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Technisches Gebiet
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine Tauchpumpe, insbesondere eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck.
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Stand der Technik
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Wasserpumpen, die zurzeit auf dem Markt erhältlich sind, verfügen nicht über eine Ausschaltfunktion zum Trockenlaufschutz oder eine automatische druckabhängige Pumpenausschaltfunktion.
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Inhalt der Erfindung
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Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, zum Überwinden der vorstehenden Nachteile im Stand der Technik eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck bereitzustellen, die über eine Ausschaltfunktion zum Trockenlaufschutz und eine automatische druckabhängige Pumpenausschaltfunktion verfügt.
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Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird die Aufgabe gelöst durch eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck, der Folgendes umfasst:
- - ein Rückschlagventil, das sich an einem Flüssigkeits-Durchströmkanal des Pumpenkörpers befindet, wobei an einer Ventileinsatzbaugruppe des Rückschlagventils ein Magnet vorgesehen ist,
- - ein Hall-Element, das auf gleicher horizontaler Höhe mit dem Magnet an dem Rückschlagventil liegt und sich innerhalb eines Motorraums des Pumpenkörpers befindet,
- - eine Drucksensoreinrichtung, wobei an dem Pumpenkörper eine Druckkanal zum Verbinden eines Wasseraustrittsraum des Rückschlagventils mit dem Motorraum ausgebildet ist und die Drucksensoreinrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsdrucks eines Kanalendes des Druckkanals dient, und
- - eine Leiterplatte zum Empfangen eines Rückmeldesignals des Hall-Elements und der Drucksensoreinrichtung und zum Steuern des Betriebs von dem Motor des Pumpenkörpers, wobei sich die Leiterplatte innerhalb des Motorraums des Pumpenkörpers befindet,
wobei die Positionen des Rückschlagventils, der Drucksensoreinrichtung und der Leiterplatte auf einer horizontalen Projektionsebene des Pumpenkörpers beabstandet zueinander angeordnet sind und also auf einer horizontalen Ebene des Pumpenkörpers sich die Positionen des Rückschlagventils und der Drucksensoreinrichtung nicht überlappen, die Positionen des Rückschlagventils und der Leiterplatte nicht überlappen und die Positionen der Drucksensoreinrichtungen und der Leiterplatte auch nicht überlappen.
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Bei dem vorstehende erwähnten Hall-Element handelt es sich um einen auf Hall-Effekt basierten Sensor, der zum Stand der Technik gehört und mit dem ein Magnetfeld und dessen Änderung erfasst werden können, so dass eine Anwendung im Zusammenhang mit Magnetfeld denkbar ist.
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Bei dem vorliegenden Gebrauchsmuster steuert die Leiterplatte den Betrieb der Wasserpumpe in Abhängigkeit von einem von dem Hall-Element (Durchfluss-Sensoreinrichtung) und der Drucksensoreinrichtung ausgegebenen Signal und kann verschiedene Zustände der Wasserpumpe automatisch erkennen, womit eine automatische Steuerung ohne zusätzliche manuelle Bedienung und eine sichere, zuverlässige und komfortable Verwendung ermöglicht werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil einen Ventilkörper und eine Ventileinsatzbaugruppe umfasst, die an dem Flüssigkeits-Durchströmkanal des Pumpenkörpers ausgebildet sind, wobei die Ventileinsatzbaugruppe vor allem aus einem Ventileinsatz-Führungsträger, einem Ventileinsatz und einer ersten Rückstellfeder besteht, wobei der Ventileinsatz-Führungsträger an dem Flüssigkeits-Durchströmkanal des Pumpenkörpers befestigt ist und sich unmittelbar unterhalb des Wasseraustritts befindet, wobei an beiden Enden des Ventileinsatzes jeweils ein sich nach außen erstreckender stabförmiger Erstreckungsabschnitt vorgesehen ist, wobei der stabförmige Erstreckungsabschnitt auf einer Seite durch einen Führungskanal in dem Ventileinsatz-Führungsträger hindurch geführt ist und die erste Rückstellfeder auf dem stabförmigen Erstreckungsabschnitt aufgeschoben ist und ohne Einwirkung einer äußeren Kraft bewirkt, dass der Ventileinsatz stets den Ventilkörper verschließt, während ein Magnet an dem stabförmigen Erstreckungsabschnitt auf der anderen Seite vorgesehen ist, der sich bis außerhalb des Motorraums des Pumpenkörpers erstreckt,
wobei die Drucksensoreinrichtung sich innerhalb des Motorraums des Pumpenkörpers befindet und vor allem aus einer zweiten Rückstellfeder, einem Mikroschalter, einer Dichtscheibe, einem Druckblock, einer Stütze und einer Schraube besteht, wobei die Dichtscheibe einem Kanalende des Druckkanals unmittelbar zugewandt angeordnet und über die Stütze an dem obersten Bereich des Motorraums befestigt ist, wobei an der Stütze ein Montageraum zur Aufnahme des Druckblocks, der zweiten Rückstellfeder und der Schraube ausgebildet ist, wobei die Schraube an der Stütze befestigt ist und ein Ende der zweiten Rückstellfeder an der Schraube anliegt, während sich das andere Ende in Richtung der Dichtscheibe anliegt und der Druckblock an diesem Ende angebracht ist, wobei der Wasserdruck innerhalb des Wasseraustrittsraums durch Bewirken einer Verformung und Niederdrückung der Dichtscheibe den Druckblock zur Verschiebung nach unten antreibt, wobei der Mikroschalter an der Stütze angebracht ist und seine Schalter-Schubstange auf der Bewegungsspur des Druckblocks liegt, wobei der Mikroschalter in Signalverbindung mit der Leiterplatte steht.
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Die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltung arbeitet wie folgt:
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Nach Eintauchen des Pumpenkörpers ins Wasser wird der Wasserpumpenmotor innerhalb des Pumpenkörpers eingeschaltet, so dass die Flüssigkeit nach Aufstoßen des Ventileinsatzes, der zuvor den Wasseraustrittsraum von dem Wassereintrittsraum trennte, in den Wasseraustrittsraum gelangt und anschließend über den Wasseraustritt aus dem Pumpenkörper ausströmt, wobei während dieses Vorgangs sich der Magnet und der Ventileinsatz synchron verschieben und das dem Magnet zugeordnete Hall-Element an dem Pumpenkörper ein Durchflusssignal an die Leiterplatte des Pumpenkörpers sendet,
wobei die von der Flüssigkeit auf den Ventileinsatz aufgebrachte Kraft aufgehoben wird, der Ventileinsatz in seine Grundstellung zurückkehrt und somit wieder den Wasseraustrittsraum von dem Wassereintrittsraum trennt, wenn beim Normalbetrieb des Pumpenkörpers keine Flüssigkeit mehr in den Flüssigkeits-Durchströmweg des Pumpenkörpers einströmt, in welchem Fall nun eine synchrone Rückstellung des Magnets an dem Ventileinsatz erfolgt und das Hall-Element ein Null-Durchfluss-Signal an die Leiterplatte zurückmeldet, welche Leiterplatte das Beenden des Betriebs des Wasserpumpenmotors bewirkt, um eine Ausschaltfunktion zum Trockenlaufschutz des Pumpenkörpers zu ermöglichen,
wobei die Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeits-Durchströmweges, wenn beim Normalbetrieb des Pumpenkörpers der Wasseraustritt geschlossen oder durch Fremdkörper verstopft wird, kontinuierlich in den Wasseraustrittsraum einströmt und der Flüssigkeitsdruck innerhalb des Wasseraustrittsraums augenblicklich erhöht wird, wobei die Hochdruck-Flüssigkeit über den Druckkanal zu der Drucksensoreinrichtung fließt und mittels des Flüssigkeitsdrucks über die Dichtscheibe die Schalter-Schubstange des Mikroschalters aufstößt, wodurch der Zustand des Mikroschalters umgeschaltet, der somit ein Drucksignal an die Leiterplatte des Pumpenkörpers sendet, wobei gleichzeitig der Ventileinsatz und der Magnet an dem Ventileinsatz in ihre Grundstellungen zurückkehren und das Hall-Element ein Null-Durchfluss-Signal an die Leiterplatte zurückmeldet, die beim Empfangen des Drucksignals und des Null-Durchfluss-Signals das Beenden des Betriebs des Wasserpumpenmotors bewirkt. Wenn der Benutzer zur Verwendung von Wasser den Wasseraustritt öffnet, wird der Druck innerhalb des Wasseraustrittsraums abgebaut, so dass der Druckblock unter Einwirkung der Kraft der zweiten Rückstellfeder in seine Grundstellung zurückkehrt, wobei nun der Mikroschalter seinen Zustand wieder umschaltet und ein Null-Druck-Signal an die Leiterplatte sendet, die beim Empfangen des Null-Druck-Signals das Starten des Betriebs des Wasserpumpenmotors bewirkt. Somit wird eine automatische druckabhängige Pumpensteuerfunktion verwirklicht.
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Die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem vorliegenden Gebrauchsmuster integriert eine Ausschaltfunktion zum Trockenlaufschutz und eine automatische druckabhängige Pumpensteuerfunktion, womit eine automatische Steuerfunktion für eine Tauchpumpe ermöglicht und der Bedienaufwand für Benutzer gespart wird. Gleichzeitig wird die Störungshäufigkeit der Tauchpumpe wesentlich reduziert und die Lebenszeit für die Tauchpumpe verlängert.
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Figurenliste
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Es zeigen
- 1 eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Detail-Schnittdarstellung (schematische Darstellung der ersten Projektionsebene),
- 2 die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Detail-Darstellung (schematische Darstellung der zweiten Projektionsebene),
- 3 die Stelle a gemäß 1 in einer schematischen vergrößerten Detail-Darstellung,
- 4 eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Detail-Schnittdarstellung (schematische Darstellung der ersten Projektionsebene),
- 5 die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Detail-Darstellung (schematische Darstellung der zweiten Projektionsebene),
- 6 eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Detail-Schnittdarstellung (schematische Darstellung der ersten Projektionsebene),
- 7 die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem dritten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Detail-Darstellung (schematische Darstellung der zweiten Projektionsebene).
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Dabei stehen 1 für Rückschlagventil, 1-1 für Ventilkörper, 1-2 für Ventileinsatz-Führungsträger, 1-3 für Ventileinsatz, 1-4 für erste Rückstellfeder, 1-5 für stabförmigen Erstreckungsabschnitt, 1-6 für Führungskanal, 2 für Pumpenkörper, 2-1 für Wasseraustritt, 2-2 für Motorraum, 2-3 für Wasserpumpengehäuse, 2-4 für Motorgehäuse, 2-5 für Zwischenkörper, 3 für Magnet, 4 für Hall-Element, 5 für Drucksensoreinrichtung, 5-1 für zweite Rückstellfeder, 5-2 für Mikroschalter, 5-2-1 für Schalter-Schubstange, 5-3 für Dichtscheibe, 5-4 für Druckblock, 5-5 für Stütze, 5-6 für Schraube, 6 für Leiterplatte, 7 für Verschlussdeckel und 8 für Bolzen.
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Ausführliche Ausführungsformen
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Nachfolgend wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen auf das vorliegende Gebrauchsmuster näher eingegangen.
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Ausführungsbeispiel
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Wie sich aus 1 bis 3 ergibt, umfasst eine Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Folgendes:
- - ein Rückschlagventil 1, das einen Ventilkörper 1-1 und eine Ventileinsatzbaugruppe umfasst, die an dem Flüssigkeits-Durchströmkanal des Pumpenkörpers 2 ausgebildet sind, wobei die Ventileinsatzbaugruppe vor allem aus einem Ventileinsatz-Führungsträger 1-2, einem Ventileinsatz 1-3 und einer ersten Rückstellfeder 1-4 besteht, wobei der Ventileinsatz-Führungsträger 1-2 an dem Flüssigkeits-Durchströmkanal des Pumpenkörpers 2 befestigt ist und sich unmittelbar unterhalb des Wasseraustritts 2-1 befindet, wobei an beiden Enden des Ventileinsatzes 1-3 jeweils ein sich nach außen erstreckender stabförmiger Erstreckungsabschnitt 1-5 vorgesehen ist, wobei der stabförmige Erstreckungsabschnitt 1-5 auf einer Seite durch einen Führungskanal 1-6 in dem Ventileinsatz-Führungsträger 1-2 hindurch geführt ist und die erste Rückstellfeder 1-4 auf dem stabförmigen Erstreckungsabschnitt 1-5 aufgeschoben ist und ohne Einwirkung einer äußeren Kraft bewirkt, dass der Ventileinsatz 1-3 stets den Ventilkörper 1-1 verschließt, während ein Magnet 3 an dem stabförmigen Erstreckungsabschnitt 1-5 auf der anderen Seite vorgesehen ist, der sich bis außerhalb des Motorraums 2-2 des Pumpenkörpers 2 erstreckt,
- - ein Hall-Element 4, das auf gleicher horizontaler Höhe mit dem Magnet 3 an dem Rückschlagventil 1 liegt und an der inneren Oberfläche eines Motorraums 2-2 des Pumpenkörpers 2 angebracht ist,
- - eine Drucksensoreinrichtung 5, wobei an dem Pumpenkörper 2 eine Druckkanal zum Verbinden eines Wasseraustrittsraum A des Rückschlagventils 1 mit dem Motorraum 2-2 ausgebildet ist, wobei der Wasseraustrittsraum A innerhalb eines durch Spritzguss einteilig ausgeformten Wasserpumpengehäuses 2-3 ausgebildet ist und der Druckkanal aus einem an dem Wasserpumpengehäuse 2-3 ausgebildeten Drei-Wege-Raum B und einem an dem Motorgehäuse 2-4 ausgebildeten Raum C besteht, wobei der Drei-Wege-Raum B an einem ersten Ende mit dem Wasseraustrittsraum A, an einem zweiten Ende mit der äußeren Umgebung verbunden, aber über einen Bolzen 8 abgedichtet, und an einem dritten Ende dicht an ein Ende des Raums C an dem Motorgehäuses 2-4 angeschlossen ist, wobei das andere Ende des Raums C mit dem Motorraum 2-2 verbunden ist, wobei die Drucksensoreinrichtung 5 sich innerhalb des Motorraums 2-2 des Pumpenkörpers 2 befindet und vor allem aus einer zweiten Rückstellfeder 5-1, einem Mikroschalter 5-2, einer Dichtscheibe 5-3, einem Druckblock 5-4, einer Stütze 5-5 und einer Schraube 5-6 besteht, wobei die Dichtscheibe 5-3 einem Ende des Raums C unmittelbar zugewandt angeordnet und über die Stütze 5-5 an dem obersten Bereich des Motorraums 2-2 befestigt ist, wobei an der Stütze 5-5 ein Montageraum zur Aufnahme des Druckblocks 5-4, der zweiten Rückstellfeder 5-1 und der Schraube 5-6 ausgebildet ist, wobei die Schraube 5-6 an der Stütze 5-5 befestigt ist und ein Ende der zweiten Rückstellfeder 5-1 an der Schraube 5-6 anliegt, während sich das andere Ende in Richtung der Dichtscheibe 5-3 erstreckt und der Druckblock 5-4 an diesem Ende angebracht ist, wobei der Wasserdruck innerhalb des Wasseraustrittsraums A durch Bewirken einer Verformung und Niederdrückung der Dichtscheibe 5-3 den Druckblock 5-4 zur Verschiebung nach unten antreibt, wobei der Mikroschalter 5-2 an der Stütze 5-5 angebracht ist und seine Schalter-Schubstange 5-2-1 auf der Bewegungsspur des Druckblocks 5-4 liegt, wobei der Mikroschalter 5-2 in Signalverbindung mit der Leiterplatte 6 steht, und
- - eine Leiterplatte 6 zum Empfangen eines Rückmeldesignals des Hall-Elements 4 und der Drucksensoreinrichtung 5 und zum Steuern des Betriebs von dem Motor des Pumpenkörpers 2, wobei sich die Leiterplatte 6 innerhalb des Motorraums 2-2 des Pumpenkörpers 2 befindet,
wobei die Positionen des Rückschlagventils 1, der Drucksensoreinrichtung 5 und der Leiterplatte 6 auf einer horizontalen Projektionsebene des Pumpenkörpers beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei die erste Projektionsebene des Pumpenkörpers 2 aus dem Rückschlagventil 1, der Drucksensoreinrichtung 5 und der Leiterplatte 6 besteht und sich die Leiterplatte 6, das Rückschlagventil 1 und die Drucksensoreinrichtung 5 nicht überlappen, wobei auf der ersten Projektionsebene die Bewegungsrichtung des Rückschlagventils 1 gemeinsam mit der Flüssigkeit senkrecht zu der zweiten Projektionsebene (horizontale Projektionsebene) verläuft,
wie sich aus 1 ergibt, ist an dem Wasserpumpengehäuse 2-3 ein Drei-Wege-Raum B innerhalb der ersten Projektionsebene ausgebildet, welcher Drei-Wege-Raum B sich seitlich an dem Wasseraustrittsraum A des Rückschlagventils 1 befindet, wobei die Bohrung mit dem Wasseraustrittsraum A des Rückschlagventils 1 verbunden und an den Raum C angeschlossen ist, wobei die Drucksensoreinrichtung 5 sich unmittelbar unterhalb des Drei-Wege-Raums B befindet, so dass sich die Positionen der Drucksensoreinrichtung 5, des Rückschlagventils 1 und der Leiterplatte 6 auf der zweiten Projektionsebene nicht überlappen, wie aus 3 zu entnehmen ist.
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Bei augenblicklicher Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks innerhalb des Wasseraustrittsraums A fließt die Hochdruck-Flüssigkeit der Reihe nach über den Drei-Wege-Raum B und den Raum C in Richtung der Dichtscheibe 5-3 der Drucksensoreinrichtung 5 und stößt mittels von Flüssigkeitsdruck über die Dichtscheibe 5-3 die Schalter-Schubstange des Mikroschalters 5-2 auf, wodurch eine Zustandsumschaltung des Mikroschalters 5-2 bewirkt wird, in welchem Fall ein Drucksignal an die Leiterplatte 6 des Pumpenkörpers 2 gesendet wird.
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Zweites Ausführungsbeispiel:
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Die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist eine Struktur auf, die grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, wie sich aus 4 und 5 ergibt, wobei jedoch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Wasseraustrittsraum A innerhalb eines dicht an dem Wasserpumpengehäuse 2-3 angebrachten Zwischenkörpers 2-5 ausgebildet ist und sich der Wasseraustrittsraum A unmittelbar oberhalb der Drucksensoreinrichtung 5 befindet, wobei der Druckkanal lediglich einen an dem Motorgehäuse 2-4 ausgebildetes Raum C umfasst, der an einem Ende mit dem Wasseraustrittsraum A dicht verbunden und an dem anderen Ende mit dem Motorraum 2-2 verbunden ist.
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Wie sich aus 4 ergibt, befindet sich ein Teil des Wasseraustrittsraums A innerhalb der ersten Projektionsebene unmittelbar oberhalb der Drucksensoreinrichtung 5 und ist an den Raum C angeschlossen, wobei sich dieser Teil auf einer Seite des Rückschlagventils 1 befindet, so dass die Positionen der Drucksensoreinrichtung 5, des Rückschlagventils 1 und der Leiterplatte 6 auf der zweiten Projektionsebene beabstandet zueinander angeordnet sind und sich nicht überlappen, wie aus 5 zu entnehmen ist.
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Bei augenblicklicher Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks innerhalb des Wasseraustrittsraums A fließt die Hochdruck-Flüssigkeit über den Raum C unmittelbar in Richtung der Dichtscheibe 5-3 der Drucksensoreinrichtung 5 und stößt mittels von Flüssigkeitsdruck über die Dichtscheibe 5-3 die Schalter-Schubstange des Mikroschalters 5-2 auf, wodurch eine Zustandsumschaltung des Mikroschalters 5-2 bewirkt wird, in welchem Fall ein Drucksignal an die Leiterplatte 6 des Pumpenkörpers 2 gesendet wird.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Die Tauchpumpe mit integriert gesteuertem Wasserdurchfluss und Druck nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist eine Struktur auf, die grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, wobei der Wasseraustrittsraum A innerhalb des durch Spritzguss einteilig ausgeformten Wasserpumpengehäuses 2-3 ausgebildet ist, wie sich aus 6 und 7 ergibt, wobei jedoch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drucksensoreinrichtung 5 sich außerhalb des Wasserpumpengehäuses 2-3 und auf einer Seite des Wasseraustrittsraums A befindet und über einen Verschlussdeckel 7 vor dem Kontakt mit Wasser geschützt wird. In der Seitenwand des Wasseraustrittsraums A ist eine Bohrung ausgebildet und die Dichtscheibe 5-3 der Drucksensoreinrichtung 5 ist der Durchgangsbohrung D zugeordnet.
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Wie sich aus 6 ergibt, befindet sich die Drucksensoreinrichtung 6 innerhalb der ersten Projektionsebene auf einer Seite des Wasseraustrittsraums A befindet, so dass die Positionen der Drucksensoreinrichtung 5, des Rückschlagventils 1 und der Leiterplatte 6 auf der zweiten Projektionsebene beabstandet zueinander angeordnet sind und sich nicht überlappen, wie aus 7 zu entnehmen ist.
