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Die
vorliegende Erfindung hat als Gegenstand eine Tauchpumpe nach der
Art, umfassend die im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Merkmale.
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Wie
bekannt werden solche insbesondere im Haushalt verwendeten Vorrichtungen
im allgemeinen innerhalb von Schächten
eingebaut, von denen man das Wasserniveau überwachen möchte. Üblicherweise dienen solche
Tauchpumpen dazu, einen Teil der Flüssigkeit zu beseitigen, sobald
der Schacht übermäßig gefüllt wird,
z.B. aufgrund von starken Niederschlägen.
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Die
verwendeten Tauchpumpen bestehen aus einem Gehäuse, das eine erste abgedichtete Kammer
aufweist, in der ein Motor, im allgemeinen ein Elektromotor angeschlossen
ist.
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Dieser
betätigt
ein Laufrad, das innerhalb einer zweiten Kammer eingebaut ist, die
im unteren Abschnitt des Gehäuses
ausgenommen ist und, im Gegensatz zur vorhergehenden, in Verbindung
mit der anzusaugenden Flüssigkeit
steht, in welche die Pumpe mindestens teilweise eingetaucht ist.
Sobald der Motor aktiv ist, leitet das Laufrad diese Flüssigkeit in
Richtung einer geeigneten Abflussleitung.
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Das
Ein- und Ausschalten des Motors erfolgt in Abhängigkeit des Niveaus einer
solchen Flüssigkeit.
Sobald dieses eine Höchstschwelle übersteigt, muss
die Pumpe aktiviert werden, die Flüssigkeit in Überschuss
beseitigen und nachfolgend ausgeschaltet werden, sobald die Flüssigkeit
unterhalb einer zweiten, vorgegebenen Schwelle fällt. Üblicherweise wird diese letztere
mit einem angemessenen Abstand von der oben genannten Höchstschwelle
derart gewählt,
dass ständige
Ein- und Ausschaltungen der Pumpe vermieden werden, die durch kleine Schwankungen
des Flüssigkeitsniveaus
verursacht werden.
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Dies
wird üblicherweise
mittels Vorrichtungen ausgeführt,
die, auch wenn sie die verschiedensten Ausbildungen aufweisend,
alle die Verwendung eines Schwimmers vorsehen, der außerhalb
des Pumpengehäuses
liegt.
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Der
im Schacht angeordnete Schwimmer ist an eine Stelle des Pumpengehäuses über ein
Kabel oder einen Hebel gebunden. Der Höchstabstand zwischen dieser
Stelle des Gehäuses
und dem Schwimmer ist daher durch die Länge des verwendeten Kabels
oder Hebels festgelegt. Folglich folgt beim Aufsteigen des Wasserniveaus
der Schwimmer unter Anheben mit der Flüssigkeit einem Kreisbogen mit
einem Radius gleich der genannten Länge. Es wird daher möglich, das
Flüssigkeitsniveau
mit dem Neigungswinkel des Kabels oder Hebels in Beziehung zu setzen.
Die bekannten Vorrichtungen verwenden Schalter, die mit dem Pumpenmotor
verbunden sind, die je nach diesem Neigungsmittel öffnen oder
schließen.
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Manchmal
sehen diese Lösungen
die Möglichkeit
vor, die Beträge
des Flüssigkeitsniveaus
einzustellen, bei denen die Pumpe eingeschaltet und ausgeschaltet
werden muss, wobei auf die Länge des
verwendeten Kabels oder Hebels eingewirkt wird, oder indem die Winkel
der höchsten
und niedrigsten Neigung derselben geändert wird.
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Diese
Vorrichtungen, die einen außerhalb des
Pumpengehäuses
liegenden Schwimmer verwenden, weisen jedoch verschiedene Mängel auf.
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Vor
allem sind sie nicht voll zuverlässig,
dadurch gegeben, dass der Schwimmer unvorhergesehener Weise beispielsweise
durch Fremdkörper
oder durch die Wände
des Schachtes selbst an einem Niveau blockiert wird, das nicht der
Flüssigkeitshöhe entspricht,
an der er sich befindet.
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Die
Verwendung eines Außenschwimmers beträgt auch
einen erheblichen Platzbedarf und Schwierigkeiten beim Einbau. Wird
die Pumpe in einem Schacht angeordnet, müssen die Räume innerhalb des Schachts
berücksichtigt
werden, die für
eine einwandfreie Betriebsweise an den verschiedenen Niveaus der
anzusaugenden Flüssigkeit
der gesamten Vorrichtung berücksichtigt
werden, zu der der Schwimmer gehört.
Es ist auch in Betracht zu ziehen, dass eine Einstellung der Höhenbeträge der Flüssigkeit,
an denen die Pumpe ein- und ausgeschalten werden muss, nur mit komplizierten
Vorgängen
oder aufgrund von ungenauen Ergebnissen, bzw. jedenfalls für den Benutzer
weniger praktischen Vorgehen erreichbar ist.
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Aus
dem Dokument DE1980227 ist auch eine Tauchpumpe bekannt, die einen
unteren Abschnitt eines Pumpengehäuses umfasst, der den Druckbereich
der Pumpe und den Antriebsmotor zusammen mit den Verbindungen und
den Überwachungseinheiten
enthält.
Der obere Abschnitt des Gehäuses
ist nur eine Aufnahmeverkleidung. Der obere und untere Abschnitt
besitzen verschiedene Formen. Die Aufnahmeabschnitte bestehen aus Plastik
und insbesondere aus glasfaserverstärktem Polypropylen für den oberen
Abschnitt. Ein Schwimmer und ein Schwimmerhebel sind in Kunststoff.
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Das
Dokument DE3607466 beschreibt schließlich eine Pumpeneinheit, die
mit einem Niveauregler des Schwimmers versehen ist, der mindestens
ein Magnet umfasst, der mit dem Schwimmer verbunden ist, der in
seinen Verstellungen geführt
ist. Dieser Magnet wirkt mindestens auf einen Hallgenerator ein,
der das Einsetzen des Reglers über
eine Wand des Gehäuses überwacht,
das mindestens teilweise aus paramagnetischem oder diamagnetischem
Material besteht. Eine Kontrolleinrichtung umfasst erste Eingänge, welche
die Hallgeneratoren und die überwachten
Schalter als Funktion der Eingangsspannungen verbinden, und weitere
Eingänge
für die
Hallgeneratoren, die für
Schutz- und Überwachungsfunktionen
vorgesehen sind.
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Im
Lichte des oben Beschriebenen, ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine kompakte und begrenzte Arbeitsplatzansprüche aufweisende Tauchpumpe
zu liefern.
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Eine
weitere Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Tauchpumpe, bei der das Ein- und Ausschalten in Abhängigkeit
des Niveaus der anzusaugenden Flüssigkeit
absolut zuverlässig
sind.
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Eine
Hilfsaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
Tauchpumpe, die eine leichte und genaue Einstellung des Flüssigkeitsniveaus
erlaubt, an denen der Motor ein- und ausgeschaltet werden muss.
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Die
angegebene technische Aufgabe und die angegebenen Zwecke werden
im wesentlichen durch eine Tauchpumpe gelöst, so wie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
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Nachfolgend
wird beispielsweise, jedoch nicht begrenzend, die Beschreibung einer
bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform einer
in den beigelegten Zeichnungen erläuterten Tauchpumpe wiedergegeben.
Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
einer erfindungsgemäßen Tauchpumpe;
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2 einen
Längsschnitt
einer vergrößerten Einzelheit
der Pumpe aus 1 in einer ersten Arbeitsstellung;
und
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3 einen
Längsschnitt
einer vergrößerten Einzelheit
der Pumpe aus 1 in einer zweiten Arbeitsstellung.
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Unter
Bezugnahme auf die genannten Figuren ist die erfindungsgemäße Tauchpumpe
insgesamt mit der Bezugsziffer 1 angegeben.
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Die
Pumpe umfasst ein Gehäuse 2,
das bereitgestellt ist, mindestens teilweise in die zu pumpende
Flüssigkeit
eingetaucht zu werden.
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Das
Gehäuse 2 weist
eine eingetauchte Kammer 4 und eine dichte Kammer 3 auf.
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Am
Gehäuse 2 ist
ein Motor 5, beispielsweise Elektromotor festgelegt, der
dazu bestimmt ist, die Pumpe zu betätigen. Der Motor 5 ist
vorteilhafter Weise innerhalb der dichten Kammer 3 derart
angeordnet, dass er zweckmäßiger Weise
von der zu pumpenden Flüssigkeit
isoliert ist.
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Die
eingetauchte Kammer 4 enthält ein Laufrad 6,
der an einer aus dem Motor 5 getretenen Welle 7 angebracht
ist. Sobald dieser letztere eingeschaltet ist, bewegt er das Laufrad 6,
der die zu pumpende, in der eingetauchten Kammer 4 über eine
Ansaugmündung 8 eingetretene
Flüssigkeit
in Richtung einer Druckmündung 9 drückt. Mit
der Druckmündung 9 wird
eine zweckmäßige, in
den Zeichnungen nicht dargestellte Abflussleitung verbunden werden.
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Die
Pumpe 1 umfasst überdies
Mittel zur Steuerung des Motors in Abhängigkeit des Niveaus der zu
pumpenden Flüssigkeit,
die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 angegeben ist,
die im wesentlichen durch eine Kontrolleinrichtung des Flüssigkeitsniveaus
festgelegt sind. Diese Mittel 10 sind in der erfindungsgemäßen Pumpe
innerhalb des Gehäuses 2 aufgenommen.
Sie umfassen einen auf den Motor wirkenden Schalter 11,
eine Niveaukammer 12 und einen Schwimmer 13 auf.
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Die
Niveaukammer 12 erstreckt sich in im wesentlichen senkrechten
Richtung innerhalb des Gehäuses 2.
Sie befindet sich bevorzugter Weise in der abgedichteten Kammer 3,
von der sie zweckmäßiger Weise
isoliert ist, und kann mit einem Ausgleichsspeicher (nicht erläutert) verbunden
werden, der im Gehäuse 2 aufgenommen
oder unmittelbar mit der Atmosphäre
außerhalb
der Pumpe, beispielsweise über
eine zweckmäßige, ebenfalls
nicht erläuterte Leitung
verbunden ist.
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Die
Niveaukammer 12 weist eine obere Partie 12a, eine
mittige Partie 12b mit Konstanten, bevorzugter Weise kreisförmigen Querschnittes
und einen Bodenbereich 12c auf. Die Kammer 12 selbst befindet
sich selbst überdies
flüssigkeitsmäßig mit der
mit der zu pumpenden Flüssigkeit
dank einer Leitung 15 in Verbindung, die den Bodenbereich 12c mit außen des
Gehäuses 2 in
Verbindung setzt. An der Einmündung
dieser Leitung 15 ist ein Filter 16 angebracht,
um zu meiden, dass Fremdkörper
mit der Flüssigkeit
innerhalb der Kammer eintreten können.
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Auch
der Schwimmer 13 besitzt eine längliche Ausbildung gemäß einer
im wesentlichen vertikalen Abwicklungsrichtung. Insbesondere ist
das Verhältnis "Schlankheit" genannt, zwischen
den typischen Abmessungen der vertikalen Abwicklung des Schwimmers
und jenen seiner Querabwicklung bevorzugter Weise oberhalb 2.
Der Schwimmer 13 weist konstante Querschnitte auf, wobei
er bevorzugter Weise zur mittigen Partie 12b der Niveaukammer 12 gegenprofiliert
ist.
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Dasselbe,
in der Niveaukammer 12 enthaltene Schwimmer 13 ist
innerhalb dieser gemäß einer im
wesentlichen vertikalen Richtung beweglich. Dasselbe kann beim Ändern des
Niveaus der zu pumpenden Flüssigkeit
eine Reihe von Stellungen einnehmen, die einen ersten, in 2 gezeigte
Grenzstellung und eine aus 3 ersichtliche
Grenzstellung umfassen, die bevorzugter Weise unterhalb der ersten
liegt.
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Betätigungsmittel
des Schalters seitens des Schwimmers, im allgemeinen mit der Bezugsziffer 14 angegeben,
erlauben das Ein- und Ausschalten des Motors 5 mit dem Ändern des
Niveaus der zu pumpenden Flüssigkeit.
Diese Betätigungsmittel 14 sind innerhalb
des Gehäuses 2 eingebaut
und umfassen eine in 2 und 3 mit der
Bezugsziffer 17 angegebene Kontrolleinrichtung des Schalters
und Mittel 18 zur Einstellung des Abstandes zwischen den beiden
Grenzstellungen des Schwimmers 13. Die Kontrolleinrichtung 17 des
Schalters 11 hat die Funktion, diesen letzteren zu schließen, sobald
der Schwimmer 13 sich in der ersten Grenzstellung und ihn öffnet, sobald
der Schwimmer sich in der zweiten Grenzstellung befindet. Diese
Kontrolleinrichtung 17 umfasst eine Taste 19,
die auf den Schalter 11 einwirkt und in vertikaler Richtung
zwischen einer aus 2 ersichtlichen, den Schalter
schließenden
Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung beweglich ist, die
aus 3 ersichtlich ist und den Schalter öffnet. Ein,
an einer ersten Stelle 20b am Schwimmer 13 und
an einer zweiten Stelle 20c am Schalter 11 oder
an einem beliebigen anderen Teil innerhalb des Gehäuses 2 angesetzter
Hebel ist derart angeordnet, dass er im Bereich seiner mittigen
Partie 20a gegen die Taste 19 anstößt. Der
Hebel 20 und die Taste 19 sind überdies
derart angebracht, dass der erstere die zweite in ihre Einschaltstellung
schiebt, sobald der Schwimmer 13 sich in der ersten in
Grenzstellung befindet, während
er sie in die Ausschaltstellung zurückbringt, sobald der Schwimmer 13 sich
in der zweiten Grenzstellung befindet.
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Die
Mittel 18 zur Einstellung des Abstandes zwischen den beiden
Grenzstellungen des Schwimmers 13 umfassen ihrerseits eine
Einstellschraube 21 des Abstandes. Unter Verwendung von
konstanter Technik angehörenden
und daher nicht näher
beschriebenen Lösungen
ist es nämlich
beispielsweise möglich, über die
Einstellschraube 21 die Länge des Hubes der Taste 19 und
daher den Abstand zwischen ihren Ein- und Ausschaltstellungen einzustellen.
Die Einstellschraube 21 wird derart angeordnet, dass sie von
außen
leicht zugänglich
ist. Dieser Zugang kann ausgeführt
werden, indem z.B. die Gehäusepartie 2, die
sich in der Nähe
der Einstellschraube 21 befindet, mit einer Öffnung eines
abgedichteten Schließelementes 30 versehen
ist.
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Die
erfindungsgemäße Tauchpumpe
sieht nicht nur die Möglichkeit
vor, den relativen Abstand zwischen zwei Grenzstellungen des Schwimmers 13 einzustellen,
sondern auch jene, wahlweise das Niveau der zu pumpenden Flüssigkeit
festzulegen, der diese Stellungen entsprechen.
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Dies
wird durch die Verwendung eines Gegenmittels 22 erlaubt,
das auf den Schwimmer 13 eine Gegenkraft ausübt, die
im wesentlichen zum Schub entgegengerichtet ist, den dieser letztere
von der Flüssigkeit
erhält.
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Als
Gegenmittel 22 kann vorteilhafter Weise eine Feder 23 verwendet
werden, die zwischen den Schwimmer 13 und der Niveaukammer 12 in
Eingriff steht.
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Sind überdies
Mittel 24 zur Einstellung der Gegenkraftgröße vorgesehen,
die eine Einstellschraube 25 umfassen, die auf die Feder 23 derart einwirkt,
dass die Vorspannung in Abhängigkeit
des Einschraubgrades verändert
wird. Ähnlich
wie oben in Bezug auf die Einstellschraube 21 erläutert, wird die
Einstellschraube 25 vorteilhafter Weise derart angeordnet,
dass sie leicht von außen
zugänglich
ist. Insbesondere liegt diese Einstellschraube 25 der Partie 2a der
Wand des Gehäuses 2 gegenüber, in der
die oben genannte Öffnung
ausgenommen ist.
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Die
Betriebsweise der erfindungsgemäßen, oben
vor allem in der Konstruktion beschriebenen Tauchpumpe ist wie folgt.
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Wie
erwähnt,
ist die Tauchpumpe geeignet, innerhalb eines Schachtes angeordnet
zu werden, dessen Wasserniveau zu kontrollieren ist. Sobald dieses
letztere besonders tief liegt, so tritt keine Flüssigkeit in die Niveaukammer 12 ein,
wodurch der Schwimmer, wie aus 1 und 3 ersichtlich, sich
in der zweiten Grenzstellung befindet. In dieser Stellung kommt
der Hebel 20 mit der Taste 19 des Schalters 11 nicht
in Eingriff, der daher in - der Ausschaltstellung bleibt. Der Motor
ist daher nicht in Funktion.
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Mit
der Zunahme des eigenen Niveaus, beginnt die Flüssigkeit in die Niveaukammer 12 über die Leitung 15 einzutreten,
umgibt den unteren Abschnitt des Schwimmers 13 und schiebt
ihn nach oben. Dieser Schub wird jedoch von der Feder 23 in
die Gegenrichtung ausgeübte
Kraft behindert. Dies bringt mit sich, dass der Schwimmer 13 sich
nicht bewegt, bis der Flüssigkeitsschub
nicht die Vorspannung der Feder selbst ausgleicht. Dieser Gleichheit
wird ein bestimmter Betrag des Flüssigkeitsniveaus entsprechen,
das aus Bequemlichkeit als "Gleichgewicht" bezeichnet wird.
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Wird
dieser überschritten,
beginnt der Schwimmer von der Flüssigkeit
angehoben zu werden und über
den Hebel 20 auf die Taste 19 zu drücken. Am
Ende eines kurzen Hubs erreicht der Schwimmer 13 seine
erste Grenzstellung, der die Einschaltstellung der Taste 19 des
Schalters 11 entspricht.
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Der
Motor 5 der Pumpe wird auf diese Weise zum Anlaufen gebracht
und das Laufrad 6 beginnt, die Flüssigkeit in Richtung der Ausflussleitung
zu drücken.
Aufgrund der Wirkung der Pumpe, senkt sich das Flüssigkeitsniveau
und mit diesem der Schwimmer herab, bis die Taste 19 in
die Ausschaltstellung zurückgebracht
wird. In dieser Stellung wird die Pumpe aufhören, aktiviert zu sein.
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Die
erfindungsgemäße Pumpe
bietet die Möglichkeit,
wahlweise den Gleichgewichtsbetrag einzustellen, indem die Vorspannung
der Feder 23 über
die entsprechende Einstellschraube 25 zu verändern, die
von außen
leicht zugänglich
ist. Es ist zu bemerken, dass die Verwendung eines Schwimmers 13 mit
vertikaler Erstreckung und einem hohen Schlankheitsverhältnis erlaubt,
diesen Betrag innerhalb eines sehr weiten Bereiches zu wählen. Die
Verwendung eines Schwimmers 13 mit konstantem Querschnitt
und einer Feder 23 mit linearer Ansprechung, gewährleistet
eine unmittelbare Proportionalität
zwischen den Drehwinkeln der Einstellschraube 25 und des
Gleichgewichtbetrages.
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Durch
Einwirken auf die Einstellschraube 21, welche die Hubweite
des Schwimmers 13 zwischen seinen beiden Endstellungen
festlegt, ist es überdies möglich, den
relativen Abstand zwischen den die Einschaltung der Pumpe verursachenden
Flüssigkeitsniveau
und jenen vorzugeben, der dessen Ausschalten bewirkt.
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Die
Erfindung erzielt wichtige Vorteile.
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Vor
allem erlaubt die Anordnung der Mittel 10 zur Steuerung
des Motors 5 innerhalb des Pumpengehäuses eine kompakte Vorrichtung
auszuführen, die
durch Platzansprüche
gekennzeichnet ist, die ohne weiteres niedriger sind als jene von
bekannten Lösungen.
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Die
erfindungsgemäße Pumpe
gewährleistet überdies
eine absolute zuverlässige
Beziehung zwischen der eigenen Aktivierung und dem Ausschalten und
dem Flüssigkeitsniveau.
Dank seiner Anordnung kann der Schwimmer 13 nicht Überschneidungen
erfahren, die durch Fremdkörper
verursacht werden.
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Die
Tatsache, dass der Schwimmer 13 nicht mit der im Schacht
anwesenden Flüssigkeit,
sondern mit jener, die in der Niveaukammer 12 eingeschlossen
ist zusammenwirken, bewirkt einen weiteren, wichtigen Vorteil. Das
Verhalten des Schwimmers 13 wird nämlich auf diese Art und Weise
nicht durch Wellen- oder Wirbelbewegungen der Flüssigkeit innerhalb des Schachtes
beeinflusst.
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Die
erfindungsgemäße Tauchpumpe
besitzt den weiteren Vorteil, die Wahl von Niveaubeträgen der
Flüssigkeit
zu erlauben, bei denen der Motor eingeschaltet oder ausgeschaltet
wird, innerhalb eines sehr weiten Bereiches.
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Diese
Beträge
können überdies
auf einfache und genaue Weise eingestellt werden. Es ist zu bemerken,
dass weitere Vorteile in diesem Sinne durch die unmittelbare Proportionalität zwischen
den Drehwinkeln der Einstellschraube 25 und den dem Gleichgewichtsbetrag
des Flüssigkeitsniveaus
gegeben sind.