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Die
Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpenanordnung,
insbesondere für
die Verwendung in Haus und/oder Garten, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Ständig steigende
Wassergebühren
und ein verbessertes Umweltbewusstsein veranlassen immer mehr Haus-
und/oder Gartenbesitzer, duale Wassernutzungssysteme zu installieren
und damit alternativ oder zusätzlich
zu Trinkwasser auch Regenwasser zu nutzen. Hierbei können zur
Förderung
des Wasser von Sammelstellung wie Teichen, Zisternen o. dgl. zu
Verbrauchern unterschiedliche 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 Rohrsystem zu Regenwasser-Verbrauchern wie Toiletten,
Waschmaschinen, Duschen o. dgl. zu fördern.
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Um
einen optimalen Nutzen aus Pumpen ziehen zu können, ist es häufig zweckmäßig, deren Betrieb
an den am Einsatzort herrschenden Umgebungsbedingungen oder bestimmten
Bedarfserfordernissen zu orientieren. So ist es beispielsweise bekannt,
in der Stromzufuhr einer elektrischen Gartenpumpe eine Zeitschaltuhr
anzubringen, um eine Gartenberegnung z. B. nachts durchführen zu
können, ohne
dass der Gartenbesitzer hierfür
aufstehen und seine Pumpe manuell einschalten muss. Die Zeitsteuerung
ermöglicht
eine effektivere und bequemere Nutzung der Pumpe.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere in dieser
Hinsicht verbesserte Flüssigkeitspumpenanordnung
vorzuschlagen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Flüssigkeitspumpenanordnung
mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung
gemacht wird.
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Eine
erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpenanordnung
hat eine vorzugsweise elektromotorisch antreibbare Flüssigkeitspumpe
mit mindestens einem zu einer Pumpenkammer der Flüssigkeitspumpe
führenden
Pumpeneingang, durch den Flüssigkeit
ansaugbar oder einleitbar ist, und mindestens einem von der Pumpenkammer
abführenden
Pumpenausgang zur Abgabe von unter Druck stehender Flüssigkeit.
Erfindungsgemäß weist
die Flüssigkeitspumpenanordnung
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 integriert,
so dass es bei erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpenanordnungen
nicht notwendig ist, die Steuerung über eine gesonderte Zuleitung
zur Pumpe oder durch die Einfügung
einer Steuereinrichtung, wie z. B. einer Schaltuhr, in die Stromversorgungsleitung
zu realisieren. Durch die integrierte Steuereinrichtung können die
wesentlichen für
einen intelligenten, umgebungsangepassten und bequemen Betrieb der
Flüssigkeitspumpenanordnung
erforderlichen Einrichtungen an dieser selbst vorhanden sein. Die
Steuereinrichtung ist zweckmäßig so ausgebildet,
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,
beispielsweise eine Änderung der
Pumpenleistung o. dgl., sind möglich.
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Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung zur Verarbeitung elektrischer, 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 Ausschalten der Pumpe sich zur Pumpe begeben muss.
Derartige Pumpen können
also bequem auch an schwer zugänglichen
Stellen installiert oder aufgestellt werden.
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Eine
geeignete Steuereinrichtung kann verschiedene Funktionen einzeln
oder in Kombinationen bereitstellen. So ist es beispielsweise möglich, dass die
Steuereinrichtung mindestens eine Empfangseinrichtung zum Empfang
eines kabellos bzw. leitungslos 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.
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Es
ist möglich,
die Steuerung nach einer Zeitvorgabe durchzuführen. Hierzu kann eine Steuereinrichtung
eine Zeitschaltereinrichtung zur Verarbeitung von Eingangssignalen
eines Zeitgebers aufweisen, der in die Steuereinrichtung integriert
oder außerhalb
der Steuereinrichtung angebracht und signalleitend mit dieser verbunden
sein kann.
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Eine
besonders komplexe Steuerung und damit ggf. eine automatische, feinfühlige Anpassung der
Pumpenbetriebes an die jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen
lässt sich
dadurch erreichen, 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 beispielsweise Signale
von Sensoren verarbeitet werden, die den Betriebszustand der Pumpe selbst
erfassen, z. B. Pumpenausgangsdrucksensoren, Pumpeneingangsdrucksensoren,
Durchflusssensoren o. dgl. Alternativ oder zusätzlich können auch Signale von Sensoren
verarbeitbar sein, die Informationen über die Pumpenumgebung und/oder über den
von der Pumpe mit Flüssigkeit
zu beliefernden Bereich bereitstellen, z. B. Feuchtigkeitssensoren
wie Niederschlagsensoren, Bodenfeuchtesensoren oder dergleichen.
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Es
ist möglich,
dass die Steuereinrichtung unlösbar
bzw. fest mit dem Pumpengehäuse
oder einem mit diesem verbundenen Anbauteil verbunden ist. Bei bevorzugten
Ausführungsformen
ist die Steuereinrichtung mechanisch und elektrisch lösbar mit der
Flüssigkeitspumpenanordnung
verbindbar, also als abnehmbare bzw. auswechselbare elektrische Teileinheit
bzw. als Steuermodul ausgebildet. Dadurch wird es beispielsweise
möglich,
unterschiedliche Steuereinheiten mit der Flüssigkeitspumpenanordnung zu
verbinden und auf diese Weise durch Auswechslung von Steuereinheiten
die Flüssigkeitspumpenanordnung
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 Betriebsarten der Pumpe ausgebildet
sein.
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Besonders
bevorzugt sind Ausführungsformen,
bei denen die Steuereinrichtung werk zeuglos an oder in der Flüssigkeitspumpenanordnung
befestigbar ist, insbesondere an diese ansteckbar. So kann die Steuereinrichtung
bei entnehmbarer bzw. auswechselbarer Ausführung insbesondere über Steckkontakte
auf ein fest mit der Pumpenanordnung verbundenes Kontaktfeld aufsteckbar
sein, das mindestens einen elektrischen Kontakt zum signalleitenden Anschluss
der Steuereinrichtung an die Flüssigkeitspumpenanordnung
aufweist. Ein komplementärer Kontakt
kann an der Steuereinrichtung vorgesehen sein.
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Zweckmäßig umfasst
das Kontaktfeld auch Kontakte, mit denen die Steuereinrichtung an
die Stromversorgung der Pumpenanordnung anschließbar ist. Dadurch ist es möglich, die
Steuereinrichtung ohne eigene elektrische Leistungsversorgung auszubilden,
was derartige Einrichtungen besonders kostengünstig und kompakt herstellbar
macht. Die vorzugsweise als Steckverbindung ausgebildete, lösbare Verbindung
zwischen Steuereinrichtung und Flüssigkeitspumpenanordnung ist
vorzugsweise flüssigkeitsdicht
abdichtbar, wozu beispielsweise eine die Kontakte des Kontaktfeldes
umgebende Dichteinrichtung vorgesehen sein kann. Zweckmäßig ist
allgemein eine feuchtigkeitsunempfindliche Ausbildung der Steuereinrichtung,
was beispielsweise durch ein weitgehend flüssigkeitsdicht abgedichtetes
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.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Steuereinrichtungen
sind mittels einer Programmiereinrichtung programmierbar, wobei
es sich vorzugsweise um eine freie Programmierbarkeit 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 Pumpenbetriebsmöglichkeiten
an die jeweils gewünschte
Verwendung der Pumpe. Die Steuereinrichtung kann hierzu mindestens
einen Mikroprozessor und/oder geeignete Speichereinrichtungen aufweisen,
in denen Daten und/oder Speicherprogramme speicherbar sind.
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Es
ist möglich,
dass die Programmiereinrichtung in die Steuereinrichtung integriert
ist, so dass beispielsweise eine Programmierung über an der Steuereinrichtung
vorgesehene Tasten, ein interaktives Display o. dgl. durchführbar ist.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen,
bei denen die Steuereinrichtung zur signalleitenden Verbindung mit
einer von der Steuereinrichtung gesonderten bzw. separaten Programmiereinrichtung
ausgebildet ist. Im Falle derartiger externer Programmiereinrichtungen kann
auf interne Programmiereinrichtungen in der Steuereinrichtung verzichtet
werden, was die Steuereinrichtung besonders einfach und kostengünstig herstellbar
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 möglich, diese
mittels eines entfernt von der Pumpenanordnung stehenden Computers
oder eines anderen geeigneten Programmiergerätes zu programmieren.
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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 mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schrägperspektivische
Ansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe,
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2 einen
teilweisen vertikalen Längsschnitt
durch eine andere Ausführungsform
einer Flüssigkeitspumpe ähnlich 1,
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3 einen
Schnitt durch einen entnehmbaren Filterstutzen der Ausführungsform
gemäß 2,
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4 einen
Längsschnitt
durch eine entnehmbare Rückschlagventileinheit
der Ausführungsform
gemäß 2,
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5 einen
Längsschnitt
durch die in 4 gezeigte Rückschlagventileinheit in einer
um 90 DEG versetzten Schnittebene,
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6 einen
Schnitt durch eine entnehmbare Druckschaltereinheit der Ausführungsform
nach 2,
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7 einen
Schnitt durch einen als Handgriff dienenden Druckstutzen der Ausführungsform
nach 2 und
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8 einen
Schnitt durch das Ablassventil der in 2 gezeigten
Ausführungsform.
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In
den 1 und 2 sind Gesamtansichten von im
wesentlichen baugleichen Ausführungsformen
einer Flüssigkeitspumpenanordnung 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 vorgesehen
sind. Sie definieren eine Standebene der Pumpe und bestehen 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 elektromotorisch
betriebene, mittels eines Ventilators 4 luftgekühlte Flüssigkeitspumpe 5 integriert,
deren Pumpenlaufrad 6 sich um die parallel zur Standebene, normalerweise
horizontal ausgerichtete Pumpenachse 7 innerhalb einer
Pumpenkammer 8 dreht. Die Pumpenkammer 8 wird
durch ein im wesentlichen kalottenförmiges Kammergehäuse 9 begrenzt,
das bei der in 2 gezeigten 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 Kammergehäuses sind, parallel zueinander
und senkrecht zur Pumpenachse 7, ein in die Kammer 8 führender,
im Querschnitt runder Pumpeneingang 10 und ein aus der
Kammer 8 führender,
im Querschnitt runder Pumpenausgang 11 angeordnet. Im Bodenbereich
des Kammergehäuses
bzw. in einem mit der Pumpenkammer verbundenen Fußansatz
(1) ist ein horizontaler, zur Pumpenachse 7 paralleler
Stutzen 12 mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines einschraubbaren
Ablassventils 13 vorgesehen.
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Auf
der Saugseite der Pumpe ist ein in Zusammenhang mit 3 näher beschriebener,
in den mit Innengewinde versehenen Pumpeneingang einschraubbarer
Filterstutzen 15 vorgesehen. An diesem auch als Zulaufstutzen
bezeichenbaren, auswechselbaren Kunststoff-Bauteil ist eine obere,
in axialer Verlängerung
des Pumpeneingangs und bzgl. der Standebene der Pumpe oberhalb des
oberen Abschlusses aller Pumpenkammern angeordnete, kreisrunde Einfüllöffnung 16 vorgesehen, über die beispielsweise
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
vorteilhaft 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 werden 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.
Vorteilhafterweise ist auch eine saugseitige Zulauföffnung 20 zum
Ansaugen von Flüssigkeit
oberhalb der Oberkante der Pumpenkammer und oberhalb bzw. stromaufwärts des
Schmutzsiebes 18 angeordnet. Die Zulauföffnung 20 wird durch
einen am oberen Endbereich des Filterstutzens 15 horizontal
vorstehenden, mit Außengewinde
versehenen Stutzen 21 gebildet, dessen horizontale 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
zuverlässig
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 Einfüllöffnung 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, beispielsweise um eine Anpassung an besonders dimensionierte
Zulaufleitungen zu ermöglichen.
Es ist ein als vollständige
Baugruppe entnehmbares bzw. auswechselbares Eingangsfiltermodul
geschaffen.
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Auf
der Auslassseite bzw. Druckseite der Pumpe sind in der dem Pumpenausgang 11 nachgeschalteten
Druckleitung 25 weitere vorteilhafte Funktionsbaugruppen
in Form auswechselbarer Module, d. h. in Form von Baugruppen, die
eine oder mehrere im wesentlichen in sich geschlossene Funktionen übernehmen,
vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform befindet sich direkt
bzw. unmittelbar stromabwärts
des Pumpenausgangs 11 eine im Zusammenhang mit 4 und 5 im
Detail erläuterte
Rückschlagventileinheit 26 und,
dieser unmittelbar nachgeschaltet, eine im Zusammenhang mit 6 näher erläuterte Druckschaltereinheit 27,
die beide vorteilhaft in die Gehäuseform
integriert sind. Die Rückschlagventileinheit 26 bildet
eine einen Winkel von 90 DEG einschließende Winkelverbindung zwischen
dem nach oben abführenden
Pumpenausgang 11 und der horizontalen Richtung der seitlich
wegführenden
Druckleitung 25. Zwischen einem seitlichen Ausgangsstutzen
der Rückschlagventileinheit 26 und dem
Eingang eines als Handgriff dienenden Druckstutzens 28 ist
mit einem Übergangsstutzen
die Druckschaltereinheit 27 eingefügt, wobei die Funktionselemente
des Druckschalters seitlich neben dem in der Druckleitung verlaufenden
Flüssigkeitsstrom angeordnet
sind. Die Druckschaltereinheit ist vorteilhafterweise in den vom
Flüssigkeitsstrom
durch das Rückschlagventil
zur Druckleitung gebildeten Winkel in beson ders platzsparender Weise
eingefügt.
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Stromabwärts der
Druckschaltereinheit 27 ist ein im Zusammenhang mit 7 näher erläuterter, als
starres bzw. biegesteifes 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 Maßenschwerpunktes
der Gesamtpumpenanordnung und kann als Tragegriff 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.
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Die
besonders in den 4 und 5 gut erkennbare
Ausführungsform
der Rückschlagventileinheit 26 hat
ein im wesentlichen zylindrisches Kunststoffgehäuse 40, an dessen
unteren Ende unter Ausbildung einer Radialschulter ein als Ventileintritt dienender
Eingangsstutzen 42 mit mehreren Umfangsnuten zur Aufnahme
von Rundschnurdichtungen vorgesehen sind. Ein als Ventilaustritt
dienender Ausgangsstutzen 43 mit Außengewinde und Umfangsnut zur
Aufnahme einer Rundschnurdichtung ragt im Oberbereich des Gehäuses 40 in
einem Winkel von 90 DEG zum Eingangsstutzen vom Gehäuse 40 ab.
Oberhalb des Ausgangsstutzens ist am nach oben offenen Gehäuse eine
weitere Gehäuseöffnung 41 mit
einem Innengewindeabschnitt zur Aufnahme eines Schraubdeckels 44 vorgesehen.
Im Gehäuseabschnitt
zwischen Eingangsstutzen und Ausgangsstutzen ist eine in 5 gut
zu erkennende, um 90 DEG gegenüber
dem Ausgangsstutzen versetzte, quer durch das Gehäuse durchgehende
Aufnahmeöffnung 45 für ein unten
erläutertes,
manuell durch Drehen betätigbares
Steuerorgan 46 vorgesehen. Oberhalb der Queröffnung 45 ist
auf Höhe
des Ausgangsstutzens 43, um 90 DEG versetzt zu diesem, eine
Gehäusewandausnehmung
zur Aufnahme eines magnetfeldsensitiven Sensors 47, beispielsweise
eines Hall-Sensors, ausgebildet.
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Innerhalb
des Gehäuses 40 ist
ein vollständig
entnehmbarer Ventileinsatz 49 angeordnet. Dieser umfasst
ein Ventilsitzelement 50, das eine der zylindrischen Innenkontur
des Oberbereichs 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
Sicherungsstiften 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 Ventilsitzelementes
vorgesehene, nach innen gerichtete Schulter 54 dient als
Ventilsitz des Rückschlagventils.
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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 zusammenwirkende elastische Rundschnurdichtung 58 hat. Am
Schaft 56 ist auf der dem Magnetfeldsensor 47 zugewandten
Seite eine radiale, zylindrische Aufnahme für einen Dauermagneten 48 ausgebildet,
der bei geschlossenem Ventil unterhalb des Magnetfeldsensors 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 dienen
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
Ventilsitzelementes 50 abgehoben ist, steht ein deutlich
größerer Strömungsquerschnitt
zwischen Einlass und Auslass des Ventils zur Verfügung.
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Eine
konische Spitze 59 des Ventilkörpers ragt bei geschlossenem
Ventil (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 Druckfeder dient, deren gegenüberliegendes,
breiteres Ende sich am konkav nach innen gewölbten Kopfabschnitt 61 des
Schraubdeckels 44 abstützt.
Der mit einem Außengewinde
und einem innerhalb der stirnseitigen konkaven Ausnehmung angeordneten
Griffsteg 62 versehene Schraubdeckel hat auf seiner Innenseite
ein sich axial erstreckendes Führungselement 63 mit
kreuzförmigem
Querschnitt, das im wesentlichen spielfrei in das zylindrische Innere
des Ventilkörpers
einführbar ist
und der axial gleitenden Führung
des Ventilkörpers
dient.
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Das
in die Queröffnung 45 einsetzbare, mehrteilige
Steuerorgan 46 hat ein im Inneren des Ventilgehäuses unterhalb
der Öffnung
des Ventilsitzelementes anordenbares, durchströmbares Kugelelement 65,
an dem eine um die Drehachse des Steuerorgans herumverlaufende,
im Schnitt V-förmige Nockenkontur 66 vorgesehen
ist, die mit der konischen Spitze 59 des Ventilkörpers zur
axialen Verschiebung des Ventilkörpers
zusammenwirkt. Dabei ist die Nockenkontur so ausgebildet, dass in
der in den 2, 4 und 5 gezeigten
Freigabestellung kein Berührungskontakt
zwischen Kugelelement und Ventilkörper besteht, so dass die Druckfeder 60 den
Ventilkörper
abdichtend auf den Ventilsitz drückt, während bei
einer Drehung des Steuerorgans beispielsweise um 120 DEG der Ventilkörper durch
die Nockenkontur gegen die Kraft der Druckfeder vom Ventilsitz abgehoben
wird, so dass ein Strömungsweg
vom Eingangsstutzen 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, insbesondere
auch dann, wenn im Bereich des Ausgangsstutzens 43 ein
höherer
Druck herrscht als im Bereich des Eingangsstutzens 42.
Die Rückschlagventilwirkung
ist somit durch Betätigung
des Steuerorgans 46 aufhebbar.
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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
normalerweise zusammenhängend
bleiben und das Ventilsitzelement ggf. auch im Gehäuse 40 verbleiben
kann. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Winkelausführung der
Rückschlagventileinrichtung
aus, die eine Entnehmung des Ventileinsatzes in Fortsetzung der Richtung
des zuströmenden
Fluides ermöglicht.
Dadurch kann der Ventileinsatz ggf. bei eingebauter Rückschlagventileinrichtung
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.
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Dank
des Steuerorgans 46 ist die gezeigte Ausführungsform
der Rückschlagventileinheit
gleichzeitig als Entleerungsventil ausgebildet. So kann beispielsweise
am Beginn des Pumpenbetriebes durch Öffnung des Ventils ggf. im
Ansaugbereich und/oder in der Pumpenkammer befindliche Luft zunächst abgefördert werden,
bevor der reine Flüssigkeitsförderbetrieb
aufgenommen wird. Aufgrund der Komprimierbarkeit von Luft können sich
ohne diese Möglichkeit
zu Beginn des Pumpenbetriebes Funktionsbeeinträchtigungen ergeben. Im Normalbetrieb
der Pumpe ist dagegen das Steuerorgan außer Eingriff mit dem Ventilkörper, so
dass dieser nur durch ausreichenden einlassseitigen Überdruck
in Offenstellung bewegbar ist.
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Weiterhin
ist es durch manuelle Öffnung
des Ventils mittels Steuerorgan 46 möglich, bei abgeschalteter Pumpe
ein angeschlossenes Leitungssystem durch die Rückschlagventileinrichtung hindurch beispielsweise über das
geöffnete
Ablassventil oder durch den Ansaugstutzen zu entleeren, so dass
die Ventileinheit auch ein Entleerungsventil bildet.
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Die
gezeigte Ausführungsform
der Rückschlagventileinheit
wirkt außerdem
als Durchflusssensor, der ein durch eine Pumpensteuerung einfach weiterverarbeitbares
elektrisches Durchflusssignal liefert. Hierzu wird die Verschiebung
des Ventilkörpers 55 durch
den Magnetfeldsensor 47 detektiert, sobald der Dauermagnet 48 in
den Wirkbereich des Sensors 47 verschoben 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 Flüssigkeitsdurchfluss
abhängt,
befindet sich der Dauermagnet im Detektionsbereich 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 Sensorsignals des Durchflusssensors gesteuert wird, insbesondere
um die Pumpe ein- oder auszuschalten. Diese Schaltvorgänge werden
entsprechend nicht schon durch geringe Leckströme bewirkt, sondern erst durch
substantielle Entnahmen auf der Druckseite.
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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 abführenden
Druckleitung, beispielsweise unmittelbar vor den Ausgangsanschlüssen oder
an der Eingangsseite der Pumpe vorgesehen sein.
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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 Durchflusssensor 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.
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Bei
der besonders in 6 gut zu erkennenden Druckschaltereinheit 27 ist
ein Übergangsstutzen 70 vorgesehen,
der nach Art einer Verbindungsrohrmuffe ausgebildet ist und an beiden
axialen Enden 71, 72 mit Innengewinden versehene
Aufnahmeöffnungen
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 ausgebildeten
Druckschaltergehäuse 73 untergebracht. Ein
im Querschnitt kleiner Radialkanal 74 verbindet das Innere
des Stutzens 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 innerhalb des Gehäuses 73 axial
beweglich gelagerter Schalterkörper 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 verschließenden 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 abhängiges, durch eine Pumpensteuerung
weiterverarbeitbares Drucksignal abgibt. Anstatt des elektromechanischen Schalters
sind auch andere Druckschalter möglich. Eine
Druckschaltereinheit kann auch fest mit dem Pumpengehäuse verbunden
und baulich in dieses integriert sein. Wenn eine Druckschaltereinheit
nicht oder nicht an der beispielsweise in 2 gezeigten Stelle
benötigt
wird, so kann das Druckschaltermodul durch eine einfache Verbindungsrohrmuffe
ersetzt werden.
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Der
der Druckschaltereinheit 27 nachgeschaltete, in 7 besonders
gut zu erkennende Druckstutzen 28 bildet gleichzeitig den
Handgriff bzw. Tragegriff 30 der Pumpenanordnung und kann
zur Verbesserung der Griffigkeit zumindest im umgreifbaren Bereich
eine die Griffigkeit verbessernde Außenkontur beispielsweise mit
Längsrillen
o. dgl. (1) haben.
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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 verlaufenden
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 Schraubkappe. Auf beide Anschlüsse können auch übliche Anschlussstücke, insbesondere
Hahnstücke
mit Schnellkupplungsnippeln aufgeschraubt werden. Das Drehgelenk
bietet zum einen die Möglichkeit,
einen zweiten Verbraucher an die Pumpe ohne separates Verzweigungsstück anzuschließen. Außerdem kann
durch die unbegrenzte und stufenlose Drehbarkeit des Drehgelenkes
der zweite Anschluss 33 in verschiedene, für den jeweiligen
Einsatz optimale Richtungen gedreht werden. Für eine Position des Drehgelenks
mit nicht genutztem zweiten Ausgang 33 ist im gezeigten
Beispiel eine U-förmige
Gehäuseaussparung 87 vorgesehen, in
die der seitliche Anschluss 33 gedreht werden kann. Diese
ist vorzugsweise so groß bemessen, dass
sie beispielsweise auch ein auf den Anschluss aufgeschraubtes Anschlussstück mit Wasserstop aufnehmen
kann.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist weiterhin vorteilhaft die entgegengesetzte, achsparallele Ausrichtung
des Sauganschlusses 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.
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Eine
vorteilhafte Verwendung einer Pumpenanordnung mit mindestens zwei
separaten Pumpenausgangsanschlüssen
kann auch darin gesehen werden, dass an einen Ausgang, insbesondere
den in Längsachse
liegenden Ausgang 34, ein z. B. pneumatischer Druckspeicher
anschließbar
ist, der insbesondere für
die Betriebsweise der Pumpe als Hauswasserwerk oder in einer vergleichbaren
Betriebsart vorteilhaft sein kann, um beispielsweise eine Pufferung
zu bewirken.
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Der
modulare Aufbau mit jeweils separat funktionsfähigen und einzeln oder in Gruppen
einbaubaren oder ausbaubaren Baueinheiten bietet als besonderen
Vorteil, dass anstelle von Baueinheiten 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 einfaches Leitungselement mit identischen Einbaumaßen ersetzt
werden. So kann beispielsweise die in 2 gezeigte
Ausführungsform
komplettiert werden, indem die Rückschlagventileinheit 26 durch
einen 90 DEG-Winkelstutzen und die Druckschaltereinheit 27 durch
eine Verbindungsrohrmuffe ersetzt wird. Falls nur ein Pumpenausgang
benötigt
wird, kann beispielsweise auch der Druckstutzen 28 ohne
Drehgelenkanschluss 31 ausgeführt sein. Ein Anschluss kann
fest mit einem Hauswasserleitungsnetz verbunden sein und an den
anderen kann ein Entleerungsventil angeschlossen sein, über welches
das Leitungsnetz, 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
Entlüften
der Pumpe vor Wiederinbetriebnahme erfordert.
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Die
in 2 gezeigte Ausführungsform hat einen seitlich
am Motorteil der Pumpe fest angebrachten Pumpenschalter 90.
Bei einer anderen Ausführungsform
ist in diesem Bereich ein Kontaktfeld vorgesehen, mit dem eine abnehmbare
Schalteinrichtung mechanisch an der Pumpe angebracht und gleichzeitig
elektrisch mit dieser verbunden werden kann. Insbesondere kann der
Pumpe, zusätzlich
oder alternativ zu einem Betriebsartenschalter eine Zeitschaltuhr
zugeordnet sein, die beispielsweise 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.
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Die
Signale der Druckschaltereinrichtung und/oder des Rückschlagventils
können
in vorteilhafter Weise zur Pumpensteuerung, insbesondere zum Ein-
und Ausschalten der Pumpe herangezogen werden. Zusätzlich oder
alternativ kann durch eine Zeitschaltuhr ein Zeitprogramm vorgegeben
werden. Eine weitere vorteilhafte Steuermöglichkeit, insbesondere bei
Verwendung 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 Verbraucherentnahme
maximal erreichbaren Maximaldrucks abgeschaltet wird, wobei ein
Wiedereinschalten vorteilhafterweise erst bei stark gesunkenem Druck und/oder
bei Detektion von größeren Durchflussmengen
durch ein ggf. vorhandenes Rückschlagventil
erfolgt.
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Bei
Einschalten eines Verbrauchers, z. B. einer Gartenspritze, eines
Regners, einer Sprühpistole o.
dgl., sinkt der Druck sofort 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
ausgeführt sein,
da normalerweise die vorhandene geringe Schalthysterese vorzugsweise
verwendeter Druckschalter sowie die Zeitverzögerung bei der Abschaltung
für einen
derart druckgesteuerten Betrieb der Flüssigkeitspumpe ausreichen.
Wie erwähnt,
ist es auch möglich,
einen kleinen Druckpufferspeicher und/oder einen Druckschalter mit
zwei expliziten, voneinander beabstandeten Schaltschwellen zur Erzeugung
einer größeren Hysterese
zu verwenden.
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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 Pumpenanordnung 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
Steuereinrichtung in die Stromversorgungsleitung, z. B. eine Zeitschaltuhr
o. dgl., zu nutzen. Die Steuereinrichtung kann als elektrische Teileinheit
bzw. als Steuermodul auch von der Pumpenanordnung lösbar sein,
so dass je nach beabsichtigter Anwendung auch verschiedene, speziell
konzipierte Steuereinheiten vorgesehen sein können oder, bei unverändertem
Pumpenaufbau auch eine Variante mit einem herkömmlichen Schalter anstelle
einer komplexeren Steuereinrichtung möglich ist. Die Steuereinrichtung
kann bei entnehmbarer Ausführung insbesondere über Steckkontakte
auf ein fest mit der Pumpenanordnung verbundenes Kontaktfeld aufsteckbar
sein.
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Die
vorzugsweise werkzeuglose Abnehmbarkeit der Steuereinrichtung von
der Pumpe kann auch vorteilhaft für eine Programmierung 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
bereitgestellt werden, und/oder durch mindestens einen den Betriebszustand
der Pumpe anzeigenden Sensor, beispielsweise einen Pumpenausgangsdrucksensor
oder -schalter und/oder einen Durchflussmengensensor.