereitstellt. Diese Funktionen können bei anderen
Ausführungsformen auch durch gesonderte Bauelemente bzw.
Module und/oder an anderer Stelle im Bereich der abführenden
Druckleitung vorgesehen sein.
Bei der besonders in Fig. 6 gut zu erkennenden Druckschalter
einheit 27 ist ein Übergangsstutzen 70 vorgesehen, der nach
Art einer Verbindungsrohrmuffe ausgebildet ist und an beiden
axialen Enden 71, 72 mit Innengewinden versehene Aufnahmeöff
nungen zum Einschrauben von Rohrstücken o. dgl. aufweist. Die
Funktionselemente des Druckschalters sind seitlich neben dem
zwischen den Enden 71, 72 verlaufenden Flüssigkeitsstrom an
bzw. in einem einstückig mit dem Übergangsstutzen 70 ausge
bildeten Druckschaltergehäuse 73 untergebracht. Ein im Quer
schnitt kleiner Radialkanal 74 verbindet das Innere des Stut
zens 70 mit dem Innenraum des Gehäuses 73 und wird durch eine
flexible Membran 75 flüssigkeitsdicht verschlossen. An der
kanalabgewandten Seite der Membran 75 stützt sich ein inner
halb des Gehäuses 73 axial beweglich gelagerter Schalterkör
per 76 ab, der mittels einer Spiraldruckfeder an die Membran
gedrückt wird. Dieser stützt sich an einer Stellschraube 77
ab, die der Einstellung des Federdrucks auf dem Körper 76
dient und innerhalb eines das Gehäuse 73 außen verschließen
den Schraubdeckels 78 geführt ist. Der Schalterkörper 76
wirkt über einen angelenkten Schalterhebel 79, der durch eine
Ausnehmung der Gehäusewand nach außen geführt ist, auf einen
außen am Gehäuse angebrachten elektrischen Schalter 80, der
ein vom Flüssigkeitsdruck innerhalb des Stutzens 70 abhängi
ges, durch eine Pumpensteuerung weiterverarbeitbares Druck
signal abgibt. Anstatt des elektromechanischen Schalters
sind auch andere Druckschalter möglich. Eine Druckschalter
einheit kann auch fest mit dem Pumpengehäuse verbunden und
baulich in dieses integriert sein. Wenn eine Druckschalter
einheit nicht oder nicht an der beispielsweise in Fig. 2
gezeigten Stelle benötigt wird, so kann das Druckschaltermo
dul durch eine einfache Verbindungsrohrmuffe ersetzt werden.
Der der Druckschaltereinheit 27 nachgeschaltete, in Fig. 7
besonders gut zu erkennende Druckstutzen 28 bildet gleichzei
tig den Handgriff bzw. Tragegriff 30 der Pumpenanordnung und
kann zur Verbesserung der Griffigkeit zumindest im umgreifba
ren Bereich eine die Griffigkeit verbessernde Außenkontur
beispielsweise mit Längsrillen o. dgl. (Fig. 1) haben.
Der im Ausgangsbereich angeordnete Drehgelenkanschluß 31 hat
eine Hülse mit einem seitlichen bzw. radialen Anschluß 33,
der um die Druckleitungsachse 32 stufenlos und unbegrenzt
drehbar gelagert ist und dabei mit Rundschnurdichtungen 85
abgedichtet ist. Über schlitzförmige Wandöffnungen 86 im
Druckleitungsrohr kann Wasser aus der in Axialrichtung ver
laufenden Druckleitung seitlich zum Radialausgang 33 des
Drehgelenks 31 austreten. Sowohl der seitliche Ausgang 33 des
Drehgelenks als auch der in Richtung der in Achse 32 liegende
Vorderausgang 34 der Druckleitung sind, vorzugsweise separat,
absperrbar, beispielsweise durch Aufschrauben einer Schraub
kappe. Auf beide Anschlüsse können auch übliche Anschlußstücke,
insbesondere Hahnstücke mit Schnellkupplungsnippeln auf
geschraubt werden. Das Drehgelenk bietet zum einen die Mög
lichkeit, einen zweiten Verbraucher an die Pumpe ohne separa
tes Verzweigungsstück anzuschließen. Außerdem kann durch die
unbegrenzte und stufenlose Drehbarkeit des Drehgelenkes der
zweite Anschluß 33 in verschiedene, für den jeweiligen Ein
satz optimale Richtungen gedreht werden. Für eine Position
des Drehgelenks mit nicht genutztem zweiten Ausgang 33 ist im
gezeigten Beispiel eine U-förmige Gehäuseaussparung 87 vorge
sehen, in die der seitliche Anschluß 33 gedreht werden kann.
Diese ist vorzugsweise so groß bemessen, daß sie beispiels
weise auch ein auf den Anschluß aufgeschraubtes Anschlußstück
mit Wasserstop aufnehmen kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin vorteilhaft
die entgegengesetzte, achsparallele Ausrichtung des Saugan
schlusses 20 am Pumpeneingang und des axialen Ausgangs 34 der
wegführenden Druckleitung am Pumpenausgang, die es ermögli
chen, die Flüssigkeitspumpe 1 in einen ansonsten geradlinigen
Leitungsverlauf einzubauen.
Eine vorteilhafte Verwendung einer Pumpenanordnung mit minde
stens zwei separaten Pumpenausgangsanschlüssen kann auch da
rin gesehen werden, daß an einen Ausgang, insbesondere den in
Längsachse liegenden Ausgang 34, ein z. B. pneumatischer
Druckspeicher anschließbar ist, der insbesondere für die Be
triebsweise der Pumpe als Hauswasserwerk oder in einer ver
gleichbaren Betriebsart vorteilhaft sein kann, um beispiels
weise eine Pufferung zu bewirken.
Der modulare Aufbau mit jeweils separat funktionsfähigen und
einzeln oder in Gruppen einbaubaren oder ausbaubaren Bauein
heiten bietet als besonderen Vorteil, daß anstelle von Bau
einheiten auch einfache Leitungselemente eingesetzt werden
können. So kann beispielsweise für Anwendungen, bei denen ein
Rückschlagventil und/oder ein Druckschalter nicht benötigt
werden, die jeweils nicht benötigte Komponente durch ein ein
faches Leitungselement mit identischen Einbaumaßen ersetzt
werden. So kann beispielsweise die in Fig. 2 gezeigte Ausfüh
rungsform komplettiert werden, indem die Rückschlagventilein
heit 26 durch einen 90°-Winkelstutzen und die Druckschalter
einheit 27 durch eine Verbindungsrohrmuffe ersetzt wird.
Falls nur ein Pumpenausgang benötigt wird, kann beispielswei
se auch der Druckstutzen 28 ohne Drehgelenkanschluß 31 ausge
führt sein. Ein Anschluß kann fest mit einem Hauswasserlei
tungsnetz verbunden sein und an den anderen kann ein Entlee
rungsventil angeschlossen sein, über welches das Leitungs
netz, z. B. für Wartungsarbeiten, entleert werden kann, ohne
die Verbindung mit der Pumpe zu lösen und ohne die Pumpe
selbst zu entleeren, was normalerweise ein manuelles Entlüf
ten der Pumpe vor Wiederinbetriebnahme erfordert.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform hat einen seitlich am
Motorteil der Pumpe fest angebrachten Pumpenschalter 90. Bei
einer anderen Ausführungsform ist in diesem Bereich ein Kon
taktfeld vorgesehen, mit dem eine abnehmbare Schalteinrich
tung mechanisch an der Pumpe angebracht und gleichzeitig
elektrisch mit dieser verbunden werden kann. Insbesondere
kann der Pumpe, zusätzlich oder alternativ zu einem Betriebs
artenschalter eine Zeitschaltuhr zugeordnet sein, die bei
spielsweise durch Aufstecken an der Pumpe anbringbar ist. Ein
ggf. vorhandener Druckschalter und/oder ein ggf. vorhandener
Sensor für den Durchflußzustand des Rückschlagventils können
mit dem Schalter oder der Zeitschaltuhr verbunden sein.
Die Signale der Druckschaltereinrichtung und/oder des Rück
schlagventils können in vorteilhafter Weise zur Pumpensteue
rung, insbesondere zum Ein- und Ausschalten der Pumpe heran
gezogen werden. Zusätzlich oder alternativ kann durch eine
Zeitschaltuhr ein Zeitprogramm vorgegeben werden. Eine weite
re vorteilhafte Steuermöglichkeit, insbesondere bei Verwen
dung einer Pumpenanordnung der genannten Art im Garten, ist
darin zu sehen, daß mit Hilfe einer Druckschaltereinheit die
Pumpe bei Erreichen eines Drucks in der Nähe des ohne Ver
braucherentnahme maximal erreichbaren Maximaldrucks abge
schaltet wird, wobei ein Wiedereinschalten vorteilhafterweise
erst bei stark gesunkenem Druck und/oder bei Detektion von
größeren Durchflußmengen durch ein ggf. vorhandenes Rück
schlagventil erfolgt.
Bei Einschalten eines Verbrauchers, z. B. einer Gartenspritze,
eines Regners, einer Sprühpistole o. dgl., sinkt der Druck so
fort ab und die Pumpe schaltet ein. Während des Betriebes der
Pumpe und betätigtem Verbraucher bleibt der Druck unterhalb
der Schwelle. Erst nach Abschalten des Verbrauchers steigt
der Druck sehr schnell wieder über die Schaltschwelle an und
die Pumpe schaltet ab. Eine derartige Drucksteueranordnung
kann besonders einfach, kostengünstig und wenig anfällig aus
geführt sein, da normalerweise die vorhandene geringe Schalt
hysterese vorzugsweise verwendeter Druckschalter sowie die
Zeitverzögerung bei der Abschaltung für einen derart druckge
steuerten Betrieb der Flüssigkeitspumpe ausreichen. Wie er
wähnt, ist es auch möglich, einen kleinen Druckpufferspei
cher und/oder einen Druckschalter mit zwei expliziten, von
einander beabstandeten Schaltschwellen zur Erzeugung einer
größeren Hysterese zu verwenden.
Die beispielhaft beschriebenen Steuerungsmöglichkeiten für
die Pumpe sind vorteilhaft bei einer Pumpe mit integrierter
Steuereinrichtung möglich, die vorzugsweise programmierbar
sein kann. Durch eine direkt in den Aufbau der Pumpenanord
nung integrierte Steuereinrichtung, die beispielsweise als
Anbau an das Pumpengehäuse ausgebildet sein kann, entfällt
die Notwendigkeit, Steuerungen über eine gesonderte Zuleitung
oder beispielsweise über die Einfügung einer Steuereinrich
tung in die Stromversorgungsleitung, z. B. eine Zeitschaltuhr
o. dgl., zu nutzen. Die Steuereinrichtung kann als elektri
sche Teileinheit bzw. als Steuermodul auch von der Pumpenan
ordnung lösbar sein, so daß je nach beabsichtigter Anwendung
auch verschiedene, speziell konzipierte Steuereinheiten vor
gesehen sein können oder, bei unverändertem Pumpenaufbau
auch eine Variante mit einem herkömmlichen Schalter anstelle
einer komplexeren Steuereinrichtung möglich ist. Die Steuer
einrichtung kann bei entnehmbarer Ausführung insbesondere
über Steckkontakte auf ein fest mit der Pumpenanordnung ver
bundenes Kontaktfeld aufsteckbar sein.
Die vorzugsweise werkzeuglose Abnehmbarkeit der Steuerein
richtung von der Pumpe kann auch vorteilhaft für eine Pro
grammierung der Steuereinheit entweder über ein tragbares
Programmiergerät oder über ein ggf. weit entfernt von der
Pumpe vorgesehenes Programmiergerät, beispielsweise einen
Computer, günstig sein. Eine Steuereinrichtung dieser Art
kann verschiedene Funktionen einzeln oder in Kombination
enthalten, beispielsweise eine drahtlose Steuerung, z. B. über
Funk, eine Steuerung nach einer Zeitvorgabe und/oder eine
Steuerung nach Maßgabe von mindestens einem Sensorsignal.
Dieses kann unabhängig von der Pumpe beispielsweise durch
einen Niederschlagsensor oder Bodenfeuchtesensor bereitge
stellt werden, und/oder durch mindestens einen den Betriebs
zustand der Pumpe anzeigenden Sensor, beispielsweise einen
Pumpenausgangsdrucksensor oder -schalter und/oder einen
Durchflußmengensensor.