EP2211057B2 - Pumpeinrichtung - Google Patents
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- F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to a pump device with a drive motor and a fluid pump coupled to it, which has a pump housing with at least one suction-side inlet channel and one pressure-side outlet channel, and with a pressure vessel that is communicatively connected to the outlet channel of the fluid pump.
- Such pump devices which are also referred to as automatic domestic water machines, are known from the prior art. They serve to convey a fluid, in particular drinking or service water, from a source or from a storage vessel into a water supply network, which can be provided, for example, to supply a building and / or a garden.
- a pumping device is, for example, from DE-29909020-U1 known.
- the subject matter of claim 1 is delimited in two-part form from this publication.
- the pumping device has a drive motor, which can in particular be designed as a mains-operated electric motor, and a fluid pump coupled to it.
- the fluid pump is typically designed as a single or multi-stage self-priming centrifugal pump and comprises an impeller which is received in a pump housing and which can be driven by the drive motor.
- a suction-side inlet channel and a pressure-side outlet channel are attached to the pump housing, which enable an inflow of fluid to the pump wheel and an outflow of the fluid pressurized by the pump wheel, for example into the water supply network.
- a pressure vessel is connected to the discharge channel and communicates with the pressurized fluid. The pressure vessel is provided in order to prevent the drive motor from being switched on and off frequently due to the loss of pressure in the event of any leaks in the water supply network.
- the pressure vessel which is designed as a pressure accumulator, provides a limited volume of fluid which is pressurized by means of the fluid pump and which ensures an essentially constant water pressure at least when small amounts of fluid flow out into the water supply network.
- flexible lines for hydraulic or electrical coupling and to compensate for mechanical positional tolerances are provided between the fluid pump and the pressure tank.
- the object on which the invention is based is to create a pumping device that ensures simplified manufacture and more reliable function.
- a pump device in which at least two functional assemblies are provided, in which the drive motor with the fluid pump on the one hand and the pressure vessel on the other hand are integrated, the functional assemblies being spatially compact to one another and connected to one another. Between the drive motor with the fluid pump and the pressure vessel, defined interfaces are provided for a fluid-carrying connection, which can be produced without additional, especially flexible adapter parts, as used in known pump devices to compensate for tolerances, and thus the desired spatially compact arrangement of the Ensure functional modules to each other.
- fluid line sections of a fluid line running between the at least two functional assemblies are connected to one another by at least one fluid-tight plug connection.
- plug connections which already ensure a fluid-tight connection between a plug-in receptacle and a pipe section designed to be plugged into the plug-in receptacle
- an advantageous assembly of the functional assemblies can be achieved.
- the plug-in receptacle and the correspondingly designed pipeline section of the functional assemblies to be connected which in particular can each be integrally formed on the functional assemblies, are plugged together during the final assembly of the pumping device and directly form the fluid-tight connection during the plugging process.
- This can be achieved in particular by providing corresponding sealing surfaces and sealing means such as sealing rings, which come into operative connection during the plugging process, on the plug-in receptacle and the pipe section.
- the functional assemblies are assigned a plug-in receptacle and / or a pipe section for a coaxial, in particular detachable plug connection in the direction of a central longitudinal axis of a volume section delimited by the plug-in receptacle and the pipe section.
- a space-saving and reliably sealing arrangement of the sealing means in particular circularly circumferentially around the volume section delimited by the plug-in receptacle and the pipe section, can thus be achieved.
- the pipe section and the plug-in receptacle can have a circular, non-circular or polygonal cross-section in a cross-sectional plane arranged orthogonally to the central longitudinal axis of the volume section.
- plug-in receptacle and the plug-in area of the pipe section are provided for a detachable plug-in connection. This facilitates the replacement of individual functional assemblies, for example in the event of a repair, so that the pump device can be repaired inexpensively in the event of damage.
- the Plug connection assigned at least one safety device for a mechanical lock.
- the securing device mechanically couples the pipeline section and the plug-in receptacle with one another in order to avoid undesired separation of the plug-in connection, for example due to pressure loads, vibrations or other external influences.
- the mechanical coupling of the plug-in receptacle with the pipe section can in particular be effected by a U-shaped securing clip, which is pushed on orthogonally to the central longitudinal axis of the volume section delimited by the plug-in receptacle and the pipe section in the plug-in area and creates a form fit.
- a reliable mechanical coupling which can preferably be produced and / or released without tools, can be ensured by a contour of the securing clip that is adapted to the pipeline section and / or the plug-in receptacle.
- the fluid line comprises at least one dimensionally stable pipe as a fluid line section.
- a compact design of the pumping device can be achieved through the use of dimensionally stable pipelines, since dimensionally stable, preformed pipelines, compared to flexible hoses, which must not fall below a minimum radius of curvature, enable a stronger deflection of fluid flows in a smaller space.
- An assembly of the pipelines is simplified since dimensionally stable pipelines are easier to handle than the pliable hose sections known from the prior art, in particular with regard to the exertion of assembly forces on the plug-in area or areas.
- the final assembly of the pumping device can also be automated, since the pipeline or the functional assembly provided with the pipeline can be gripped, for example, by an industrial robot and the position of the plug-in area or areas is fixed by the dimensionally stable design, so that a automated plugging process can take place.
- the pipeline section and / or the plug-in receptacle which are necessary for a simple, tight and possibly detachable plug connection, can be molded directly, in particular in one piece. It is not necessary to press on hose sleeves or to create a plug-in area in any other way. This ensures greater reliability of the connections between the pipeline, pipeline section and plug-in receptacle.
- at least essentially all functional assemblies are connected to one another in a hydraulically communicating manner by means of dimensionally stable pipelines, which can in particular be designed as plastic parts.
- a further functional assembly includes a pressure switch which is assigned to the discharge channel on the pressure side.
- the pressure switch is provided for pressure-dependent switching on and off of the drive motor and enables the drive motor to be activated in the event of a pressure loss in the water pipe network in order to convey fluid into the water pipe network and thus ensure an essentially constant fluid pressure in the water pipe network.
- a pressure loss in the water supply network can be caused, for example, by drawing water from a tap such as a tap.
- the drive motor is activated by the pressure switch and the fluid pump again pumps fluid into the water supply network and the pressure accumulator.
- a rigid pressure line is provided on the drainage channel, which is designed for a communicating connection of the drainage channel to the pressure switch and / or a manometer.
- a separate pipeline designed as a rigid pressure line enables different pressure switches and / or manometers to be individually adapted to the pumping device.
- the pump device can thus be adapted in a simple manner to different areas of application.
- Corresponding plug-in receptacles and / or pipe sections are provided on the pressure line, on the drainage channel and on the pressure switch, so that automated assembly can also be provided.
- At least one check valve is arranged in the inlet channel, which check valve is designed to block a fluid pressure that can be applied by the fluid pump.
- the check valve prevents the fluid pressure built up by the fluid pump from dropping as a result of fluid flowing out into the inlet channel.
- the check valve is in particular provided with a pre-tensioned return spring and is designed in such a way that when the fluid pump starts up, it opens the inlet channel due to the negative pressure created in the pump housing and enables fluid to flow from the source or the storage vessel.
- the check valve is assigned an actuating device which is provided for pressure-independent control of the check valve.
- the actuation device is provided in order to facilitate the suction process of the fluid pump, which would otherwise be impeded by the typically closed check valve, when the pump device is reinstalled, in particular when the fluid pump is not filled.
- the actuation device allows manual or automatic
- the check valve is opened by an associated operating lever or an automatic control device. With the pressure-independent control of the check valve, the flow resistance for the fluid is reduced so that the fluid pump can self-priming.
- the actuating device is arranged in the inlet channel so as to be rotatable about a pivot axis which is arranged orthogonally to the central longitudinal axis of the inlet channel.
- a filter assembly is provided as a further functional assembly, which has an in particular sleeve-shaped filter device in the inlet channel.
- the filter device prevents damage to the fluid pump by particles contained in the fluid, such as grains of sand, for example.
- the integration of the filter device into the inlet channel enables a particularly compact design and ensures a particularly favorable and low-loss flow through the filter device.
- the filter device is designed for a radially inwardly flowing fluid flow and that a cup-shaped collecting container is assigned to an end region of the filter device.
- At least one end plug is assigned to the inlet channel, which end plug is provided for closing an access to the check valve and / or the filter device. Maintenance of the filter device and / or the non-return valve is thus facilitated, since only the end plug has to be removed from the inlet channel, which can in particular be done without tools. The filter device and / or the check valve are then accessible for maintenance work or can be removed from the inlet channel in order to be able to carry out maintenance work.
- the check valve and the filter device are each assigned an end plug so that, for example, the check valve can be removed from the inlet channel in the vertical direction downwards, while the filter device can be removed in the vertical direction upwards.
- the drive motor and the pressure switch are each assigned correspondingly designed multiple plug devices for a releasable electrical connection.
- the multiple plug devices enable all electrical connections to be created between the drive motor and the pressure switch with one plugging process, so that the pressure switch can be coupled or uncoupled from the drive motor without complex cabling work.
- this also improves the test option for these two functional assemblies during the manufacturing process, since only the plug connection between the drive motor or the pressure switch and a suitable test device has to be established for test processes.
- a flexible membrane is fixed to the pressure vessel by means of a flange section which has a plug-in device with a fluid channel for a communicating connection between the drain channel and a compensation space enclosed by the membrane.
- the flange section thus ensures the fastening of the membrane to the pressure vessel as well as the communicating connection with the discharge channel of the fluid pump.
- a fluid channel is provided in the flange section, starting from the plug-in device, which opens into the compensation space enclosed by the membrane.
- the plug-in device enables an assembly-friendly plug connection of the flange section with the correspondingly designed drainage channel.
- the flange section is formed in one piece on the drainage channel and is designed in particular as a plastic injection-molded part.
- At least two drainage channels are provided on the pump housing, at least one of which is designed in the manner of a siphon and / or has a vent valve arranged above the fluid pump.
- the vent valve When the fluid pump is started up, the vent valve enables a simplified initial filling in which the air enclosed in the fluid pump has to be displaced by the fluid in order to achieve an adequate pumping effect.
- the pump device is already connected to the water supply network when it is put into operation, so that the air contained in the fluid pump cannot simply flow off into the environment.
- the vent valve arranged and opened above the fluid pump allows the enclosed air to escape when it is filled with the fluid.
- the functional assembly comprising the pressure vessel has a frame which surrounds the pressure vessel, which has at least one standing surface and which is provided with at least one mounting surface for connection to the functional assembly comprising the fluid pump.
- the pressure vessel which is typically designed as an essentially cylindrical hollow body, can be provided in a simple manner with the standing surface necessary for a secure stand of the pump device and with the assembly surface for secure and reproducible attachment of the fluid pump.
- the frame surrounds the pressure vessel in a form-fitting manner and can be screwed to the screw socket of the pressure vessel.
- the standing surface or several feet ensure that the pressure vessel stands securely on the ground.
- the mounting surface enables the fluid pump to be easily and precisely positioned on the pressure vessel, which also ensures that the plug-in receptacles and the associated pipeline sections of the functional assemblies, in particular the drainage channel and the flange section, are flush with one another and can be easily connected to plug-in connections that can be sealed.
- the mounting surface is provided on an upper frame part as an interface for a bearing plate.
- the drive motor is attached to the end shield, which is designed at least in sections as a pump housing. This ensures that an exact positioning of the drive motor and a pump wheel attached to the shaft of the drive motor relative to the pump housing can be guaranteed.
- the fluid pump can therefore be implemented with small positional tolerances, so that a particularly advantageous degree of efficiency of the fluid pump can be achieved.
- the end shield is provided with a receptacle for the drive motor which, in particular, enables a positive connection between a reference geometry of the drive motor, for example a cylindrical flange, and the end shield.
- a precisely concentric arrangement of the drive motor with respect to a central longitudinal axis of the fluid pump can thus be ensured.
- the pump wheel attached to the shaft of the drive motor is thus also aligned concentrically with the part of the pump housing realized in the end shield.
- Further housing parts can also be provided with reference geometries that can engage in corresponding reference geometries of the end shield and / or the pump housing and can thus also be arranged with small positional tolerances.
- a mounting surface for attachment to the frame of the pressure vessel is provided on the end shield, which is designed in particular for a reproducible alignment of the end shield with respect to the pressure vessel, preferably with at least one positioning pin.
- This also ensures precise positioning relative to the frame of the pressure vessel on the part of the end shield. With a small number and precise design of the interfaces between the functional assemblies, an exact alignment of the functional assemblies with one another can be guaranteed. This enables the use of rigid pipelines, although there may be a static overdetermination between the functional assemblies due to the coupling of the functional assemblies.
- tolerance compensation which in the prior art is ensured by flexible pipelines, can be achieved solely by the sealing means, for example designed as O-rings.
- the drive motor and / or the fluid pump are at least substantially surrounded by an air guide housing which is designed in such a way that contact with moving or hot components of the drive motor is excluded.
- the air guide housing enables a defined flow of cooling air to be generated at least on the outer surface of the drive motor. This ensures an advantageous cooling effect, which has a positive effect on the service life of the drive motor.
- the design of the air guide housing ensures that contact with hot, moving or possibly live components can be excluded, so that the entire pump device can be operated safely.
- the openings in the air duct housing necessary for the air duct are either made so small that a test finger used in accordance with the test regulations for a device test cannot penetrate and / or are provided with a labyrinth-like course that the test finger or other objects penetrate deeper, moving or live components can be excluded.
- the frame is designed as a plastic injection molded part.
- the pump housing and / or the bearing plate and / or the air guide housing and / or the flange section and / or the pressure line and / or the pipelines are also made as a plastic injection-molded part.
- the functional assemblies of the pumping device can advantageously be manufactured precisely in series at low costs.
- the use of plastic injection molded parts also has advantages in terms of the weight of the pump device and in terms of corrosion resistance. Furthermore, an advantageous thermal and electrical shielding of the functional assemblies of the pump direction can be achieved, so that additional insulation or insulation measures can be dispensed with.
- the pump device 1 shown is made up of several functional assemblies which are coordinated with one another in such a way that a spatially compact, assembly and functional arrangement can be achieved and, if necessary, an at least partially automated final assembly of the functional assemblies can take place.
- the pump device 1 has, as functional assemblies, an assembly comprising a drive motor 2 with fluid pump 3, an assembly comprising a pressure switch 6 and an assembly including a pressure vessel 7.
- the functional assemblies can be mechanically and additionally also hydraulically and / or electrically coupled to one another by means of suitable plug connections, the plug connections between the functional assemblies being designed for simple final assembly and reliable connection of the functional assemblies. Further functional assemblies, which are sub-assemblies, are discussed in greater detail below.
- Fluid-tight plug connections 8, 9 for a hydraulic coupling realized as a fluid line between a pump housing 42 and a pressure line 13, between the pressure line 13 and the pressure switch 6, between the pump housing 42 and a corner tube 61 and between the corner tube 61 and a flange section 23 are shown.
- the design of the electrical multiple plug connection 21, 60 can be seen.
- the design of the mechanical plug connection between the mounting surfaces 29 of the upper frame part 26 and the bearing plate 30 is evident.
- a plug-in receptacle 8 and a correspondingly designed pipe section 9 are provided for a fluid-tight plug connection between functional assemblies to be connected to one another.
- the pipe section 9 is in the plugged-in state, as in Fig. 2 shown, encompassed by the plug-in receptacle 8 and has a circular circumferential sealing groove 56 on an outer circumference, into which an O-ring 38 can be inserted. This ensures a sealing effect between the pipe section 9, the O-ring 38 and an inner surface of the plug-in receptacle 8.
- the plug connection is produced in the direction of the central longitudinal axis 10 of the respective volume section delimited by the pipe section 9 and the plug receptacle 8.
- For the corner tube 61 are in the Fig. 7 exemplary plug-in directions indicated with arrows.
- a likewise circumferential securing groove 55 is provided on the pipe section immediately behind the circumferential sealing groove 56, into which a U-shaped securing clip 57 can be inserted.
- the securing clip 57 can be inserted orthogonally to the plug-in direction into a slot 58 of the plug-in receptacle 8 and creates a form fit between the plug-in receptacle 8 and the pipe section 9.
- the plug-in receptacles 8 and pipeline sections 9 molded onto the functional assemblies means that additional work, such as pressing hose sleeves onto high-pressure hoses, is no longer necessary, so that the plug-in connection is significantly more favorable than other types of connection between the functional assemblies in terms of operational reliability, in particular with regard to leaks.
- the electrical multiple plug connection provided between the drive motor 2 and the pressure switch 6 is in the Fig. 2 and 5 shown in more detail.
- the multiple plug device is designed as a four-pole electrical connection between a multiple plug socket 21 of the pressure switch 6 and a multiple plug 60 of the drive motor 2 and enables electrical currents and voltages to be transmitted from the pressure switch 6 to the drive motor 2.
- the drive motor 2 shown in more detail is an electric motor of known design with a motor shaft 33 which is supported by ball bearings 39 and to which a fan wheel 35 and a pump wheel 36 are attached at each end.
- the pump wheel 36 has an essentially disk-shaped outer contour and is provided with guide vanes 41, which are provided for conveying the fluid in a radially outward direction when the pump wheel 36 rotates.
- the pump wheel 36 is accommodated in a pump chamber 43 formed by a bearing plate 30 and a pump housing 42 and thus enables a fluid to be conveyed from an inlet channel 5 to an outlet channel 4.
- the bearing plate 30 shown in more detail is also provided as a receptacle for a mounting flange 44 of the drive motor 2 and has for this purpose an essentially cylindrical recess 63 into which the mounting flange 44 of the drive motor 2 can be inserted concentrically.
- the pump housing 42 has a mounting collar on the end face which is adapted to a circumferential mounting flange 62 provided on the bearing plate 30 and thus enables the pump housing 42 to be positioned exactly with respect to the pump wheel 36.
- a mounting surface is provided on an underside of the end shield 30, which is designed to correspond to a mounting surface 29 provided on the upper frame part 26 and has positioning pins 31 that are designed for reproducible mounting on guide sleeves 53 of the upper frame part 26.
- the bearing flange 30 is preferably locked on the mounting surface 29 by means of screw connections (not shown).
- An opening is provided on the bearing flange 30 for the passage of the pressure line 13, which hydraulically connects the discharge channel 4 with the pressure switch 6 in a communicating manner.
- the pressure line 13 is provided at each end with a plug-in receptacle 8 and a pipe section 9 and also has a branch for connecting a pressure gauge 14.
- the pressure line 13 is attached to the bearing flange 30 below the drive motor in such a way that the pressure switch 6 can also be mounted under the drive motor 2 in a protected position and is not damaged even in the rough operating conditions of the pump device 1.
- a plurality of fluid channels 45 are provided in the pump housing 42, which are coordinated with one another in such a way that a fluid flow according to the Venturi principle can be generated when the pump wheel 36 is in operation, so that with the only single-stage fluid pump, a fluid pump that is sufficient for most applications of the pump device 1 Pressure level is achievable.
- the inlet channel 5 is provided, which is equipped in the form of a subassembly with a filter device 17 and with a check valve 15.
- the filter device 17 has a filter network 47 which is supported by a support structure 46 and through which flow can flow in the radial direction from the outside inward to a central longitudinal axis of the filter device 17. Dirt particles in the fluid which are retained on the filter net 47 can sink down into the collecting container and are thus removed from the flow path of the fluid. The fluid freed from dirt particles can then flow off at a front lower end of the support structure 46 through a bore in the direction of the check valve 15.
- the check valve 15 is assigned an actuating device 16 which is arranged to be pivotable orthogonally to the central longitudinal axis of the filter device 17 and which has a switching cam 48 which, in a rest position, as in FIG Fig. 2 is shown, has no mechanical contact with the check valve 15.
- the switching cam 48 acts on an end region of the check valve 15 in such a way that the check valve 15 is removed from the position shown in FIG Fig. 2 shown rest position is brought into an open position. In this way, when the pumping device 1 is reinstalled, the suction of fluid through the inlet channel 5 can be facilitated, since the closing force of the check valve 15 does not have to be overcome.
- a filter cover 19 and a valve cover 20 are provided at each end of the inlet channel 5, each of which closes the inlet channel 5 and can be removed without tools to allow a user access to the filter device 17 or to the check valve 15, for example for maintenance or cleaning purposes.
- a screwable vent valve 25 is attached to the drainage channel 4, which makes it easier to fill the pump device 1 already connected to a water supply network, since the air displaced by the fluid from the pump chamber 43 can escape and the pump chamber 43 is thus filled with fluid when the fluid pump 3 is started and can provide an advantageous pump performance.
- the pressure vessel 7 is essentially designed as a cylindrical pressure vessel and has a circular opening at the end through which a membrane 22 made of elastic material can be introduced into the volume section around which the pressure vessel flows.
- the membrane 22 is in the Fig. 3 and 7th
- the flange section 23 shown in more detail is fixed on the outside of the pressure vessel 7, the flange section 23 being provided with a fluid channel 49 which is provided for a communicating connection with a drain channel 4 attached to the pump chamber 43.
- the flange section 23 is closed with a drain plug 50, which allows the pump chamber 43 to be emptied in order to carry out maintenance and repair work.
- the membrane 22 fixed by the flange section 23 encloses a compensation space 24 which serves as a reservoir for pressurized fluid during the operation of the pumping device 1.
- the pressure vessel 7 is, as in Fig. 1 and 3 Shown in more detail, positively surrounded by a frame consisting of an upper frame part 26 and a lower frame part 27, each of which is attached to screw connector 51, as shown in FIG Fig. 2 are shown, is screwed.
- Stand feet 28 are formed in one piece on the lower frame part 27, which feet 28 enable the pump device 1 to stand securely on an at least substantially flat surface and which are provided with screw holes for stationary attachment of the pump device 1.
- damping elements 52 are attached, which can be made of an elastic material such as rubber or rubber and are provided for a vibration decoupling of the pump device 1 from the ground.
- a mounting surface 29 designed as an interface for the bearing plate 30 is provided on the upper frame part 26, which enables a reproducible positioning of the bearing plate 30 by providing positively acting positioning geometries, such as guide sleeves 53.
- the upper frame part also has a handle 72 for easy transport of the pump device 1.
- the exact positioning of the end shield 30 relative to the pressure vessel 7 enables the use of plug-in connections with rigid pipe sections 9 and rigid plug-in receptacles 8 and of rigid pipes such as the rigid pressure pipe 13 or the rigid corner pipe 61 between the functional assemblies.
- the exact production of the functional assemblies in particular using the plastic injection molding process and the positioning means described above, ensure that the plug-in receptacles 8 and the pipe sections 9 come to rest on the respective functional assemblies in such a way that plug-in connections despite the essentially rigid design and the resulting static over-determination are pluggable.
- the positional tolerances that occur can usually be compensated for by the O-ring 38 provided between the plug-in receptacle 8 and the pipe section 9.
- the air guide housing 32 is made up of several components that are connected to one another via snap-in connections.
- the drive motor 2 is essentially enclosed by a sleeve-shaped motor cover 64 which is provided on the front side with a ventilation grille 65 and which is shown in FIG Fig. 5 is shown in more detail.
- the motor cover 64 is provided with latching hooks 66 for engaging in housing shells 67, 68 according to FIG Fig. 4 are provided to ensure a positive connection.
- the task of the fan wheel 35 is to move air over the surface of the in Fig. 5 to move the motor housing 71 shown in more detail and enclosed by the motor cover 64 and thus to effect heat dissipation from the motor housing 71 of the drive motor 2.
- housing shells 67, 68, shown in more detail, of air guiding housing 32 are essentially mirror-inverted and have ventilation slots 69 for the exit of cooling air from drive motor 2 and mounting webs 70 for a positive fit on pump housing 42.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Pumpeinrichtung mit einem Antriebsmotor und einer damit gekoppelten Fluidpumpe, die ein Pumpengehäuse mit zumindest jeweils einem saugseitigen Zulaufkanal und einem druckseitigen Ablaufkanal aufweist, und mit einem Druckbehälter, der kommunizierend mit dem Ablaufkanal der Fluidpumpe verbunden ist.
- Aus dem Stand der Technik sind derartige Pumpeinrichtungen, die auch als Hauswasserautomaten bezeichnet werden, bekannt. Sie dienen zur Förderung eines Fluids, insbesondere von Trink- oder Brauchwasser von einer Quelle oder aus einem Vorratsgefäß in ein Wasserleitungsnetz, das beispielsweise zur Versorgung eines Gebäudes und/oder eines Gartens vorgesehen sein kann. Eine solche Pumpeinrichtung ist z.B. aus der
DE-29909020-U1 bekannt. Die Gegenstand des Anspruchs 1 ist in zweiteilige-Form gegenüber dieser Druckschrift abgegrenzt. Die Pumpeinrichtung weist einen Antriebsmotor, der insbesondere als netzbetriebener Elektromotor ausgeführt sein kann und eine daran angekoppelte Fluidpumpe auf. Die Fluidpumpe ist typischerweise als ein- oder mehrstufige selbstansaugende Kreiselpumpe ausgeführt und umfasst ein in einem Pumpengehäuse aufgenommenes Pumpenrad, das von dem Antriebsmotor angetrieben werden kann. An dem Pumpengehäuse sind ein saugseitiger Zulaufkanal und ein druckseitiger Ablaufkanal angebracht, die einen Zustrom von Fluid zum Pumpenrad sowie ein Abströmen des von dem Pumpenrad unter Druck gesetzten Fluids beispielsweise in das Wasserleitungsnetz ermöglichen. Mit dem Ablaufkanal ist ein Druckbehälter verbunden, der kommunizierend mit dem unter Druck gesetzten Fluid in Verbindung steht. Der Druckbehälter ist vorgesehen, um bei eventuell vorhandenen Leckagen im Wasserleitungsnetz ein häufig wiederkehrendes Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors aufgrund des auftretenden Druckverlustes zu vermeiden. Der Druckbehälter, der als Druckspeicher ausgelegt ist, stellt ein begrenztes, mittels der Fluidpumpe unter Druck gesetztes Fluidvolumen zur Verfügung, das zumindest beim Abströmen geringer Fluidmengen in das Wasserleitungsnetz einen im wesentlichen konstanten Wasserdruck gewährleistet. Bei bekannten Pumpeinrichtungen sind zwischen der Fluidpumpe und dem Drucktank flexible Leitungen zur hydraulischen oder elektrischen Kopplung und zum Ausgleich mechanischer Lagetoleranzen vorgesehen. - Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Pumpeinrichtung zuschaffen, die eine vereinfachte Herstellung sowie eine zuverlässigere Funktion gewährleistet.
- Diese Aufgabe wird durch eine Pumpeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst, bei der wenigstens zwei Funktionsbaugruppen vorgesehen sind, in denen der Antriebsmotor mit der Fluidpumpe einerseits und der Druckbehälter andererseits integriert sind, wobei die Funktionsbaugruppen räumlich kompakt zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Zwischen dem Antriebsmotor mit der Fluidpumpe und dem Druckbehälter sind jeweils definierte Schnittstellen für eine fluidführende Verbindung vorgesehen, die ohne zusätzliche, insbesondere flexible Adapterteile, wie sie bei bekannten Pumpeinrichtungen zum Ausgleich von Toleranzen eingesetzt werden, hergestellt werden können und damit die gewünschte räumlich kompakte Anordnung der Funktionsbaugruppen zueinander sicherstellen.
- In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Fluidleitungsabschnitte einer zwischen den wenigstens zwei Funktionsbaugruppen verlaufenden Fluidleitung durch wenigstens eine fluiddichte Steckverbindung aneinander angeschlossen sind. Durch Steckverbindungen, die bereits mit Abschluss des Steckvorgangs eine fluiddichte Verbindung zwischen einer Steckaufnahme und einem zum Einstecken in die Steckaufnahme ausgebildeten Rohrleitungsabschnitt gewährleisten, kann eine vorteilhafte Montage der Funktionsbaugruppen erreicht werden. Die Steckaufnahme und der korrespondierend ausgeführte Rohrleitungsabschnitt der zu verbindenden Funktionsbaugruppen, die insbesondere jeweils einstückig an den Funktionsbaugruppen angeformt sein können, werden bei der Endmontage der Pumpeinrichtung zusammengesteckt und bilden beim Steckvorgang unmittelbar die fluiddichte Verbindung aus. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass an der Steckaufnahme und dem Rohrleitungsabschnitt korrespondierende Dichtflächen und Dichtmittel wie beispielsweise Dichtringe vorgesehen sind, die beim Steckvorgang in Wirkverbindung treten.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind den Funktionsbaugruppen eine Steckaufnahme und/oder ein Rohrleitungsabschnitt für eine koaxiale, insbesondere lösbare Steckverbindung in Richtung einer Mittellängsachse eines von der Steckaufnahme und dem Rohrleitungsabschnitt begrenzten Volumenabschnitts zugeordnet. Damit kann eine raumökonomische und zuverlässig dichtende Anordnung der Dichtmittel, insbesondere zirkular umlaufend um den von der Steckaufnahme und dem Rohrleitungsabschnitt begrenzten Volumenabschnitt, verwirklicht werden. Der Rohrleitungsabschnitt und die Steckaufnahme können in einer orthogonal zur Mittellängsachse des Volumenabschnitts angeordneten Querschnittsebene einen kreisrunden, unrunden oder polygonen Querschnitt aufweisen. Der Steckvorgang zwischen Steckbereichen des Rohrleitungsabschnitts und der Steckaufnahme erfolgt zumindest im wesentlichen in derjenigen Richtung, in der das Fluid durch den Steckbereich strömen kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Steckaufnahme und der Steckbereich des Rohrleitungsabschnittes für eine lösbare Steckverbindung vorgesehen. Dies erleichtert beispielsweise im Reparaturfall den Austausch einzelner Funktionsbaugruppen, so dass die Pumpeinrichtung im Schadensfall kostengünstig repariert werden kann.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Steckverbindung zumindest eine Sicherungseinrichtung für eine mechanische Verriegelung zugeordnet. Durch die Sicherungseinrichtung werden der Rohrleitungsabschnitt und die Steckaufnahme mechanisch miteinander gekoppelt, um eine unerwünschte Trennung der Steckverbindung beispielsweise durch Druckbelastungen, Schwingungen oder andere äußere Einflüsse zu vermeiden. Die mechanische Kopplung der Steckaufnahme mit dem Rohrleitungsabschnitt kann insbesondere durch eine U-förmige Sicherungsklammer bewirkt werden, die orthogonal zur Mittellängsachse des von der Steckaufnahme und dem Rohrleitungsabschnitt begrenzten Volumenabschnitts im Steckbereich aufgeschoben wird und einen Formschluss bewirkt. Durch eine auf den Rohrleitungsabschnitt und/oder die Steckaufnahme angepasste Kontur der Sicherungsklammer kann eine zuverlässige mechanische Kopplung gewährleistet werden, die bevorzugt werkzeuglos herstellbar und/oder lösbar ist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Fluidleitung als Fluidleitungsabschnitt zumindest eine formstabile Rohrleitung. Durch die Verwendung von formstabilen Rohleitungen kann eine kompakte Gestaltung der Pumpeinrichtung erreicht werden, da formstabile, vorgeformte Rohrleitungen im Vergleich zu flexiblen Schläuchen, die einen Mindestkrümmungsradius nicht unterschreiten dürfen, eine stärkere Umlenkung von Fluidströmen auf kleinerem Raum ermöglichen. Eine Montage der Rohrleitungen wird vereinfacht, da formstabile Rohrleitungen günstiger in der Handhabung sind als die aus dem Stand der Technik bekannten biegeschlaffen Schlauchabschnitte, insbesondere im Hinblick auf die Ausübung von Montagekräften auf den oder die Steckbereiche. Durch die Verwendung von formstabilen Rohrleitungen kann auch eine Automatisierung der Endmontage der Pumpeinrichtung vorgenommen werden, da die Rohrleitung oder die mit der Rohleitung versehene Funktionsbaugruppe beispielsweise durch einen Industrieroboter gegriffen werden kann und die Lage des oder der Steckbereiche durch die formstabile Gestaltung festliegt, so dass ein automatisierter Steckvorgang stattfinden kann. Bei formstabilen Rohrleitungen kann der Rohrleitungsabschnitt und/oder die Steckaufnahme, die für eine einfach zu bewirkende, dichte und ggf. lösbare Steckverbindung notwendig sind, direkt, insbesondere einstückig angeformt werden. Ein Aufpressen von Schlauchmuffen oder eine anders geartete Schaffung eines Steckbereichs ist nicht notwendig. Damit wird eine höhere Zuverlässigkeit der Verbindungen zwischen Rohrleitung, Rohrleitungsabschnitt und Steckaufnahme gewährleistet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zumindest im wesentlichen alle Funktionsbaugruppen untereinander mit formstabilen Rohrleitungen, die insbesondere als Kunststoffteile ausgeführt sein können, hydraulisch kommunizierend miteinander verbunden.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine weitere Funktionsbaugruppe einen Druckschalter, der dem druckseitigen Ablaufkanal zugeordnet ist. Der Druckschalter ist für ein druckabhängiges Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors vorgesehen und ermöglicht bei einem Druckverlust im Wasserleitungsnetz die Aktivierung des Antriebsmotors, um Fluid in das Wasserleitungsnetz zu fördern und damit einen im wesentlichen konstanten Fluiddruck im Wasserleitungsnetz sicherzustellen. Ein Druckverlust im Wasserleitungsnetz kann beispielsweise durch Entnahme von Wasser an einer Abzapfstelle wie einem Wasserhahn hervorgerufen werden. Wenn das im Druckspeicher aufgenommene Fluid bedingt durch Leckagen im Wasserleitungsnetz oder durch Entnahme von Wasser an einer Abzapfstelle abgeflossen ist und dadurch der Druck im Wasserleitungsnetz sinkt, wird der Antriebsmotor vom Druckschalter aktiviert und die Fluidpumpe fördert erneut Fluid in das Wasserleitungsnetz und den Druckspeicher.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Ablaufkanal eine starre Druckleitung vorgesehen, die für eine kommunizierende Verbindung des Ablaufkanals mit dem Druckschalter und/oder einem Manometer gestaltet ist. Eine separate, als starre Druckleitung ausgeführte Rohrleitung ermöglicht eine individuelle Anpassung unterschiedlicher Druckschalter und/oder Manometer an die Pumpeinrichtung. Damit kann die Pumpeinrichtung in einfacher Weise an unterschiedliche Einsatzbereiche angepasst werden. An der Druckleitung, am Ablaufkanal und am Druckschalter sind korrespondierende Steckaufnahmen und/oder Rohrleitungsabschnitte vorgesehen, so dass auch eine automatisierte Montage vorgesehen werden kann.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Zulaufkanal zumindest ein Rückschlagventil angeordnet, das für eine Sperrung eines von der Fluidpumpe aufbringbaren Fluiddrucks gestaltet ist. Das Rückschlagventil verhindert, dass der von der Fluidpumpe aufgebaute Fluiddruck durch ein Abströmen von Fluid in den Zulaufkanal absinkt. Das Rückschlagventil ist insbesondere mit einer vorgespannten Rückstellfeder versehen und derart ausgelegt, dass es bei Anlaufen der Fluidpumpe den Zulaufkanal durch den im Pumpengehäuse entstehenden Unterdruck öffnet und ein Nachströmen von Fluid aus der Quelle oder dem Vorratsgefäß ermöglicht. Durch die Integration des Rückschlagventils in den Zulaufkanal kann verglichen mit extern anzubringenden Rückschlagventilen eine kompakte, zuverlässig fluiddichte und strömungsgünstige Anordnung des Rückschlagventils gewährleistet werden.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Rückschlagventil eine Betätigungsvorrichtung zugeordnet, die für eine druckunabhängige Ansteuerung des Rückschlagventils vorgesehen ist. Die Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, um bei einer Neuinstallation der Pumpeinrichtung, insbesondere bei unbefüllter Fluidpumpe, den Ansaugvorgang der Fluidpumpe zu erleichtern, der ansonsten durch das typischerweise geschlossene Rückschlagventil behindert würde. Die Betätigungsvorrichtung ermöglicht eine manuelle oder automatische Öffnung des Rückschlagventils durch einen zugeordneten Bedienhebel oder eine automatische Stelleinrichtung. Mit der druckunabhängigen Ansteuerung des Rückschlagventils wird der Strömungswiderstand für das Fluid reduziert, so dass ein Selbstansaugvorgang der Fluidpumpe erfolgen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung um eine orthogonal zur Mittellängsachse des Zulaufkanals angeordnete Schwenkachse drehbar in dem Zulaufkanal angeordnet. Damit kann mittels einer Schwenkbewegung der Betätigungsvorrichtung eine vorteilhafte Ansteuerung des Rückschlagventils in Richtung der Mittellängsachse des Zulaufkanals erreicht werden. Zudem wird bei einer derartigen Anordnung der Betätigungsvorrichtung nur ein geringer Einfluss auf den Strömungswiderstand für das Fluid im Bereich des Rückschlagventils genommen.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als weitere Funktionsbaugruppe eine Filterbaugruppe vorgesehen, die eine insbesondere hülsenförmige Filtereinrichtung in dem Zulaufkanal aufweist. Die Filtereinrichtung verhindert eine Beschädigung der Fluidpumpe durch im Fluid enthaltene Partikel wie beispielsweise Sandkörner. Die Integration der Filtereinrichtung in den Zulaufkanal ermöglicht eine besonders kompakte Gestaltung und gewährleistet eine besonders günstige und verlustarme Durchströmung der Filtereinrichtung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung für einen radial nach innen strömenden Fluidstrom ausgebildet ist und dass einem Endbereich der Filtereinrichtung ein becherförmiger Auffangbehälter zugeordnet ist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Zulaufkanal zumindest ein Endstopfen zugeordnet, der für einen Verschluss eines Zugangs zu dem Rückschlagventil und/oder der Filtereinrichtung vorgesehen ist. Damit wird eine Wartung der Filtereinrichtung und/oder des Rückschlagventils erleichtert, da lediglich der Endstopfen aus dem Zulaufkanal entfernt werden muss, was insbesondere werkzeuglos erfolgen kann. Anschließend sind die Filtereinrichtung und/oder das Rückschlagventil für Wartungsarbeiten zugänglich oder können aus dem Zulaufkanal entfernt werden, um Wartungsarbeiten vornehmen zu können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Rückschlagventil und der Filtereinrichtung jeweils ein Endstopfen zugeordnet, so dass beispielsweise das Rückschlagventil in vertikaler Richtung nach unten aus dem Zulaufkanal entnommen werden kann, während die Filtereinrichtung in vertikaler Richtung nach oben entnommen werden kann.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind dem Antriebsmotor und dem Druckschalter jeweils korrespondierend ausgeführte Mehrfachsteckeinrichtungen für eine lösbare elektrische Verbindung zugeordnet. Die Mehrfachsteckeinrichtungen ermöglichen eine Schaffung sämtlicher elektrischer Verbindungen zwischen dem Antriebsmotor und dem Druckschalter mit einem Steckvorgang, so dass eine An- oder Abkopplung des Druckschalters vom Antriebsmotor ohne aufwendige Verkabelungsarbeiten durchgeführt werden kann. Damit wird neben der Montage bzw. Demontage des Druckschalters an den Antriebsmotor auch die Testmöglichkeit für diese beiden Funktionsbaugruppen während des Herstellungsprozesses verbessert, da auch für Testvorgänge lediglich die Steckverbindung zwischen dem Antriebsmotor oder dem Druckschalter und einer geeigneten Testvorrichtung hergestellt werden muss.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Druckbehälter eine flexible Membran mittels eines Flanschabschnitts festgelegt, der eine Steckeinrichtung mit einem Fluidkanal für eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Ablaufkanal und einem von der Membran umschlossenen Ausgleichsraum aufweist. Der Flanschabschnitt stellt somit die Befestigung der Membran an dem Druckbehälter wie auch die kommunizierende Verbindung mit dem Ablaufkanal der Fluidpumpe sicher. Zu diesem Zweck ist in dem Flanschabschnitt ausgehend von der Steckeinrichtung ein Fluidkanal vorgesehen, der in den von der Membran eingeschlossenen Ausgleichsraum mündet. Die Steckeinrichtung ermöglicht eine montagefreundliche Steckverbindung des Flanschabschnitts mit dem korrespondierend ausgeführten Ablaufkanal. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Flanschabschnitt einstückig an dem Ablaufkanal angeformt und insbesondere als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt. - In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Pumpengehäuse zumindest zwei Ablaufkanäle vorgesehen, von denen zumindest einer in der Art eines Siphons ausgeführt ist und/oder ein oberhalb der Fluidpumpe angeordnetes Entlüftungsventil aufweist. Das Entlüftungsventil ermöglicht bei Inbetriebnahme der Fluidpumpe eine vereinfachte Erstbefüllung, bei der die in der Fluidpumpe eingeschlossene Luft durch das Fluid verdrängt werden muss, um eine ausreichende Pumpwirkung zu erzielen. Typischerweise ist die Pumpeinrichtung bei der Inbetriebnahme bereits an das Wasserleitungsnetz angeschlossen, so dass die in der Fluidpumpe enthaltene Luft nicht einfach in die Umgebung abströmen kann. Das oberhalb der Fluidpumpe angeordnete und geöffnete Entlüftungsventil ermöglicht ein Entweichen der eingeschlossenen Luft bei Befüllung mit dem Fluid.
- Gemäß der Erfindung weist die den Druckbehälter umfassende Funktionsbaugruppe einen Rahmen auf, der den Druckbehälter umgibt, der zumindest eine Standfläche aufweist und der mit wenigstens einer Montagefläche zur Verbindung mit der die Fluidpumpe umfassenden Funktionsbaugruppe versehen ist. Mit dem Rahmen kann der typischerweise als im wesentlichen zylindrischer Hohlkörper ausgebildete Druckbehälter in einfacher Weise mit der für einen sicheren Stand der Pumpeinrichtung notwendigen Standfläche und mit der Montagefläche zur sicheren und reproduzierbaren Anbringung der Fluidpumpe versehen werden. Der Rahmen umgreift den Druckbehälter formschlüssig und kann an Schraubstutzen des Druckbehälters verschraubt werden. Durch die Standfläche oder mehrere Standfüße ist ein sicherer Stand des Druckbehälters auf dem Untergrund gewährleistet. Die Montagefläche ermöglicht eine einfache und positionsgenaue Montage der Fluidpumpe an dem Druckbehälter, wodurch auch sichergestellt werden kann, dass die Steckaufnahmen und die zugeordneten Rohrleitungsabschnitte der Funktionsbaugruppen, insbesondere des Ablaufkanals und des Flanschabschnitts miteinander fluchten und ohne weiteres zu dichtenden Steckverbindungen verbunden werden können.
- Die Montagefläche ist an einem Rahmenoberteil als Schnittstelle für einen Lagerschild vorgesehen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsmotor an dem Lagerschild angebracht, das zumindest abschnittsweise als Pumpengehäuse gestaltet ist. Dadurch wird erreicht, dass eine exakte Positionierung des Antriebsmotors und eines auf der Welle des Antriebsmotors angebrachten Pumpenrades gegenüber dem Pumpengehäuse gewährleistet werden kann. Die Fluidpumpe kann daher mit geringen Lagetoleranzen verwirklicht werden, so dass ein besonders vorteilhafter Wirkungsgrad der Fluidpumpe erzielt werden kann. Das Lagerschild ist mit einer Aufnahme für den Antriebsmotor versehen, die insbesondere eine formschlüssige Verbindung zwischen einer Referenzgeometrie des Antriebsmotors, beispielsweise einem zylindrischen Flansch, und dem Lagerschild ermöglicht. Damit kann eine präzise konzentrische Anordnung des Antriebsmotors zu einer Mittellängsachse der Fluidpumpe sichergestellt werden. Das auf der Welle des Antriebsmotors angebrachte Pumpenrad ist somit ebenfalls konzentrisch zu dem im Lagerschild verwirklichten Teil des Pumpengehäuses ausgerichtet. Weitere Gehäuseteile können ebenfalls mit Referenzgeometrien versehen sein, die in korrespondierende Referenzgeometrien des Lagerschilds und/oder des Pumpengehäuses eingreifen können und somit ebenfalls mit geringen Lagetoleranzen angeordnet werden können.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Lagerschild eine Montagefläche für eine Befestigung an dem Rahmen des Druckbehälters vorgesehen, die insbesondere für eine reproduzierbare Ausrichtung des Lagerschilds gegenüber dem Druckbehälter, vorzugsweise mit zumindest einem Positionierzapfen, gestaltet ist. Damit ist auch seitens des Lagerschilds eine präzise Positionierung gegenüber dem Rahmen des Druckbehälters sichergestellt. Durch eine geringe Anzahl und eine präzise Ausführung der Schnittstellen zwischen den Funktionsbaugruppen kann eine exakte Ausrichtung der Funktionsbaugruppen zueinander gewährleistet werden. Dies ermöglicht den Einsatz von starren Rohrleitungen, obwohl zwischen den Funktionsbaugruppen eine statische Überbestimmung durch die Kopplung der Funktionsbaugruppen vorliegen kann. In Anbetracht der geringen Lagetoleranzen zwischen den Funktionsbaugruppen kann ein Toleranzausgleich, der beim Stand der Technik durch flexible Rohrleitungen gewährleistet wird, allein durch die beispielsweise als O-Ringe ausgeführten Dichtmittel verwirklicht werden.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Antriebsmotor und/oder die Fluidpumpe zumindest im wesentlichen von einem Luftführungsgehäuse umgeben, das derart ausgebildet ist, dass eine Berührung bewegter oder heißer Bauteile des Antriebsmotors ausgeschlossen ist. Das Luftführungsgehäuse ermöglicht in Zusammenwirkung mit einem am Antriebsmotor vorgesehenen Radiallüfter die Erzeugung eines definierten Kühlluftstroms zumindest an der Außenfläche des Antriebsmotors. Damit ist eine vorteilhafte Kühlungswirkung sichergestellt, die sich positiv auf eine Lebensdauer des Antriebsmotors auswirkt. Durch die Gestaltung des Luftführungsgehäuses ist sichergestellt, dass eine Berührung heißer, bewegter oder ggf. spannungsführender Bauteile ausgeschlossen werden kann, so dass die gesamte Pumpeinrichtung sicher betrieben werden kann. Die für die Luftführung notwendigen Öffnungen in dem Luftführungsgehäuse sind entweder so klein ausgeführt, dass ein nach den Prüfvorschriften für eine Geräteprüfung verwendeter Prüffinger nicht eindringen kann und/oder sind mit einem labyrinthartigen Verlauf versehen, dass ein tieferes Vordringen des Prüffingers oder anderer Gegenstände zu heißen, bewegten oder spannungsführenden Bauteilen ausgeschlossen werden kann.
- Der Rahmen ist als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auch das Pumpengehäuse und/oder das Lagerschild und/oder das Luftführungsgehäuse und/ oder der Flanschabschnitt und/oder die Druckleitung und/oder die Rohrleitungen als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt. Durch eine Ausführung als Kunststoffspritzgussteile lassen sich die Funktionsbaugruppen der Pumpeinrichtung in vorteilhafter Weise präzise zu geringen Kosten in Serie fertigen. Die Verwendung von Kunststoffspritzgussteilen bringt zudem Vorteile beim Gewicht der Pumpeinrichtung und bei der Korrosionsbeständigkeit. Weiterhin kann eine vorteilhafte thermische und elektrische Abschirmung der Funktionsbaugruppen der Pumpenrichtung erzielt werden, so dass auf zusätzliche Isolier- bzw. Isolationsmaßnahmen verzichtet werden kann.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den AnsprĂĽchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten AusfĂĽhrungsbeispiels, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- in perspektivischer Darstellung eine aus mehreren Funktions- baugruppen aufgebaute Pumpeinrichtung,
- Fig. 2
- in ebener Darstellung eine Schnittansicht der Pumpeinrichtung gemäß
Fig. 1 , - Fig. 3
- in perspektivischer Darstellung die Funktionsbaugruppe Druck- tank,
- Fig. 4
- in perspektivischer Darstellung das Lagerschild und das Pum- pengehäuse der Fluidpumpe sowie Gehäuseschalen,
- Fig. 5
- in perspektivischer Darstellung den Druckschalter, das Motor- gehäuse und die Motorabdeckung,
- Fig. 6
- in perspektivischer Explosionsdarstellung das Pumpengehäuse mit Filtereinrichtung und Rückschlagventil,
- Fig. 7
- in perspektivischer Darstellung den Flanschabschnitt und
- Fig. 8
- in perspektivischer Darstellung den Lagerschild mit Drucklei- tung.
- Die in den
Fig. 1 und2 dargestellte Pumpeinrichtung 1 ist aus mehreren Funktionsbaugruppen aufgebaut, die derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine räumlich kompakte, montage- und funktionsgerechte Anordnung erzielt werden kann und gegebenenfalls eine zumindest teilweise automatisierte Endmontage der Funktionsbaugruppen erfolgen kann. Die Pumpeinrichtung 1 weist als Funktionsbaugruppen eine einen Antriebsmotor 2 mit Fluidpumpe 3 umfassende Baugruppe, eine einen Druckschalter 6 umfassende Baugruppe und eine einen Druckbehälter 7 einschließende Baugruppe auf. Die Funktionsbaugruppen können durch geeignete Steckverbindungen mechanisch und zusätzlich auch hydraulisch und/oder elektrisch miteinander gekoppelt werden, wobei die Steckverbindungen zwischen den Funktionsbaugruppen für eine einfache Endmontage und eine zuverlässige Verbindung der Funktionsbaugruppen gestaltet sind. Auf weitere Funktionsbaugruppen, die Unterbaugruppen sind, wird nachfolgend näher eingegangen. - In der
Fig. 2 sind fluiddichte Steckverbindungen 8, 9 für eine als Fluidleitung verwirklichte hydraulische Kopplung zwischen einem Pumpengehäuse 42 und einer Druckleitung 13, zwischen der Druckleitung 13 und dem Druckschalter 6, zwischen dem Pumpengehäuse 42 und einem Eckrohr 61 und zwischen dem Eckrohr 61 und einem Flanschabschnitt 23 dargestellt. Aus derFig. 2 und derFig. 5 kann die Gestaltung der elektrischen Mehrfachsteckverbindung 21, 60 entnommen werden. Aus denFig. 2 ,3 und8 geht die Gestaltung der mechanischen Steckverbindung zwischen den Montageflächen 29 des Rahmenoberteils 26 und dem Lagerschild 30 hervor. - Wie insbesondere in der
Fig. 7 exemplarisch für die Steckverbindung zwischen dem Eckrohr 61 und dem Flanschabschnitt 23 näher dargestellt, ist für eine fluiddichte Steckverbindung zwischen miteinander zu verbindenden Funktionsbaugruppen jeweils eine Steckaufnahme 8 und ein korrespondierend ausgeführter Rohrleitungsabschnitt 9 vorgesehen. Der Rohrleitungsabschnitt 9 wird im gesteckten Zustand, wie in derFig. 2 dargestellt, von der Steckaufnahme 8 umgriffen und weist an einem Außenumfang eine zirkular umlaufende Dichtungsnut 56 auf, in die ein O-Ring 38 eingelegt werden kann. Dadurch wird eine Dichtwirkung zwischen dem Rohrleitungsabschnitt 9, dem O-Ring 38 und einer Innenfläche der Steckaufnahme 8 gewährleistet. Die Herstellung der Steckverbindung erfolgt in Richtung der Mittellängsachse 10 des jeweiligen von dem Rohrleitungsabschnitt 9 und der Steckaufnahme 8 begrenzten Volumenabschnitts. Für das Eckrohr 61 sind in derFig. 7 exemplarisch Steckrichtungen mit Pfeilen angedeutet. Um eine drucksichere Steckverbindung zwischen der Steckaufnahme 8 und dem Rohrleitungsabschnitt 9 sicherzustellen, ist an dem Rohrleitungsabschnitt unmittelbar hinter der umlaufenden Dichtungsnut 56 eine ebenfalls umlaufende Sicherungsnut 55 vorgesehen, in die eine U-förmige Sicherungsklammer 57 eingeschoben werden kann. Die Sicherungsklammer 57 kann orthogonal zur Steckrichtung in einen Schlitz 58 der Steckaufnahme 8 eingeschoben werden und bewirkt einen Formschluss zwischen der Steckaufnahme 8 und dem Rohrleitungsabschnitt 9. Damit ist eine werkzeuglos herstellbare und lösbare Verbindung zwischen der Steckaufnahme 8 und dem Rohrleitungsabschnitt 9 verwirklicht. Durch die an den Funktionsbaugruppen angeformten Steckaufnahmen 8 und Rohrleitungsabschnitte 9 entfallen Zusatzarbeiten wie beispielsweise das Verpressen von Schlauchmuffen auf Hochdruckschläuche, so dass die Steckverbindung im Hinblick auf eine Betriebssicherheit, insbesondere bezüglich Undichtigkeiten deutlich günstiger zu bewerten ist als andere Verbindungsarten zwischen den Funktionsbaugruppen. - Die zwischen dem Antriebsmotor 2 und dem Druckschalter 6 vorgesehene elektrische Mehrfachsteckverbindung ist in den in den
Fig. 2 und5 näher dargestellt. Die Mehrfachsteckeinrichtung ist als vierpolige elektrische Verbindung zwischen einer Mehrfachsteckbuchse 21 des Druckschalters 6 und einem Mehrfachstecker 60 des Antriebsmotors 2 gestaltet und ermöglicht die Übertragung elektrischer Ströme und Spannungen vom Druckschalter 6 auf den Antriebsmotor 2. - Der in der
Fig. 2 näher dargestellte Antriebsmotor 2 ist ein Elektromotor bekannter Bauart mit einer Motorwelle 33, die mit Kugellagern 39 gelagert ist und an der jeweils endseitig ein Lüfterrad 35 sowie ein Pumpenrad 36 angebracht sind. Das Pumpenrad 36 weist eine im Wesentlichen scheibenförmige Außenkontur auf und ist mit Leitschaufeln 41 versehen, die für eine radial nach außen gerichtete Förderung des Fluids bei einer Rotationsbewegung des Pumpenrads 36 vorgesehen sind. Das Pumpenrad 36 ist in einem von einem Lagerschild 30 und einem Pumpengehäuse 42 gebildeten Pumpraum 43 aufgenommen und ermöglicht somit die Förderung eines Fluids von einem Zulaufkanal 5 zu einem Ablaufkanal 4. - Der in den
Fig. 4 und8 näher dargestellte Lagerschild 30 ist neben seiner Funktion als Begrenzung des Pumpraums 43 auch als Aufnahme für einen Montageflansch 44 des Antriebsmotors 2 vorgesehen und weist zu diesem Zweck eine im Wesentlichen zylindrisch ausgeführte Vertiefung 63 auf, in die der Montageflansch 44 des Antriebsmotors 2 konzentrisch eingesteckt werden kann. Damit kann eine vorteilhafte Ausrichtung des Antriebsmotors 2 und des daran angebrachten Pumpenrades 36 gegenüber dem zumindest teilweise vom Lagerflansch 30 begrenzten Pumpraum 43 erzielt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass das Pumpenrad 36 nur geringe Lagetoleranzen hinsichtlich des Pumpraums 43 aufweist, wodurch sich eine vorteilhafte, eng tolerierte Auslegung der Fluidpumpe 3 erzielen lässt. Das Pumpengehäuse 42 weist stirnseitig einen Montagebund auf, der auf einen am Lagerschild 30 vorgesehenen, umlaufenden Montageflansch 62 angepasst ist und somit eine exakte Positionierung des Pumpengehäuses 42 gegenüber dem Pumpenrad 36 ermöglicht. An einer Unterseite des Lagerschilds 30 ist eine Montagefläche vorgesehen, die korrespondierend zu einer am Rahmenoberteil 26 vorgesehenen Montagefläche 29 ausgeführt ist und Positionierzapfen 31 aufweist, die eine reproduzierbare Montage auf Führungshülsen 53 des Rahmenoberteils 26 ausgebildet sind. Eine Verriegelung des Lagerflansches 30 auf der Montagefläche 29 erfolgt vorzugsweise durch nicht dargestellte Schraubverbindungen. An dem Lagerflansch 30 ist ein Durchbruch für die Durchführung der Druckleitung 13 vorgesehen, die den Ablaufkanal 4 mit dem Druckschalter 6 kommunizierend hydraulisch verbindet. Die Druckleitung 13 ist jeweils endseitig mit einer Steckaufnahme 8 und einem Rohrleitungsabschnitt 9 versehen und weist zusätzlich eine Abzweigung für den Anschluss eines Manometers 14 auf. Die Druckleitung 13 ist derart unterhalb des Antriebsmotors an dem Lagerflansch 30 angebracht, dass Druckschalter 6 in einer geschützten Lage ebenfalls unter dem Antriebsmotor 2 montiert werden kann und auch im rauen Einsatzbetrieb der Pumpeinrichtung 1 nicht beschädigt wird. - In dem Pumpengehäuse 42 sind mehrere Fluidkanäle 45 vorgesehen, die derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Betrieb des Pumpenrades 36 ein Fluidstrom nach dem Venturi-Prinzip hervorgerufen werden kann, so dass mit der lediglich einstufig ausgeführten Fluidpumpe ein für die meisten Anwendungen der Pumpeinrichtung 1 ausreichendes Druckniveau erreichbar ist.
- In einem vom Antriebsmotor 2 abgewandten Endbereich des Pumpengehäuses 42 ist der Zulaufkanal 5 vorgesehen, der in Form einer Unterbaugruppe mit einer Filtereinrichtung 17 sowie mit einem Rückschlagventil 15 ausgestattet ist. Die Filtereinrichtung 17 weist ein von einer Tragstruktur 46 gestütztes Filternetz 47 auf, das in radialer Richtung von außen nach innen zu einer Mittellängsachse der Filtereinrichtung 17 durchströmt werden kann. Schmutzpartikel im Fluid, die an dem Filternetz 47 zurückgehalten werden, können nach unten in den Auffangbehälter absinken und sind somit aus dem Strömungsweg des Fluid entfernt. Das von Schmutzpartikeln befreite Fluid kann dann an einem stirnseitigen unteren Ende der Tragstruktur 46 durch eine Bohrung in Richtung des Rückschlagventils 15 abströmen.
- Um das mit einer vorgespannten Druckfeder versehene, in der
Fig. 2 in der geschlossenen Ruheposition dargestellte Rückschlagventil 17 zu öffnen und einen Fluidstrom in den Pumpraum 43 zu ermöglichen, muss eine Druckdifferenz zwischen dem im Zulaufkanal 5 befindlichen Fluid und dem Fluid im Pumpraum 43 vorliegen, die bei mit Fluid befüllter Fluidpumpe 3 ohne weiteres durch die Bewegung des Pumpenrades 36 erzeugt werden kann. Dem Rückschlagventil 15 ist eine Betätigungseinrichtung 16 zugeordnet, die orthogonal zur Mittellängsachse der Filtereinrichtung 17 schwenkbar angeordnet ist und die einen Schaltnocken 48 aufweist, der in einer Ruheposition, wie sie in derFig. 2 dargestellt ist, keinen mechanischen Kontakt zu dem Rückschlagventil 15 hat. In einer nicht dargestellten, um 90° verschwenkten Funktionsposition wirkt der Schaltnocken 48 auf einen Endbereich des Rückschlagventils 15 derart ein, dass das Rückschlagventil 15 aus der inFig. 2 dargestellten Ruheposition in eine Öffnungsposition gebracht wird. Damit kann bei einer Neuinstallation der Pumpeinrichtung 1 ein Ansaugen von Fluid durch den Zulaufkanal 5 erleichtert werden, da die Schließkraft des Rückschlagventils 15 nicht überwunden werden muss. - An dem Zulaufkanal 5 sind jeweils endseitig ein Filterdeckel 19 sowie ein Ventildeckel 20 vorgesehen, die den Zulaufkanal 5 jeweils verschließen und werkzeuglos abnehmbar sind, um einem Benutzer den Zugang, beispielsweise zu Wartungs- oder Reinigungszwecken, zur Filtereinrichtung 17 bzw. zum Rückschlagventil 15 ermöglichen. Am Ablaufkanal 4 ist ein schraubbares Entlüftungsventil 25 angebracht, das ein Befüllen der bereits an ein Wasserleitungsnetz angeschlossenen Pumpeinrichtung 1 erleichtert, da die vom Fluid aus dem Pumpraum 43 verdrängte Luft entweichen kann und der Pumpraum 43 somit beim Starten der Fluidpumpe 3 mit Fluid gefüllt ist und eine vorteilhafte Pumpleistung erbringen kann.
- Wie aus den
Fig. 1 ,2 und3 entnommen werden kann, ist der Druckbehälter 7 im Wesentlichen als zylindrisches Druckgefäß ausgeführt und weist stirnseitig eine kreisrunde Öffnung auf, durch die eine Membran 22 aus elastischem Material in den von dem Druckbehälter umflossenen Volumenabschnitt eingebracht werden kann. Die Membran 22 wird über den in denFig. 3 und7 näher dargestellten Flanschabschnitt 23 an der Außenseite des Druckbehälters 7 festgelegt, wobei der Flanschabschnitt 23 mit einem Fluidkanal 49 versehen ist, der für eine kommunizierende Verbindung mit einem an dem Pumpraum 43 angebrachten Ablaufkanal 4 vorgesehen ist. Endseitig ist der Flanschabschnitt 23 mit einem Ablassstopfen 50 verschlossen, der eine Entleerung des Pumpraums 43 zur Durchführung von Wartungs- und Reparaturarbeiten ermöglicht. Die von dem Flanschabschnitt 23 festgelegte Membran 22 umschließt einen Ausgleichsraum 24, der als Reservoir für unter Druck gesetztes Fluid während des Betriebs der Pumpeinrichtung 1 dient. - Der Druckbehälter 7 ist, wie in den
Fig. 1 und3 näher dargestellt, formschlüssig von einem Rahmen umgeben, der aus einem Rahmenoberteil 26 sowie einem Rahmenunterteil 27 besteht, die jeweils an Schraubstutzen 51, wie sie in derFig. 2 dargestellt sind, verschraubt ist. Gemäß der Darstellung derFig. 3 sind an dem Rahmenunterteil 27 Standfüße 28 einstückig angeformt, die einen sicheren Stand der Pumpeinrichtung 1 auf einem zumindest im Wesentlichen ebenen Untergrund ermöglichen und die mit Schraublöchern für eine stationäre Anbringung der Pumpeinrichtung 1 versehen sind. An den Standfüßen 28 können, wie in derFig. 1 dargestellt, Dämpfungselemente 52 angebracht werden, die aus einem elastischen Material wie Gummi oder Kautschuk, gefertigt werden können und für eine Schwingungsentkopplung der Pumpeinrichtung 1 vom Untergrund vorgesehen sind. An dem Rahmenoberteil 26 ist eine als Schnittstelle für den Lagerschild 30 ausgebildete Montagefläche 29 vorgesehen, die eine reproduzierbare Positionierung des Lagerschilds 30 durch Bereitstellung von formschlüssig wirkenden Positionierungsgeometrien, wie beispielsweise Führungshülsen 53, ermöglicht. Das Rahmenoberteil weist weiterhin einen Tragegriff 72 für einen bequemen Transport der Pumpeinrichtung 1 auf. - Durch die exakte Positionierung des Lagerschilds 30 gegenüber dem Druckbehälter 7 wird die Verwendung von Steckverbindungen mit starren Rohrleitungsabschnitten 9 und starren Steckaufnahmen 8 und von starren Rohrleitungen wie der starren Druckleitung 13 oder dem starren Eckrohr 61 zwischen den Funktionsbaugruppen ermöglicht. Durch die exakte Fertigung der Funktionsbaugruppen, insbesondere im Kunststoffspritzgussverfahren sowie durch die vorstehend beschriebenen Positionierungsmittel ist sichergestellt, dass die Steckaufnahmen 8 und die Rohrleitungsabschnitte 9 an den jeweiligen Funktionsbaugruppen derart zu liegen kommen, dass Steckverbindungen trotz der im Wesentlichen starren Ausführung und der dadurch bedingten statischen Überbestimung steckbar sind. Die auftretenden Lagetoleranzen können üblicherweise durch den zwischen Steckaufnahme 8 und Rohrleitungsabschnitt 9 vorgesehenen O-Ring 38 ausgeglichen werden.
- Das Luftführungsgehäuse 32 ist aus mehreren Bauteilen aufgebaut, die über Rastverbindungen miteinander verbunden sind. Der Antriebsmotor 2 wird im wesentlichen von einer hülsenförmig ausgeführten und stirnseitig mit einem Lüftungsgitter 65 versehenen Motorabdeckung 64 umschlossen, die in
Fig. 5 näher dargestellt ist. Die Motorabdeckung 64 ist mit Rasthaken 66 versehen, die für ein Eingreifen in Gehäuseschalen 67, 68 gemäß derFig. 4 vorgesehen sind, um eine formschlüssige Verbindung sicherzustellen. Dem Lüfterrad 35 kommt die Aufgabe zu, während des Betriebes des Antriebsmotors 2 Luft über die Oberfläche des inFig. 5 näher dargestellten und von der Motorabdeckung 64 umschlossenen Motorgehäuses 71 zu bewegen und somit eine Wärmeabfuhr vom Motorgehäuse 71 des Antriebsmotors 2 zu bewirken. - Die in der
Fig. 4 näher dargestellten Gehäuseschalen 67, 68 des Luftführungsgehäuses 32 sind im wesentlichen spiegelbildlich ausgeführt und weisen Lüftungsschlitze 69 für einen Austritt von Kühlluft des Antriebsmotors 2 und Montagestege 70 für eine formschlüssige Aufnahme an dem Pumpengehäuse 42 auf.
Claims (12)
- Pumpeinrichtung (1) mit einem Antriebsmotor (2) und einer damit gekoppelten Fluidpumpe (3), die ein Pumpengehäuse (42) mit zumindest jeweils einem saugseitigen Zulaufkanal (5) und einem druckseitigen Ablaufkanal (4) aufweist, und mit einem Druckbehälter (7), der kommunizierend mit dem Ablaufkanal (4) der Fluidpumpe (3) verbunden ist, wobei wenigstens zwei Funktionsbaugruppen vorgesehen sind, in denen der Antriebsmotor (2) mit der Fluidpumpe (3) einerseits und der Druckbehälter (7) andererseits integriert sind,
und wobei die Funktionsbaugruppen räumlich kompakt zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die den Druckbehälter (7) umfassende Funktionsbaugruppe einen Rahmen (26, 27) aufweist, der den Druckbehälter formschlüssig umgibt, wobei der Rahmen (26, 27) zumindest eine Standfläche (28) zum Stand des Druckbehälters auf dem Untergrund aufweist, sowie mit einer Montagefläche (29) zur Verbindung mit der die Fluidpumpe (3) umfassenden Funktionsbaugruppe versehen ist, dass der Rahmen (26, 27) als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist,
dass sich die Montagefläche (29) frei zugänglich an der Außenseite des Rahmens (26, 27) befindet und
dass die Montagefläche an einem Rahmenoberteil (26) als Schnittstelle für einen Lagerschild (30) vorgesehen ist, und eine reproduzierbare Positionierung des Lagerschilds (30) durch Bereitstellung von formschlüssig wirkenden Positioniergeometrien ermöglicht. - Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Standfläche (28) Standfüße einstückig angeformt sind.
- Pumpeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Standfüße mit Schraublöcher oder Dämpfungselemente (52) aus einem elastischen Material wie Gummi oder Kautschuk versehen sind.
- Pumpeinrichtung nach einem der vorhergehenden AnsprĂĽche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem Rahmenoberteil (26) und einem Rahmenunterteil (27) besteht.
- Pumpeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenoberteil (26) einen Tragegriff (72) aufweist.
- Pumpeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter mit Schraubstutzen versehen ist, an welchen der Rahmen befestigt ist.
- Funktionsbaugruppe, umfassend einen Druckbehälter, für eine Pumpeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Funktionsbaugruppe einen Rahmen (26, 27) aufweist, der den Druckbehälter formschlüssig umgibt,
wobei der Rahmen (26, 27) zumindest eine Standfläche (28) zum Stand des Druckbehälters auf dem Untergrund aufweist, sowie mit einer Montagefläche (29) zur Verbindung mit der die Fluidpumpe (3) umfassenden Funktionsbaugruppe versehen ist, dass der Rahmen (26, 27) als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist,
dass sich die Montagefläche (29) frei zugänglich an der Außenseite des Rahmens (26, 27) befindet und
dass die Montagefläche an einem Rahmenoberteil (26) als Schnittstelle für einen Lagerschild (30) vorgesehen ist, und eine reproduzierbare Positionierung des Lagerschilds (30) durch Bereitstellung von formschlüssig wirkenden Positioniergeometrien ermöglicht. - Funktionsbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die Standfläche (28) Standfüße einstückig angeformt sind.
- Funktionsbaugrüppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Standfüße mit Schraublöcher oder Dämpfungselemente (52) aus einem elastischen Material wie Gummi oder Kautschuk versehen sind.
- Funktionsbaugruppe nach einem der vorhergehenden AnsprĂĽche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem Rahmenoberteil (26) und einem Rahmenunterteil (27) besteht.
- Funktionsbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenoberteil (26) einen Tragegriff (72) aufweist.
- Funktionsbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter mit Schraubstutzen versehen ist, an welchen der Rahmen (26, 27) befestigt ist.
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PLBI | Opposition filed |
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26 | Opposition filed |
Opponent name: AL-KO KOBER AG Effective date: 20120927 |
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GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
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PLBB | Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received |
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RAP2 | Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred) |
Owner name: HUSQVARNA AB |
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