WO2015022010A1 - Flüssigkeitspumpenanordnung - Google Patents

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WO2015022010A1
WO2015022010A1 PCT/EP2013/066843 EP2013066843W WO2015022010A1 WO 2015022010 A1 WO2015022010 A1 WO 2015022010A1 EP 2013066843 W EP2013066843 W EP 2013066843W WO 2015022010 A1 WO2015022010 A1 WO 2015022010A1
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WO
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liquid
control device
valve body
flow
liquid pump
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PCT/EP2013/066843
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Beck
Gottfried Benzler
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Alfred Kaercher SE and Co KG
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Alfred Kaercher SE and Co KG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B2203/0223—Electric motor pumps

Definitions

  • the invention relates to a liquid pump arrangement, in particular for use in the household and / or garden, comprising a motor and a pump for conveying a liquid, a check valve which is arranged in a flow channel through which the liquid can flow, a sensor device for providing a sensor signal as a function of a pressure and / or flow state of the liquid prevailing downstream of the check valve, and a control device which is able to supply a supply voltage from a voltage supply connection and which is connected to the sensor device, wherein the motor can be automatically switched on and off by the control device as a function of the latter downstream of the check valve prevailing pressure and / or flow state of the liquid.
  • Fluid pump assemblies having a motor and a motor-driven pump are known in various configurations. They are used, for example, for domestic and / or garden use, whereby rainwater from their collection point, for example a pond or a rainwater tank, can be conveyed to a liquid delivery device connected to the liquid pump arrangement.
  • a liquid delivery device for example, a faucet, a spray nozzle or a spray gun can be used.
  • the user can optionally open and close the liquid delivery member.
  • Such fluid pump assemblies are known from the publication DE 199 23 357 AI.
  • a control device is used to control the pump for use with a flow sensor arranged downstream of the pump and a separately formed pressure switch arranged downstream of the flow sensor.
  • the motor of the liquid pump arrangement can be reached when a max. maldruckes be switched off and a restart of the engine can be done with detection of larger flow rates.
  • the liquid pump assembly goes into a standby state, in which only the control arrangement but not the motor a supply voltage is provided.
  • the motor is switched on, a transition from the standby state to an active operating state takes place in that a supply voltage is also provided to the motor.
  • the transition of the liquid pump assembly from standby to active and back to standby can be easily controlled by the user by opening and closing the liquid delivery member. If the liquid delivery member is open, the liquid flows through a flow channel. If the user closes the liquid delivery member, the flow of the liquid is eliminated and liquid is trapped between the liquid delivery member and a check valve of the liquid pump assembly and a certain liquid pressure builds up in that region. The pressure of the liquid prevailing downstream of the check valve and / or the flow rate of the liquid can thus be used in a simple manner for controlling the motor.
  • the known liquid pump arrangement In the standby state, the known liquid pump arrangement has a lower energy consumption than in the active operating state. However, the energy consumption in the standby state is not completely negligible. This is especially true when the liquid pump assembly is permanently used, for example, in a domestic waterworks, wherein between two active operating conditions, a long-lasting standby state may be present.
  • Object of the present invention is to develop a liquid pump assembly of the type mentioned in such a way that their energy consumption can be reduced in the standby state.
  • This object is achieved in a liquid pump arrangement of the generic type according to the invention that the liquid pump assembly comprises a switching device, by means of the switching device, the control device to the power supply terminal connectable and separable from this depending on the prevailing downstream of the check valve pressure and / or flow state Liquid.
  • the motor can be turned on and off in response to the pressure and / or flow state of the liquid downstream of the check valve, but also the supply voltage of the control means required to operate the liquid pump assembly depending on the downstream of Provided check valve prevailing pressure and / or flow state of the liquid.
  • This makes it possible, after closing the liquid discharge member due to the then downstream of the check valve adjusting pressure and / or flow state of the liquid first by means of the control device to turn off the engine, and then depending on the pressure prevailing downstream of the check valve pressure and / or Flow state of the liquid to make a transition to a de-energized standby state by the control device is separated by means of the switching device from the power supply terminal.
  • connection between the voltage supply connection and the control device can be re-established automatically by the switching device at a later time, provided that the pressure and / or flow state of the liquid changes again downstream of the check valve. The latter is the case when the user reopens the liquid delivery member.
  • the liquid pump arrangement according to the invention consumes no energy. However, it can change over from this de-energized standby state to the active operating state at any time by see the power supply terminal and the control means by means of the switching device is restored depending on the pressure and / or flow state of the liquid downstream of the check valve.
  • control device is separable from the power supply terminal, if the pressure of the liquid downstream of the check valve exceeds a maximum value. If the user closes the liquid delivery device after an active phase of operation of the liquid pump arrangement, the pressure of the liquid rises in the region between the check valve and the liquid delivery device. If the pressure of the liquid exceeds a predetermined maximum value, then the connection between the voltage supply connection and the control device can be interrupted by the switching device.
  • the control device is separable from the power supply connection, provided that the pressure of the liquid downstream of the check valve exceeds a maximum value for longer than a predetermined minimum duration. If the pressure of the liquid drops again before the predetermined minimum duration has elapsed, the connection between the voltage supply connection and the control device is not interrupted.
  • the minimum duration may be, for example, 2 minutes, 1 minute or even less than 1 minute.
  • the motor of the pump is switched off by means of the control device, when the flow of liquid in the flow channel is omitted, and the connection between the power supply terminal and the control device is separable if the pressure of the liquid downstream of the check valve exceeds a predetermined maximum value.
  • the liquid delivery member By closing the liquid delivery member eliminates the flow of liquid in the flow channel and then there is first a transition from the active operating state of the liquid pump assembly into a first standby state with low energy consumption, wherein in first standby state, the motor of the pump is turned off and the controller is still connected to the power supply terminal.
  • the switching off of the motor eliminates the conveying effect of the pump and between the check valve and the liquid discharge member forms an increase in pressure. If the pressure exceeds a predetermined maximum value, a transition to a second standby state takes place in that the connection between the voltage supply connection and the control device is disconnected from the switching device.
  • the transition from the first to the second standby state if the pressure exceeds a predetermined maximum value for longer than a predetermined minimum duration.
  • the liquid pump arrangement consumes no energy. If the liquid discharge member is opened again at a later time, the pressure of the liquid drops downstream of the check valve. This has the consequence that the connection between the power supply terminal and the control device is restored by the switching device and then the motor of the pump is switched on again by the control device. The liquid pump arrangement is then again in the active operating state.
  • the switching device has a first switching element and a second switching element, which are connected in parallel to each other in a voltage supply line, via which the control device is connected to the power supply terminal, wherein the first switching element independently of the control device in dependence on the downstream of the check valve prevailing pressure and / or flow state of the liquid is controllable and wherein the second switching element is controllable by the control device.
  • the control device can thus be provided via the first switching element and also via the second switching element, a supply voltage.
  • the control of the first switching element takes place independently of the control device as a function of the pressure and / or flow state of the liquid downstream of the check valve, whereas the control of the second switching element is effected by the control device.
  • control device for example, the possibility of interrupting the connection between the voltage supply connection and the control device by means of the second switching element in the presence of certain conditions, that is to say the control device can separate itself from the voltage supply connection by means of the second switching element.
  • a reconnection of the control device to the voltage supply connection can then take place with the aid of the first switching element, which is controlled in dependence on the pressure and / or flow state of the liquid downstream of the check valve.
  • the first switching element can be actuated, for example, in response to the pressure prevailing downstream of the check valve of the liquid, in order to proceed in the presence of a certain pressure value in a closed switching state and thereby to establish a connection between the power supply terminal and the control device.
  • the control device can thus be acted upon by the first switching element in the presence of a certain pressure value with supply voltage, and this in turn gives the control device the opportunity to electrically control the second switching element so that then the provision of the supply voltage via the second switching element takes place, and indeed when the first switching element returns to an open switching state.
  • the first switching element is designed as a pressure switch.
  • the first switching element is designed as a reed switch.
  • the second switching element is designed in an advantageous embodiment of the invention as an electrical switch and has a control input, which is connected to the control device. Via the control input, a control signal for opening and closing the switch can be made available to the switch by the control device.
  • control device has a timer for detecting the duration of voltage-free states of the control device. This gives the control device the possibility of detecting a frequent switching on and off of the control device as a fault. Such an error case may be present, for example, if the control device is disconnected from the power supply connection several times in quick succession.
  • voltage-free states can be detected by the control device up to a duration of at least 10 minutes.
  • a sequence of equally long stress-free states can be detected.
  • Such a series of conditions may occur, for example, when a fluid delivery device connected to the fluid pump assembly is leaking. If the user has closed off the liquid delivery device, a high pressure can initially be formed downstream of the check valve, as explained above, so that a transition into the second standby state takes place. If the liquid discharge member leaking, the pressure gradually decreases again and there is a transition to the active operating state. As a result, the pressure increases again and again a transition to the second standby state takes place. The leakage of the liquid delivery member thus results in a sequence of dead states of identical duration.
  • Embodiment of the invention are recognized by the control device as an error case, which then turns off the engine permanently. A restart of the engine is in this case preferably only when the user opens the liquid discharge member again.
  • the timer advantageously has at least one capacitor which can be discharged via a load resistor when the supply voltage ceases. If the controller is connected to the power supply terminal, the capacitor is charged. If the connection between the power supply terminal and the control device is disconnected, the supply voltage is eliminated and the capacitor discharges via the load resistor. The capacitor and the load resistor thus form an RC element having a characteristic time constant. If the supply voltage is again made available to the control device, the residual voltage applied to the capacitor can be measured by a measuring element of the control device, and from the residual voltage can be deduced by an evaluation element of the control device to the duration of the dead state. It is advantageous if periods of up to at least 10 minutes can be detected by means of the capacitor.
  • the control device may comprise a microelectronic circuit, preferably a microcontroller, into which a measuring element for detecting the residual voltage of the capacitor and an evaluation element for evaluating the residual voltage are integrated.
  • the sensor device has a first sensor element for providing a switch-on signal for switching on the motor and a second sensor element for providing a switch-off signal for switching off the motor.
  • the two sensor elements are sensitive to the magnetic field and cooperate with a permanent magnet which is movable in the flow channel as a function of the pressure and / or flow state of the liquid prevailing downstream of the check valve.
  • At least one sensor element is preferably designed as a Hall sensor.
  • the two sensor elements on each other non-overlapping detection areas for detecting the permanent magnet This gives the possibility to detect the permanent magnet in two different positions.
  • the time sequence of the sensor signals provided by the sensor elements can be determined, because this gives the possibility of determining the direction of movement of the permanent magnet in the flow channel.
  • the motor can be switched on and off.
  • the two sensor elements are arranged on the outside of the flow channel in the flow direction of the liquid at a distance from each other, and the switching device has a magnetic field-sensitive switching element which is arranged adjacent to the two sensor elements on the outside of the flow channel.
  • the permanent magnet moves in the flow channel depending on the pressure and / or flow state of the liquid.
  • the motor can be switched on and off by means of the two sensor elements, and the control device can be connected to the voltage supply connection by means of the magnetic-field-sensitive switching element.
  • the flow channel has a channel inlet and a channel outlet, between which a valve body is movably arranged in the flow channel for releasing and interrupting a flow connection between the channel inlet and the channel outlet, wherein the valve body in combination with a wall of the flow channel
  • the check valve is formed and the flow channel has a closing region and a release region, wherein the flow connection between the channel inlet and the channel outlet in a positioning of the valve body is interrupted within the closing region and released in a positioning of the valve body within the release region, wherein the valve body within the closing region in dependence from the pressure acting on the valve body of the liquid against the action of at least one return element is movable, and wherein the Ventilk body within the release region in response to the flow rate of the liquid flowing through the flow channel against the action of at least one return element is movable, and wherein the valve body of the sensor device in a first position for turning on the motor and in a second position to turn off the engine is detected and wherein the switching device has
  • a valve body of the liquid pump assembly can move within the flow channel in a closing area and a release area. Is the valve body in the
  • Closing area so he interrupts the flow connection between the channel inlet and the channel outlet.
  • the closing area may, for example, over a length of about one quarter to about three quarters of the
  • Total length of the flow channel extend.
  • the position which the valve body assumes within the closing region depends on the pressure acting on the valve body. This is the pressure of the liquid, which in interrupted flow communication between the Kanaleinlass and the channel outlet downstream of the valve body prevails. If the valve body is in the release area, it releases the flow connection between the channel inlet and the channel outlet.
  • the release area may extend, for example, over a length of about one quarter to about three quarters of the total length of the flow channel.
  • the position which the valve body assumes within the release region is dependent on the flow rate of the liquid flowing through the flow channel. At a low flow rate, the valve body occupies a position within the release area at a closer distance to the closing area, and at a high flow rate, the valve body within the release area occupies a position at a greater distance from the closing area.
  • the valve body can be detected in two positions. From the sensor device, a sensor signal can be provided which depends on the pressure acting on the valve body and on the flow rate of the fluid in the flow channel.
  • the valve body thus forms the check valve in combination with the wall of the flow channel and additionally has the function of a flow sensor and a pressure sensor.
  • the motor of the liquid pump assembly can be controlled in such a configuration in a simple manner by means of the valve body. If liquid is dispensed by the liquid pump arrangement via the liquid delivery member, the valve body is moved by the liquid flowing through the flow channel against the action of at least one restoring element within the release region into a release position spaced from the closing region.
  • the liquid discharge of the liquid pump arrangement is terminated by a user by closing the liquid delivery member, the flow of the liquid acting on the valve body is eliminated and the valve body moves into a rest position under the action of at least one return element.
  • the reaching of the rest position can be detected by the sensor device and then the motor of the liquid pump arrangement can be switched off.
  • the liquid pump assembly is then in a first standby state with low power consumption.
  • By switching off the Motors eliminates the conveying effect of the pump and the trapped between the valve body and the liquid delivery member and pressurized fluid moves the valve body from the rest position against the action of at least one return element in a closed position. Reaching the closed position can also be detected by the sensor device.
  • the sensor device then provides the control device with a corresponding sensor signal.
  • This sensor signal shows that the pressure of the fluid downstream of the valve body has exceeded a predetermined maximum value.
  • the control device can then interrupt the connection to the power supply connection, preferably after a predetermined minimum duration of the overrun, so that the liquid pump assembly then no longer consumes energy.
  • the fluid pump assembly is then in a second
  • the controller may, on the one hand, re-activate the motor of the pump so that the liquid pump assembly is again in the active mode, and, on the other hand, the controller may electronically maintain the connection to the power supply terminal. The delivery of liquid can thus be continued.
  • the position in which the valve body cooperates with the switching element of the switching device for providing the power supply of the control unit it may be, for example, the rest position, which is also detected by the sensor device.
  • the valve body is in such a configuration in the closed position not immovably on a rigid valve seat, but the valve body can be interrupted in interrupted flow communication between the channel Inlet and the channel outlet in response to the force acting on the valve body pressure within the closing range move.
  • This makes it possible to provide, by means of the sensor device, a control signal for disconnecting the connection between the voltage supply connection and the control device when the pressure acting on the valve body exceeds a maximum value.
  • the connection between the power supply terminal and the control means can be restored independently of the control means by means of the switching means and the motor can then be turned on again by the control means, and in the absence of the flow of liquid, the motor be turned off by the controller.
  • the valve body conveniently carries at least one permanent magnet.
  • the sensor elements of the sensor device can be sensitive to magnetic fields, so that they can detect the permanent magnet fixed to the valve body.
  • the flow channel is arranged upstream of a pumping chamber of the pump.
  • the flow channel may extend between a pump inlet of the liquid pump assembly and the pumping chamber of the pump.
  • valve body has a sealing element which slides on a movement of the valve body within the closing region along the channel wall.
  • the sealing element conveniently comprises a sealing lip.
  • the sealing element is designed as an O-ring.
  • the valve body is slidably held in the flow direction of the liquid.
  • the flow channel is designed in a straight line and the valve body is held linearly displaceable within the flow channel.
  • the closing region of the flow channel is designed cylindrically in an advantageous embodiment of the invention or it expands in the flow direction of the liquid.
  • a conical configuration of the closing area has proven to be advantageous.
  • a conical configuration of the closing area has the advantage that the pressing force acting on the sealing element within the closing area increases progressively the farther the valve body approaches the channel inlet. This leads to an increasing sealing effect. Such movement is performed by the valve body as the pressure of the liquid increases downstream of the valve body.
  • the cone angle of the closing area is preferably less than 5 °, in particular less than 1 °, for example 0.6 °.
  • the release area has a first partial area with a smaller diameter that adjoins the closing area and an adjoining second partial area with a larger diameter.
  • the flow rate of the liquid is advantageously not more than 60 liters per hour.
  • the flow rate of the fluid is advantageously more than 60 liters per hour.
  • the valve body is detectable in the first part of the sensor device. This gives the possibility to turn off the engine of the liquid pump assembly, if the valve body is longer than a predetermined time interval with the engine in the first sub-range, because a longer stay of the valve body in the first sub-range with the engine running and thus with active pump indicates a lack of flow around the valve body with liquid, in particular to a lack of liquid, so that there is a risk of damage to the pump.
  • the residence time of the valve body in the first portion is therefore detectable in an advantageous embodiment of the invention and when a predetermined maximum length of stay is exceeded when the engine is switched on, the engine can be conveniently switched off by the control device.
  • At least one return element is formed in a preferred embodiment of the invention as a return spring. With increasing distance, which assumes the valve body to a rest position, an increasing restoring force is exerted on the valve body by the return spring.
  • the valve body is movable within the closing area against the action of a first return element, which is preferably configured as a return spring, and the valve body is movable within the release area against the action of a second return element, which is preferably also formed as a return spring.
  • the liquid pump assembly on two return springs, wherein the valve body in a position upstream of a rest position by a first return spring and at a position downstream of the rest position of a second return spring with a restoring force is acted upon.
  • the valve body assumes the rest position when it is subject to neither a pressure load nor a load by the flowing liquid.
  • the valve body in the rest position favorably occupies a position immediately adjacent to the closing area within the release area.
  • Figure 1 a perspective view of a liquid pump assembly according to the invention
  • Figure 2 is a schematic partial longitudinal sectional view of a pump of the liquid pump assembly of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic sectional view of the pump taken along line 3-3
  • Figure 4 is a schematic sectional view corresponding to Figure 3, wherein the
  • Valve body assumes a rest position
  • Figure 5 a schematic sectional view corresponding to Figure 3, wherein the
  • Valve body assumes a closed position
  • FIG. 6 shows a block diagram of a control device of the liquid pump arrangement from FIG. 1.
  • FIG. 10 an advantageous embodiment of a liquid pump assembly according to the invention in the form of a garden pump is shown schematically schematically, which is generally occupied by the reference numeral 10.
  • the garden pump 10 comprises an outer housing 12, which from a first Housing half shell 14 and a second housing half shell 16 is formed.
  • the two housing half-shells 14, 16 receive between them a motor pump unit 18 with an electric motor 20 and a liquid pump 22 driven by the electric motor 20.
  • the garden pump 10 has a control device 24 and a main switch 26.
  • the liquid pump 22 has a pump housing 28 made of a plastic material, which surrounds a pumping chamber 30.
  • a pumping member in the form of an impeller 32 is rotatably mounted, which can be rotated by the electric motor 20 in rotation.
  • an outlet line 34 leads to a pump outlet 36.
  • An outlet line for example a garden hose, can be connected to the pump outlet in a conventional manner and therefore not shown in the drawing to achieve a better overview.
  • the output line carries at its free, the liquid pump 20 remote end usually a liquid discharge member, via which the liquid pumped by the liquid pump 22 can be discharged.
  • the liquid delivery member may be configured, for example, in the form of a faucet, a spray nozzle or a spray gun, and may be selectively opened and closed by the user to control liquid delivery.
  • the pump housing 28 Upstream of the pumping chamber 30, the pump housing 28 has a filling shaft 38 through which the pumping chamber 30 liquid can be supplied.
  • the filling shaft 38 has a filling opening 40 which can be closed by a screw cap 42.
  • an inlet connection 44 opens into the filling shaft 38.
  • the inlet connection 44 forms a pump inlet 46, to which a supply line, for example a suction hose, which is known to a person skilled in the art and therefore not shown in the drawing for better clarity, is connected can. Via the supply line can be supplied to the pump inlet 46 to be conveyed liquid.
  • a supply line for example a suction hose, which is known to a person skilled in the art and therefore not shown in the drawing for better clarity, is connected can. Via the supply line can be supplied to the pump inlet 46 to be conveyed liquid.
  • a channel body 52 Within the hopper 38, a channel body 52 is arranged, which defines a flow channel 54.
  • the flow channel 54 has a filling opening 40 facing the first channel section 56, which merges via a radially inwardly directed step 58 into a second channel section 60.
  • the second channel section 60 extends to a conical channel enlargement 61, to which a third channel section 62 adjoins, which extends to a shaft opening 64 of the filling shaft 38 facing away from the filling opening 40.
  • the first channel section 56 forms a channel inlet 66 facing the filler opening 40 and the third channel section 62 has two channel outlets 68, 70 on diametrically opposite sides.
  • the channel body 52 of the feed tube 38 forms a radially inwardly directed manhole constriction 72, to which the channel body 52 can be applied with the interposition of a sealing element.
  • the sealing element is formed in the illustrated embodiment as an O-ring 74.
  • the first channel section 56 has a radially outwardly directed support edge 76.
  • the first channel section 56 is surrounded in the circumferential direction by a first return spring 78, which is supported on the one hand on the support edge 76 and on the other hand on the shaft constriction 72.
  • the first return spring 78 forms a compression spring, which acts on the channel body 52 with a spring force, which is directed with respect to the longitudinal axis 80 of the filling shaft 38 axially upwards.
  • a guide member 82 is arranged, which is fixed to the step 58 and which has a aligned with the longitudinal axis 80 aligned passage 84.
  • the passage 84 forms a guide for a guide tappet 94 which is integrally connected to a valve body 86 movably arranged in the flow passage 54.
  • the valve body 86 is designed substantially bell-shaped and surrounded in the circumferential direction by a sealing element in the form of a sealing ring 90.
  • the sealing ring 90 has a sealing lip 92.
  • the valve body 86 in combination with the channel body 52, which provides the wall of the flow channel 54, a check valve.
  • the linear guide tappet 94 adjoins the valve body 86 in an integral manner, which engages through the passage 94 and, adjacent to its free end facing away from the closing body 88, carries a plate-shaped spring holder 96.
  • a second return spring 98 is clamped between the spring holder 96 and the guide member 82.
  • the second return spring 98 forms an actuator for positioning the valve body 86 in the flow channel 54.
  • the second return spring 98 surrounds the guide tappet 94 in the region between the spring holder 96 and the guide member 82nd
  • a third return spring 100 is clamped.
  • the third return spring 100 forms a further actuator for positioning the valve body 86 in the flow channel 54.
  • first channel portion 96 dives an end portion of a filter element 102, which extends from the step 58 to the screw cap 42 and is detachably connected to the channel body 52.
  • the filter element 102 is releasably connected via a bayonet connection 104 shown only roughly schematically in the drawing with the channel body 52.
  • bayonet connections 104 are known per se to those skilled in the art and, in the present case, would not require any detailed explanation.
  • the channel body 52 is acted upon by the filter element 102 with the action of the first return spring 78 opposing pressure force under the action of the channel body 52 with the interposition of the O-ring 74 rests tightly against the manhole constriction 72.
  • Liquid supplied to the liquid pump 22 via the pump inlet 46 thus, when the filling opening 40 is closed by means of the screw cap 42, the pump chamber 30 can only reach via the flow channel 54, but it can not flow around the channel body 52 when the filling opening 40 is closed.
  • the first return spring 78 raises the channel body 52 so far that it assumes a distance from the manhole throat 72 and liquid filled via the filling opening 40 into the filling shaft 38 the channel body 52 can flow around unhindered. This makes it possible to fill the pumping chamber 30 to start up the garden pump 10 via the filling opening 40 with liquid.
  • valve body 86 carries on the outside of a permanent magnet 106.
  • the permanent magnet 106, a sensor device 108 and a magnetic field sensitive switching element in the form of a reed switch 128 associated with the second channel portion 60 at a Outside 110 of the pump housing 28 are arranged.
  • the sensor device 108 comprises a first sensor element 112, which is arranged in the axial direction with respect to the longitudinal axis 80 at a distance from the step 58.
  • the sensor device 108 has a second sensor element 114, which faces away from the step 58 at an axial distance from the first sensor element 112.
  • the flow channel 54 forms the conical channel extension 61 in the transition region between the second channel section 60 and the third channel section 62.
  • the flow channel 54 Upstream of the channel extension 61, that is in the region between the channel extension 61 and the step 58, the flow channel 54 forms a closing region 118, and downstream of the channel extension 61, that is in the region between the channel extension 61 and the shaft bottom 64, the flow channel 54 forms a Release area 120 off. If the valve body 86 is located in the closing region 118, then it lies with the sealing lip 92 in a liquid-tight manner against the channel wall 122 of the valve body Flow channel 54 at. Upon movement of the valve body 86 within the closing area 118, the sealing lip 92 slides along the channel wall 122.
  • valve body 86 If the valve body 86 is located in the release area 120, it occupies a distance from the channel wall 122, in that an annular gap 124 is formed between the sealing lip 92 and the channel wall 122. Liquid may flow from the channel inlet 66 through the annular gap 124 to the channel outlets 68, 70 when the valve body 86 occupies a position within the release area 120. However, if the valve body 86 is in the closing area 118, the flow connection between the channel inlet 66 and the channel outlets 68, 70 is interrupted by the valve body 86.
  • the release area 120 is aligned coaxially with the closing area 118.
  • the flow channel 54 is configured conically in the closing area 118, wherein it widens with increasing distance from the channel inlet 66.
  • the sealing lip 92 within the closing region 118 when approaching the channel inlet 66, is subject to an increasing radially inwardly directed pressing force, the farther the valve body 86 moves in the direction facing away from the release region 120 - in FIGS up - moved.
  • the increasing pressing force increases the sealing effect of the sealing lip 92.
  • the release region 120 connects to a first portion 121 which extends to the edge of the channel outlets 68, 70.
  • the release region 120 forms a second subregion 123, which has a larger flow cross section than the first subregion 121 due to the channel outlets 68, 70.
  • the flow cross section thus changes abruptly during the transition from the first subregion 121 to the second subregion 123 ,
  • the two sensor elements 112 and 114 are in the form of magnetic field-sensitive sensors, in particular in the form of Hall sensors, designed be electrically connected via a sensor line 126 to the motor controller 24.
  • the valve body 86 is reciprocally movable within the flow passage 54 in response to the pressure and flow connections forming within the flow passage 54 in the axial direction. As already explained, it breaks the flow connection between the channel inlet 66 and the channel outlets 68, 70 when it is within the closing area 118 and releases the flow communication between the channel inlet 66 and the channel outlets 68, 70 as it moves within the Release area 120 is located.
  • valve body 86 assumes a closed position adjacent to the first sensor element 112, as shown in FIG. 5, then it is located in the detection area of the first sensor element 112 and is detected by it. In the closed position, the valve body 86 completely interrupts the flow connection between the channel inlet 66 and the channel outlets 68, 70.
  • valve body 86 assumes a rest position adjacent to the second sensor element 114, as shown in FIG. 4, then it is located in the detection area of the second sensor element 114 and is detected by it. In the rest position, the valve body 86 can be flowed around by the liquid at a flow rate of not more than 60 liters per minute. In the rest position, the valve body is located in the first subregion 121 of the release region 120.
  • the two sensor elements 112, 114 are arranged at such a distance from each other that their detection areas do not overlap.
  • valve body 86 If the valve body 86 is located in the second subregion 123 of the release region 120, ie in the region of the channel outlets 68, 70, it occupies a clear distance from the first sensor element 112 and the second sensor element 112. element 114 and can not be detected by the sensor elements 112 and 114. If neither a sensor signal is provided by the first sensor element 112 nor by the second sensor element 114, this indicates that the valve body 86 assumes a release position, as illustrated in FIG. The valve body 86 assumes this release position if the liquid pump 22 is switched on and liquid is dispensed from the liquid pump 22 via the pump outlet 36. In this case, the flow passage 54 is traversed by liquid, under the action of the valve body 86 is moved against the spring force of the second return spring 98 in the channel inlet 66 facing away from the direction.
  • the already mentioned reed switch 128 is arranged on the outside 110.
  • the reed switch 128 forms a first switching element of a switching device 130, which is shown schematically in Figure 6.
  • the switching device 130 has a second switching element in the form of an electrically controllable switch which is connected in parallel with the reed switch 128 in a first voltage supply line 134, via which the control device 24 is connected to a first voltage supply connection 136.
  • the electrically controllable switch is designed as a triac 132. In series with the reed switch 128 and the triac 132, the main switch 26 is arranged.
  • a second power supply terminal 138 is connected to the controller 24 via a second power supply line 140. Via the two voltage supply lines 134, 140 of the control device 24, an electrical supply voltage can be provided. The connection between the first voltage supply terminal 136 and the control device 24 can be made via the reed switch 128 and also via the triac 132.
  • the triac 132 has a control input 142, which is connected via a control line 144 to the control device 24.
  • the detection area of the reed switch 128 is virtually identical to the detection area of the first sensor element 112, the reed switch 128 being open when the valve body 86 with its permanent magnet 106 is in the detection area of the reed switch 128. If the valve body 86 with its permanent magnet 106 is outside the detection range of the reed switch 128, then the reed switch 128 is closed and thus an electrical connection between the first voltage supply connection 136 and the control device 24 is provided via the reed switch 128 irrespective of the switching state of the switching transistor 132.
  • valve body 86 with its permanent magnet 106 is located in the detection area of the reed switch 128, then the reed switch 128 is opened and a connection between the first voltage supply connection 136 and the control device 24 can only be made via the triac 132, provided that the latter receives a corresponding control signal from the control device 24 receives.
  • the control device 24 has a timer 146 with a capacitor 148 and with a load resistor 150, which is connected in parallel to the capacitor 148.
  • the capacitor 148 is charged as long as the control device 24 is supplied with supply voltage via the first voltage supply line 134 and the second voltage supply line 140. If the supply voltage is omitted by interrupting the electrical connection via the voltage supply line 134, the capacitor 148 discharges via the load resistor 150 at a predetermined time constant, which is determined by the capacitance of the capacitor 148 and the capacitor
  • Ohmic resistance of the load resistor 150 is specified. If a supply voltage is again provided after a de-energized state of the control device 24, the voltage still applied to the load resistor 150 can be detected by a measuring element of the control device 24 and the detected voltage makes it possible for the duration of the de-energized state with the aid of an evaluation element of the control device 24 determine.
  • the controller 24 follows several dead states with identical duration directly to each other, this can be detected by the controller 24 as an error case.
  • the valve body 86 under the action of the second return spring 98 and the third return spring 100 initially assumes its rest position outside the detection range of the reed switch 128, so that the reed switch 128 has its closed switching state. If the main switch 26 is subsequently actuated, then the electric motor 20 is switched on by the control device 24, wherein any signals of the sensor elements 112, 114 are initially ignored. After a short period of time, for example
  • the position of the valve body 86 is queried by the controller 24.
  • the liquid pump 22 is active and the valve body 86 is due to the liquid flowing around it in its release position and thus outside the detection ranges of the sensor elements 112, 114, as shown in Figure 3. If the valve body 86 is still in its rest position and thus in the detection range of the second sensor element 114 after this time has elapsed, this indicates a lack of flow, for example due to a fault, for example due to a lack of fluid that there is a risk of damage to the liquid pump 22. In this case, the electric motor 20 is turned off.
  • valve body 86 If the valve body 86 is outside the detection ranges of the two sensor elements 112, 114 at the end of the stated period, then it assumes its release position and the electric motor 20 remains in operation, so that liquid from the garden pump 10, for example via a garden hose and at the free end the garden hose connected liquid delivery device can be dispensed.
  • the liquid flow within the Flow channel 54 and the valve body 86 is moved by the second return spring 98 in the detection range of the second sensor element 114 and detected by this.
  • a short delay time which may be, for example, 5 seconds
  • the electric motor 20 is turned off due to the sensor signal provided by the second sensor element 114.
  • a fluid pressure builds up in the garden hose, which acts as an accumulator.
  • the fluid enclosed between the valve body 86 and the fluid delivery member presses the valve body 86 into the closed position shown in FIG. 5 and thus into the detection area of the first sensor element 112 and the reed switch 128.
  • the garden pump 10 is now in a first standby state with low power consumption.
  • the connection between the first voltage supply connection 136 and the control device 24 is interrupted by means of the triac 132, in that the Triac 132 goes into its open switching state due to a control signal of the control unit 24. Since the valve body 86 with its permanent magnet 106 is in this state in the detection area of the reed switch 128, the reed switch 128 is open and the additional opening of the triac 132 also has the result that the control device 24 is completely disconnected from the supply voltage. This eliminates any energy consumption of the garden pump 10 and the garden pump 10 is in a second standby state.
  • the transition from the first to the second standby state takes place before the expiration of a minimum period, as soon as the valve body 86 reaches its closed position.
  • the reaching of the predetermined closed position and thus the detection range of the first sensor element 112 takes place when the pressure of the liquid downstream of the valve body 86 has exceeded a predetermined maximum value. If at a later time the liquid discharge is released by the user by opening the liquid discharge member, the pressure falls downstream of the valve body 86 and under the action of the third return spring 100, the valve body 86 is moved out of the detection range of the reed switch 128 in the direction of the Release area 120.
  • the valve body 86 moves as outlined above out of the detection range of the first sensor element 112 towards the release area and the drop of the previously provided by the first sensor element 112 sensor signal causes the controller 24, the electric motor 20th turn on again, so that the liquid pump 22 is put into operation again and the valve body 86 is moved due to the liquid flowing around it in the release position shown in Figure 3.
  • valve body 86 briefly moves through the detection region of the second sensor element 114, so that it is briefly detected by the second sensor element 114 and the second sensor element Ment 114 provides a short-term, pulse-like sensor signal.
  • this short-term sensor signal has no change in the operation of the electric motor 20 result. Rather, the control device 24 detects from the time sequence of the sensor signals of the sensor elements 112, 114, the direction of movement of the valve body 86, which moves in the present case after switching on the liquid pump 22 properly in its release position.
  • the garden pump 10 is characterized by a reliable and extremely low-energy control option.
  • the control device 24 automatically disconnects from the power supply, so that the garden pump 10 is switched to a second standby mode. State goes over, in which it consumes no more energy. If this state is terminated by the user by opening the liquid delivery member, the control device 24 is automatically provided again with a supply voltage by the reed switch 128 closes, so that subsequently a transition to the active operating state can take place.
  • the switching on and off of the electric motor 20 and also the transition to the de-energized state of the control device 24 take place as a function of the upstream of the pumping chamber 30 in the flow channel 24 prevailing pressure and flow conditions of the liquid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpenanordnung (10) umfassend einen Motor (20) und eine Pumpe (22) zum Fördern einer Flüssigkeit, ein Rückschlagventil, das in einem von der Flüssigkeit durchströmbaren Strömungskanal (54) angeordnet ist, eine Sensoreinrichtung (108) zur Bereitstellung eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit, und eine Steuereinrichtung (24), der von einem Spannungsversorgungsanschluss (136) eine Versorgungsspannung bereitstellbar ist und die mit der Sensoreinrichtung (108) verbunden ist, wobei der Motor (20) von der Steuereinrichtung (24) selbsttätig ein- und ausschaltbar ist in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit. Um die Flüssigkeitspumpenanordnung derart weiterzubilden, dass sie im Standby-Zustand einen geringeren Energieverbrauch aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Flüssigkeitspumpenanordnung (10) eine Schalteinrichtung (130) umfasst, wobei mittels der Schalteinrichtung (130) die Steuereinrichtung (24) mit dem Spannungsversorgungsanschluss (136) verbindbar und von diesem trennbar ist in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit.

Description

FLÜSSIGKEITSPUMPENANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpenanordnung, insbesondere zur Verwendung im Haushalt und/oder Garten, umfassend einen Motor und eine Pumpe zum Fördern einer Flüssigkeit, ein Rückschlagventil, das in einem von der Flüssigkeit durchströmbaren Strömungskanal angeordnet ist, eine Sensoreinrichtung zur Bereitstellung eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit, und eine Steuereinrichtung, der von einem Spannungsversorgungsanschluss eine Versorgungsspannung bereitstellbar ist und die mit der Sensoreinrichtung verbunden ist, wobei der Motor von der Steuereinrichtung selbsttätig ein- und ausschaltbar ist in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit.
Flüssigkeitspumpenanordnungen mit einem Motor und einer vom Motor angetriebenen Pumpe sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Sie kommen beispielsweise zur Verwendung im Haushalt und/oder im Garten zum Einsatz, wobei mit ihrer Hilfe Regenwasser von einer Sammelstelle, beispielsweise einem Teich oder einem Regenwassertank, zu einem an die Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossenen Flüssigkeitsabgabeorgan gefördert werden kann. Als Flüssigkeitsabgabeorgan kann beispielsweise ein Wasserhahn, eine Sprühdüse oder eine Spritzpistole zum Einsatz kommen. Zur bedarfsgerechten Abgabe von Flüssigkeit kann der Benutzer das Flüssigkeitsabgabeorgan wahlweise öffnen und verschließen . Derartige Flüssigkeitspumpenanordnungen sind aus der Veröffentlichung DE 199 23 357 AI bekannt. Bei der darin beschriebenen Flüssigkeitspumpenanordnung kommt zur Steuerung der Pumpe eine Steuereinrichtung zum Einsatz mit einem stromabwärts der Pumpe angeordneten Durchflusssensor und einem stromabwärts des Durchflusssensors angeordneten, separat ausgebildeten Druckschalter. Mit Hilfe des Druckschalters kann der Motor der Flüssigkeitspumpenanordnung bei Erreichen eines Maxi- maldruckes abgeschaltet werden und ein Wiedereinschalten des Motors kann bei Detektion größerer Durchflussmengen erfolgen . Mit dem Abschalten des Motors geht die Flüssigkeitspumpenanordnung in einen Standby-Zustand über, in dem lediglich der Steueranordnung nicht aber auch dem Motor eine Versorgungsspannung bereitgestellt wird. Mit dem Einschalten des Motors erfolgt ein Übergang vom Standby-Zustand in einen aktiven Betriebszustand, indem auch dem Motor eine Versorgungsspannung bereitgestellt wird .
Der Übergang der Flüssigkeitspumpenanordnung vom Standby-Zustand zum aktiven Betriebszustand und zurück zum Standby-Zustand kann vom Benutzer auf einfache Weise durch Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsabgabeorgans gesteuert werden. Ist das Flüssigkeitsabgabeorgan geöffnet, so durchströmt die Flüssigkeit einen Strömungskanal. Verschließt der Benutzer das Flüssigkeitsabgabeorgan, so entfällt die Strömung der Flüssigkeit und Flüssigkeit wird zwischen das Flüssigkeitsabgabeorgan und ein Rückschlagventil der Flüssigkeitspumpenanordnung eingeschlossen und es baut sich in diesem Bereich ein bestimmter Flüssigkeitsdruck auf. Der stromabwärts des Rückschlagventils herrschende Druck der Flüssigkeit und/oder die Strömungsrate der Flüssigkeit können somit auf einfache Weise zur Steuerung des Motors herangezogen werden.
Im Standby-Zustand weist die bekannte Flüssigkeitspumpenanordnung einen geringeren Energieverbrauch auf als im aktiven Betriebszustand . Allerdings ist der Energieverbrauch im Standby-Zustand nicht völlig zu vernachlässigen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Flüssigkeitspumpenanordnung dauernd beispielsweise in einem Hauswasserwerk zum Einsatz kommt, wobei zwischen zwei aktiven Betriebszuständen ein lange andauernder Standby-Zustand vorliegen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkeitspumpenanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ihr Energieverbrauch im Standby-Zustand verringert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Flüssigkeitspumpenanordnung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Flüssigkeitspumpenanordnung eine Schalteinrichtung aufweist, wobei mittels der Schalteinrichtung die Steuereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss verbindbar und von diesem trennbar ist in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit.
Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpenanordnung kann nicht nur der Motor in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit ein- und ausgeschaltet werden, sondern es kann auch die zum Betrieb der Flüssigkeitspumpenanordnung erforderliche Versorgungsspannung der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit bereitgestellt werden. Dies gibt die Möglichkeit, nach dem Verschließen des Flüssigkeitsabgabeorgans aufgrund des sich dann stromabwärts des Rückschlagventils einstellenden Druck- und/oder Strömungszustands der Flüssigkeit zunächst mittels der Steuereinrichtung den Motor auszuschalten, und anschließend kann in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit ein Übergang in einen spannungslosen Standby- Zustand erfolgen, indem die Steuereinrichtung mittels der Schalteinrichtung vom Spannungsversorgungsanschluss getrennt wird . Die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung kann zu einem späteren Zeitpunkt von der Schalteinrichtung wieder selbsttätig hergestellt werden, sofern sich der Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils erneut ändert. Letzteres ist der Fall, wenn der Benutzer das Flüssigkeitsabgabeorgan wieder öffnet.
Ist die Steuereinrichtung vom Spannungsversorgungsanschluss getrennt, so verbraucht die erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpenanordnung keine Energie. Sie kann aus diesem spannungslosen Standby-Zustand jedoch jederzeit wieder in den aktiven Betriebszustand übergehen, indem die Verbindung zwi- sehen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung mittels der Schalteinrichtung wieder hergestellt wird in Abhängigkeit vom Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Steuereinrichtung vom Spannungsversorgungsanschluss trennbar ist, sofern der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils einen Maximalwert überschreitet. Wird vom Benutzer nach einer aktiven Betriebsphase der Flüssigkeitspumpenanordnung das Flüssigkeitsabgabeorgan verschlossen, so steigt der Druck der Flüssigkeit im Bereich zwischen dem Rückschlagventil und dem Flüssigkeitsabgabeorgan an. Überschreitet der Druck der Flüssigkeit einen vorgegebenen Maximalwert, so kann die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung von der Schalteinrichtung unterbrochen werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung vom Spannungsversorgungsanschluss trennbar, sofern der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils länger als eine vorgegebene Mindestdauer einen Maximalwert überschreitet. Sinkt der Druck der Flüssigkeit noch vor Ablauf der vorgegebenen Mindestdauer wieder ab, so wird die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung nicht unterbrochen. Die Mindestdauer kann beispielsweise 2 Minuten, 1 Minute oder auch weniger als 1 Minute betragen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Motor der Pumpe mittels der Steuereinrichtung ausschaltbar, wenn die Strömung der Flüssigkeit im Strömungskanal entfällt, und die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung ist trennbar, falls der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Durch Verschließen des Flüssigkeitsabgabeorgans entfällt die Strömung der Flüssigkeit im Strömungskanal und es erfolgt dann zunächst ein Übergang vom aktiven Betriebszustand der Flüssigkeitspumpenanordnung in einen ersten Standby-Zustand mit geringem Energieverbrauch, wobei im ersten Standby-Zustand der Motor der Pumpe abgeschaltet ist und die Steuereinrichtung noch mit dem Spannungsversorgungsanschluss verbunden ist. Mit dem Abschalten des Motors entfällt die Förderwirkung der Pumpe und zwischen dem Rückschlagventil und dem Flüssigkeitsabgabeorgan bildet sich eine Druckerhöhung aus. Überschreitet der Druck einen vorgegebenen Maximalwert, so erfolgt ein Übergang in einen zweiten Standby-Zustand, indem die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung von der Schalteinrichtung getrennt wird .
Vorzugsweise erfolgt der Übergang vom ersten in den zweiten Standby- Zustand, falls der Druck länger als eine vorgegebene Mindestdauer einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet.
Im zweiten Standby-Zustand verbraucht die erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpenanordnung keine Energie. Wird das Flüssigkeitsabgabeorgan zu einem späteren Zeitpunkt wieder geöffnet, so fällt der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils ab. Dies hat zur Folge, dass die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung von der Schalteinrichtung wieder hergestellt und anschließend der Motor der Pumpe von der Steuereinrichtung wieder eingeschaltet wird . Die Flüssigkeitspumpenanordnung befindet sich dann wieder im aktiven Betriebszustand.
Günstig ist es, wenn die Schalteinrichtung ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement aufweist, die parallel zueinander in eine Spannungsversorgungsleitung geschaltet sind, über die die Steuereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss verbunden ist, wobei das erste Schaltelement unabhängig von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit steuerbar ist und wobei das zweite Schaltelement von der Steuereinrichtung steuerbar ist. Der Steuereinrichtung kann somit über das erste Schaltelement und auch über das zweite Schaltelement eine Versorgungsspannung bereitgestellt werden. Die Steuerung des ersten Schaltelements erfolgt unabhängig von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils, wohingegen die Steuerung des zweiten Schaltelements von der Steuereinrichtung erfolgt. Dies gibt der Steuereinrichtung beispielsweise die Möglichkeit, die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung mittels des zweiten Schaltelements bei Vorliegen bestimmter Bedingungen zu unterbrechen, das heißt die Steuereinrichtung kann sich mittels des zweiten Schaltelements selbst vom Spannungsversorgungsanschluss trennen. Eine erneute Verbindung der Steuereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss kann dann mit Hilfe des ersten Schaltelements erfolgen, das in Abhängigkeit vom Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils gesteuert wird . Sobald die Steuereinrichtung über das erste Schaltelement mit der Versorgungsspannung beaufschlagt ist, kann sie über das zweite Schaltelement die Bereitstellung der Versorgungsspannung wieder sicherstellen.
Das erste Schaltelement kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck der Flüssigkeit betätigt werden, um bei Vorliegen eines bestimmten Druckwertes in einen geschlossenen Schaltzustand überzugehen und dadurch eine Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung herzustellen. Die Steuereinrichtung kann somit über das erste Schaltelement bei Vorliegen eines bestimmten Druckwertes mit Versorgungsspannung beaufschlagt werden, und dies wiederum gibt der Steuereinrichtung die Möglichkeit, das zweite Schaltelement elektrisch so zu steuern, dass anschließend die Bereitstellung der Versorgungsspannung über das zweite Schaltelement erfolgt, und zwar auch dann, wenn das erste Schaltelement wieder in einen geöffneten Schaltzustand übergeht.
Günstigerweise ist das erste Schaltelement als Druckschalter ausgestaltet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Schaltelement als Reedschalter ausgebildet. Das zweite Schaltelement ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als elektrischer Schalter ausgestaltet und weist einen Steuereingang auf, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Über den Steuereingang kann dem Schalter von der Steuereinrichtung ein Steuersignal zum Öffnen und Schließen des Schalters bereitgestellt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinrichtung ein Zeitglied aufweist zur Erfassung der Dauer spannungsloser Zustände der Steuereinrichtung. Dies gibt der Steuereinrichtung die Möglichkeit, ein häufiges Ein- und Ausschalten der Steuereinrichtung als Fehlerfall zu erkennen. Ein derartiger Fehlerfall kann beispielsweise vorliegen, wenn die Steuereinrichtung mehrmals kurz hintereinander vom Spannungsversorgungsanschluss getrennt wird .
Günstigerweise sind von der Steuereinrichtung spannungslose Zustände bis zu einer Dauer von mindestens 10 Minuten erfassbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mittels der Steuereinrichtung eine Folge gleich langer spannungsloser Zustände erfassbar. Eine derartige Folge von Zuständen kann beispielsweise auftreten, wenn ein an die Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossenes Flüssigkeitsabgabeorgan undicht ist. Hat der Benutzer das Flüssigkeitsabgabeorgan verschlossen, so kann sich stromabwärts des Rückschlagventils zunächst wie voranstehend erläutert ein hoher Druck ausbilden, so dass ein Übergang in den zweiten Standby-Zustand erfolgt. Ist das Flüssigkeitsabgabeorgan undicht, so baut sich der Druck allmählich wieder ab und es erfolgt ein Übergang in den aktiven Betriebszustand . Dies hat zur Folge, dass sich der Druck wieder erhöht und erneut ein Übergang in den zweiten Standby-Zustand erfolgt. Die Undichtheit des Flüssigkeitsabgabeorgans führt somit zu einer Folge spannungsloser Zustände mit identischer Dauer.
Überschreitet die Anzahl der aufeinanderfolgenden gleich langen spannungslosen Zustände einen vorgegebenen oder vorgebbaren Maximalwert, beispielsweise einen Maximalwert von 5 oder 10, so kann dies bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung von der Steuereinrichtung als Fehlerfall erkannt werden, die dann den Motor dauerhaft ausschaltet. Ein erneutes Einschalten des Motors erfolgt in diesem Falle vorzugsweise erst dann, wenn der Benutzer das Flüssigkeitsabgabeorgan wieder öffnet.
Das Zeitglied weist vorteilhafterweise mindestens einen Kondensator auf, der bei Wegfall der Versorgungsspannung über einen Lastwiderstand entladbar ist. Ist die Steuereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss verbunden, so wird der Kondensator aufgeladen. Wird die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung getrennt, so entfällt die Versorgungsspannung und der Kondensator entlädt sich über den Lastwiderstand . Der Kondensator und der Lastwiderstand bilden somit ein RC-Glied, das eine charakteristische Zeitkonstante aufweist. Wird der Steuereinrichtung die Versorgungsspannung wieder bereitgestellt, so kann die am Kondensator anliegende Restspannung von einem Messglied der Steuereinrichtung gemessen und aus der Restspannung kann von einem Auswerteglied der Steuereinrichtung auf die Zeitdauer des spannungslosen Zustands geschlossen werden. Von Vorteil ist es, wenn mittels des Kondensators Zeiträume bis mindestens 10 Minuten erfasst werden können.
Die Steuereinrichtung kann einen mikroelektronischen Schaltkreis, vorzugsweise einen MikroController, aufweisen, in den ein Messglied zur Erfassung der Restspannung des Kondensators und ein Auswerteglied zur Auswertung der Restspannung integriert sind .
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpenanordnung weist die Sensoreinrichtung ein erstes Sensorelement auf zur Bereitstellung eines Einschaltsignals zum Einschalten des Motors und ein zweites Sensorelement zur Bereitstellung eines Ausschaltsignals zum Ausschalten des Motors. Dies gibt die Möglichkeit, zum Einschalten des Motors andere Druck- und/oder Strömungszustände der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils heranzuziehen als zum Ausschalten des Motors. Das Ausschalten des Motors kann beispielsweise erfolgen, wenn die Strömung der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils entfällt. Das Einschalten des Motors kann beispielsweise erfolgen, wenn der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils abfällt.
Günstig ist es, wenn die beiden Sensorelemente magnetfeldempfindlich sind und mit einem Permanentmagneten zusammenwirken, der in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit im Strömungskanal bewegbar ist.
Zumindest ein Sensorelement ist bevorzugt als Hall-Sensor ausgebildet.
Bevorzugt weisen die beiden Sensorelemente einander nicht überlappende Detektionsbereiche zum Erfassen des Permanentmagneten auf. Dies gibt die Möglichkeit, den Permanentmagneten in zwei verschiedenen Stellungen zu erfassen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die zeitliche Reihenfolge der von den Sensorelementen bereitgestellten Sensorsignale bestimmbar ist, denn dies gibt die Möglichkeit, die Bewegungsrichtung des Permanentmagneten im Strömungskanal zu bestimmen. In Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Permanentmagneten kann der Motor ein- und ausgeschaltet werden.
Vorteilhafterweise sind die beiden Sensorelemente an der Außenseite des Strömungskanals in Strömungsrichtung der Flüssigkeit im Abstand zueinander angeordnet, und die Schalteinrichtung weist ein magnetfeldempfindliches Schaltelement auf, das an der Außenseite des Strömungskanals den beiden Sensorelementen benachbart angeordnet ist. Der Permanentmagnet bewegt sich im Strömungskanal in Abhängigkeit vom Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit. Je nach Stellung, die der Permanentmagnet einnimmt, kann mittels der beiden Sensorelemente der Motor ein- und ausgeschaltet werden und mittels des magnetfeldempfindlichen Schaltelements kann die Steuereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss verbunden werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Strömungskanal einen Kanaleinlass und einen Kanalauslass auf, zwischen denen im Strömungskanal ein Ventilkörper beweglich angeordnet ist zum Freigeben und Unterbrechen einer Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass und dem Kanalauslass, wobei der Ventilkörper in Kombination mit einer Wandung des Strömungskanals das Rückschlagventil ausbildet und der Strömungskanal einen Schließbereich und einen Freigabebereich aufweist, wobei die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass und dem Kanalauslass bei einer Positionierung des Ventilkörpers innerhalb des Schließbereichs unterbrochen und bei einer Positionierung des Ventilkörpers innerhalb des Freigabebereichs freigegeben ist, wobei der Ventilkörper innerhalb des Schließbereichs in Abhängigkeit von dem auf den Ventilkörper einwirkenden Druck der Flüssigkeit entgegen der Wirkung mindestens eines Rückstellelements bewegbar ist, und wobei der Ventilkörper innerhalb des Freigabebereichs in Abhängigkeit von der Strömungsrate der den Strömungskanal durchströmenden Flüssigkeit entgegen der Wirkung mindestens eines Rückstellelements bewegbar ist, und wobei der Ventilkörper von der Sensoreinrichtung in einer ersten Stellung zum Einschalten des Motors und in einer zweiten Stellung zum Ausschalten des Motors erfassbar ist und wobei die Schalteinrichtung ein in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers öffnen- und schließbares Schaltelement aufweist zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung .
Bei einer derartigen Ausgestaltung kann sich ein Ventilkörper der Flüssigkeitspumpenanordnung innerhalb des Strömungskanals in einem Schließbereich und einem Freigabebereich bewegen. Befindet sich der Ventilkörper im
Schließbereich, so unterbricht er die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass und dem Kanalauslass. Der Schließbereich kann sich beispielsweise über eine Länge von etwa einem Viertel bis etwa Dreiviertel der
Gesamtlänge des Strömungskanals erstrecken. Die Stellung, die der Ventilkörper innerhalb des Schließbereichs einnimmt, ist davon abhängig, welcher Druck auf den Ventilkörper einwirkt. Es handelt sich hierbei um den Druck der Flüssigkeit, der bei unterbrochener Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass und dem Kanalauslass stromabwärts des Ventil körpers herrscht. Befindet sich der Ventilkörper im Freigabebereich, so gibt er die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass und dem Kanalauslass frei. Der Freigabebereich kann sich beispielsweise über eine Länge von etwa einem Viertel bis etwa Dreiviertel der Gesamtlänge des Strömungskanals erstrecken. Die Stellung, die der Ventilkörper innerhalb des Freigabebereichs einnimmt, ist von der Strömungsrate der den Strömungskanal durchströmenden Flüssigkeit abhängig. Bei geringer Strömungsrate nimmt der Ventilkörper innerhalb des Freigabebereichs eine Position in geringerem Abstand zum Schließbereich ein und bei großer Strömungsrate nimmt der Ventilkörper innerhalb des Freigabebereichs eine Position in einem größeren Abstand zum Schließbereich ein.
Mittels der Sensoreinrichtung kann der Ventilkörper in zwei Stellungen erfasst werden. Von der Sensoreinrichtung kann ein Sensorsignal bereitgestellt werden, das von dem auf den Ventilkörper einwirkenden Druck und von der Strömungsrate der Flüssigkeit im Strömungskanal abhängig ist. Der Ventilkörper bildet somit in Kombination mit der Wandung des Strömungskanals das Rückschlagventil aus und weist zusätzlich die Funktion eines Durchflusssensors und eines Drucksensors auf. Der Motor der Flüssigkeitspumpenanordnung kann bei einer derartigen Ausgestaltung auf einfache Weise mittels des Ventilkörpers gesteuert werden. Wird von der Flüssigkeitspumpenanordnung Flüssigkeit über das Flüssigkeitsabgabeorgan abgegeben, so wird der Ventilkörper von der den Strömungskanal durchströmenden Flüssigkeit entgegen der Wirkung mindestens eines Rückstellelements innerhalb des Freigabebereichs in eine zum Schließbereich beabstandete Freigabestellung bewegt. Wird von einem Benutzer die Flüssigkeitsabgabe der Flüssigkeitspumpenanordnung beendet, indem er das Flüssigkeitsabgabeorgan verschließt, so entfällt die auf den Ventilkörper einwirkende Strömung der Flüssigkeit und der Ventilkörper bewegt sich unter der Wirkung mindestens eines Rückstellelements in eine Ruhestellung . Das Erreichen der Ruhestellung kann von der Sensoreinrichtung erfasst werden und daraufhin kann der Motor der Flüssigkeitspumpenanordnung abgeschaltet werden. Die Flüssigkeitspumpenanordnung befindet sich dann in einem ersten Standby-Zustand mit geringem Energieverbrauch. Mit dem Abschalten des Motors entfällt die Förderwirkung der Pumpe und die zwischen dem Ventilkörper und dem Flüssigkeitsabgabeorgan eingeschlossene und unter Druck stehende Flüssigkeit bewegt den Ventilkörper von der Ruhestellung entgegen der Wirkung mindestens eines Rückstellelements in eine Schließstellung . Das Erreichen der Schließstellung kann von der Sensoreinrichtung ebenfalls erfasst werden. Die Sensoreinrichtung stellt daraufhin der Steuereinrichtung ein entsprechendes Sensorsignal zur Verfügung. Dieses Sensorsignal zeigt, dass der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Ventilkörpers einen vorgegebenen Maximalwert überschritten hat. Die Steuereinrichtung kann dann, vorzugsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Mindestdauer der Überschreitung, die Verbindung zum Spannungsversorgungsanschluss unterbrechen, so dass die Flüssigkeitspumpenanordnung anschließend keine Energie mehr verbraucht. Die Flüssigkeitspumpenanordnung befindet sich dann in einem zweiten
Standby-Zustand. Öffnet der Benutzer anschließend wieder das Flüssigkeitsabgabeorgan, so sinkt der auf den Ventilkörper einwirkende Druck und der Ventilkörper wird von mindestens einem Rückstellelement von der Schließstellung in Richtung Freigabebereich bewegt. Er erreicht hierbei eine Stellung, in der er in der Weise mit einem Schaltelement der Schalteinrichtung zusammenwirkt, dass die Steuereinrichtung über das Schaltelement mit dem Spannungsversorgungsanschluss verbunden wird. Daraufhin kann die Steuereinrichtung zum einen den Motor der Pumpe erneut aktivieren, so dass sich die Flüssigkeitspumpenanordnung wieder im aktiven Betriebszustand befindet, und zum anderen kann die Steuereinrichtung die Verbindung zum Spannungsversorgungsanschluss elektronisch aufrechterhalten. Die Abgabe von Flüssigkeit kann somit fortgesetzt werden . Bei der Stellung, in der der Ventilkörper mit dem Schaltelement der Schalteinrichtung zur Bereitstellung der Spannungsversorgung der Steuereinheit zusammenwirkt, kann es sich beispielsweise um die Ruhestellung handeln, die auch von der Sensoreinrichtung erfasst wird.
Der Ventilkörper liegt bei einer derartigen Ausgestaltung in der Schließstellung nicht etwa unbeweglich an einem starren Ventilsitz an, vielmehr kann sich der Ventilkörper bei unterbrochener Strömungsverbindung zwischen dem Kanal- einlass und dem Kanalauslass in Abhängigkeit von dem auf den Ventilkörper einwirkenden Druck innerhalb des Schließbereichs bewegen. Dies gibt die Möglichkeit, mittels der Sensoreinrichtung ein Steuersignal zum Trennen der Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung bereitzustellen, wenn der auf den Ventilkörper einwirkende Druck einen Maximalwert überschreitet. Außerdem kann durch Positionierung des Ventilkörpers in einer vorgegebenen Stellung die Verbindung zwischen dem Spannungsversorgungsanschluss und der Steuereinrichtung unabhängig von der Steuereinrichtung mittels der Schalteinrichtung wieder hergestellt werden und der Motor kann anschließend von der Steuereinrichtung wieder eingeschaltet werden, und bei Wegfall der Strömung der Flüssigkeit kann der Motor von der Steuereinrichtung ausgeschaltet werden.
Der Ventilkörper trägt günstigerweise mindestens einen Permanentmagneten.
Wie bereits erwähnt, können die Sensorelemente der Sensoreinrichtung magnetfeldempfindlich sein, so dass sie den am Ventilkörper festgelegten Permanentmagneten erfassen können.
Günstigerweise ist der Strömungskanal stromaufwärts einer Pumpkammer der Pumpe angeordnet. Der Strömungskanal kann sich beispielsweise zwischen einem Pumpeneinlass der Flüssigkeitspumpenanordnung und der Pumpkammer der Pumpe erstrecken.
Es kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper ein Dichtelement aufweist, das bei einer Bewegung des Ventilkörpers innerhalb des Schließbereichs an der Kanalwand entlang gleitet.
Das Dichtelement umfasst günstigerweise eine Dichtlippe.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement als O-Ring ausgestaltet ist. Bevorzugt ist der Ventilkörper in Strömungsrichtung der Flüssigkeit verschiebbar gehalten.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Strömungskanal geradlinig ausgestaltet ist und der Ventilkörper innerhalb des Strömungskanals linear verschiebbar gehalten ist.
Der Schließbereich des Strömungskanals ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zylindrisch ausgestaltet oder er erweitert sich in Strömungsrichtung der Flüssigkeit.
Insbesondere eine konische Ausgestaltung des Schließbereichs hat sich als vorteilhaft erwiesen. Eine konische Ausgestaltung des Schließbereichs hat den Vorteil, dass sich die auf das Dichtelement einwirkende Presskraft innerhalb des Schließbereichs zunehmend erhöht, je weiter sich der Ventilkörper dem Kanaleinlass annähert. Dies führt zu einer zunehmenden Dichtwirkung . Eine derartige Bewegung führt der Ventilkörper aus, wenn sich der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Ventilkörpers erhöht. Der Konuswinkel des Schließbereichs beträgt bevorzugt weniger als 5°, insbesondere weniger als 1°, beispielsweise 0,6°.
Von Vorteil ist es, wenn sich der Durchmesser des Strömungskanals im Freigabebereich sprunghaft erweitert. Bei einer derartigen Ausgestaltung weist der Freigabebereich einen sich an den Schließbereich anschließenden ersten Teilbereich mit geringerem Durchmesser und einen sich daran anschließenden zweiten Teilbereich mit größerem Durchmesser auf.
Nimmt der Ventilkörper eine Position im ersten Teilbereich ein, so beträgt die Strömungsrate der Flüssigkeit günstigerweise maximal 60 Liter pro Stunde.
Nimmt der Ventilkörper eine Position im zweiten Teilbereich ein, so beträgt die Strömungsrate der Flüssigkeit günstigerweise mehr als 60 Liter pro Stunde. Bevorzugt ist der Ventilkörper im ersten Teilbereich von der Sensoreinrichtung erfassbar. Dies gibt die Möglichkeit, den Motor der Flüssigkeitspumpenanordnung auszuschalten, falls sich der Ventilkörper länger als ein vorgegebenes Zeitintervall bei eingeschaltetem Motor im ersten Teilbereich befindet, denn ein längerer Aufenthalt des Ventilkörpers im ersten Teilbereich bei laufendem Motor und damit bei aktiver Pumpe deutet auf eine mangelnde Umströmung des Ventilkörpers mit Flüssigkeit hin, insbesondere auf einen Flüssigkeitsmangel, so dass die Gefahr einer Beschädigung der Pumpe besteht. Die Aufenthaltsdauer des Ventilkörpers im ersten Teilbereich ist deshalb bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfassbar und bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Aufenthaltsdauer bei eingeschaltetem Motor ist der Motor günstigerweise von der Steuereinrichtung abschaltbar.
Zumindest ein Rückstellelement ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Rückstellfeder ausgebildet. Mit zunehmendem Abstand, den der Ventilkörper zu einer Ruhestellung einnimmt, wird von der Rückstellfeder eine zunehmende Rückstellkraft auf den Ventilkörper ausgeübt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkörper innerhalb des Schließbereichs entgegen der Wirkung eines ersten Rückstellelements bewegbar, das vorzugsweise als Rückstellfeder ausgestaltet ist, und der Ventilkörper ist innerhalb des Freigabebereichs entgegen der Wirkung eines zweiten Rückstellelements bewegbar, das vorzugsweise ebenfalls als Rückstellfeder ausgebildet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Flüssigkeitspumpenanordnung zwei Rückstellfedern auf, wobei der Ventilkörper bei einer Positionierung stromaufwärts einer Ruhestellung von einer ersten Rückstellfeder und bei einer Positionierung stromabwärts der Ruhestellung von einer zweiten Rückstellfeder mit einer Rückstell kraft beaufschlagbar ist. Günstigerweise nimmt der Ventilkörper die Ruhestellung ein, wenn er weder einer Druckbelastung noch einer Belastung durch die strömende Flüssigkeit unterliegt.
Der Ventilkörper nimmt in der Ruhestellung günstigerweise eine dem Schließbereich unmittelbar benachbarte Position innerhalb des Freigabebereichs ein.
Die nachfolgende Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen :
Figur 1 : eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpenanordnung;
Figur 2 : eine schematische Teillängsschnittansicht einer Pumpe der Flüssigkeitspumpenanordnung aus Figur 1;
Figur 3 : eine schematische Schnittansicht der Pumpe längs der Linie 3-3 aus
Figur 2, wobei ein Ventilkörper eine Freigabestellung einnimmt;
Figur 4: eine schematische Schnittansicht entsprechend Figur 3, wobei der
Ventilkörper eine Ruhestellung einnimmt;
Figur 5 : eine schematische Schnittansicht entsprechend Figur 3, wobei der
Ventilkörper eine Schließstellung einnimmt, und
Figur 6: ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung der Flüssigkeitspumpenanordnung aus Figur 1.
In der Zeichnung ist schematisch eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpenanordnung in Form einer Gartenpumpe schematisch dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Die Gartenpumpe 10 umfasst ein Außengehäuse 12, das von einer ersten Gehäusehalbschale 14 und einer zweiten Gehäusehalbschale 16 gebildet wird . Die beiden Gehäusehalbschalen 14, 16 nehmen zwischen sich eine Motorpumpeneinheit 18 auf mit einem Elektromotor 20 und einer vom Elektromotor 20 angetriebenen Flüssigkeitspumpe 22. Zum Steuern des Elektromotors 20 weist die Gartenpumpe 10 eine Steuereinrichtung 24 auf sowie einen Hauptschalter 26.
Die Flüssigkeitspumpe 22 weist ein aus einem Kunststoffmaterial gefertigtes Pumpengehäuse 28 auf, das eine Pumpkammer 30 umgibt. In der Pumpkammer 30 ist ein Pumpglied in Form eines Laufrades 32 drehbar gelagert, das vom Elektromotor 20 in Drehung versetzt werden kann. Von der Pumpkammer 30 führt eine Ausgangsleitung 34 zu einem Pumpenauslass 36. An den Pum- penauslass kann in üblicher und deshalb in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellter Weise eine Ausgangsleitung, beispielsweise ein Gartenschlauch, angeschlossen werden . Die Ausgangsleitung trägt an ihrem freien, der Flüssigkeitspumpe 20 abgewandten Ende üblicherweise ein Flüssigkeitsabgabeorgan, über das die von der Flüssigkeitspumpe 22 geförderte Flüssigkeit abgegeben werden kann. Das Flüssigkeitsabgabeorgan kann beispielsweise in Form eines Wasserhahns, einer Sprühdüse oder einer Spritzpistole ausgestaltet sein und kann vom Benutzer wahlweise geöffnet und verschlossen werden, um die Flüssigkeitsabgabe zu steuern.
Stromaufwärts der Pumpkammer 30 weist das Pumpengehäuse 28 einen Einfüllschacht 38 auf, über den der Pumpkammer 30 Flüssigkeit zugeführt werden kann. Der Einfüllschacht 38 weist eine Einfüllöffnung 40 auf, die von einem Schraubdeckel 42 verschließbar ist. Unterhalb der Einfüllöffnung 40 mündet ein Einlassstutzen 44 in den Einfüllschacht 38. Der Einlassstutzen 44 bildet einen Pumpeneinlass 46 aus, an den eine dem Fachmann an sich bekannte und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht in der Zeichnung nicht dargestellte Versorgungsleitung, beispielsweise ein Saugschlauch, angeschlossen werden kann. Über die Versorgungsleitung kann dem Pumpeneinlass 46 zu fördernde Flüssigkeit zugeführt werden . Innerhalb des Einfüllschachts 38 ist ein Kanalkörper 52 angeordnet, der einen Strömungskanal 54 definiert. Der Strömungskanal 54 weist einen der Einfüllöffnung 40 zugewandten ersten Kanalabschnitt 56 auf, der über eine radial nach innen gerichtete Stufe 58 in einen zweiten Kanalabschnitt 60 übergeht. Der zweite Kanalabschnitt 60 erstreckt sich bis zu einer konischen Kanalerweiterung 61, an die sich ein dritter Kanalabschnitt 62 anschließt, der sich bis zu einem der Einfüllöffnung 40 abgewandten Schachtboden 64 des Einfüllschachtes 38 erstreckt.
Der erste Kanalabschnitt 56 bildet einen der Einfüllöffnung 40 zugewandten Kanaleinlass 66 aus und der dritte Kanalabschnitt 62 weist auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten zwei Kanalauslässe 68, 70 auf.
In Höhe der Stufe 58 des Kanalkörpers 52 bildet der Einfüllschacht 38 eine radial nach innen gerichtete Schachtverengung 72 aus, an die der Kanalkörper 52 unter Zwischenlage eines Dichtelementes anlegbar ist. Das Dichtelement ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als O-Ring 74 ausgebildet.
In Höhe des Kanaleinlasses 66 weist der ersten Kanalabschnitt 56 einen radial nach außen gerichteten Stützrand 76 auf. Der erste Kanalabschnitt 56 ist in Umfangsrichtung von einer ersten Rückstellfeder 78 umgeben, die sich einerseits am Stützrand 76 und andererseits an der Schachtverengung 72 abstützt. Die erste Rückstellfeder 78 bildet eine Druckfeder aus, die den Kanalkörper 52 mit einer Federkraft beaufschlagt, die bezogen auf die Längsachse 80 des Einfüllschachtes 38 axial nach oben gerichtet ist.
Im ersten Kanalabschnitt 56 ist ein Führungsglied 82 angeordnet, das an der Stufe 58 festgelegt ist und das einen fluchtend zur Längsachse 80 ausgerichteten Durchlass 84 aufweist. Der Durchlass 84 bildet eine Führung aus für einen Führungsstößel 94, der einstückig mit einem im Strömungskanal 54 beweglich angeordneten Ventilkörper 86 verbunden ist. Der Ventilkörper 86 ist im Wesentlichen glockenförmig ausgestaltet und in Umfangsrichtung von einem Dichtelement in Form eines Dichtrings 90 umgeben. Der Dichtring 90 weist eine Dichtlippe 92 auf. Der Ventilkörper 86 bildet in Kombination mit dem Kanalkörper 52, der die Wandung des Strömungskanals 54 bereitstellt, ein Rückschlagventil aus.
An den Ventilkörper 86 schließt sich koaxial zur Längsachse 80 ausgerichtet einstückig der geradlinige Führungsstößel 94 an, der den Durchlass 94 durchgreift und seinem dem Schließkörper 88 abgewandten freien Ende benachbart einen tellerförmigen Federhalter 96 trägt.
Zwischen den Federhalter 96 und das Führungsglied 82 ist eine zweite Rückstellfeder 98 eingespannt. Die zweite Rückstellfeder 98 bildet ein Stellglied aus zur Positionierung des Ventilkörpers 86 im Strömungskanal 54. Die zweite Rückstellfeder 98 umgibt den Führungsstößel 94 im Bereich zwischen dem Federhalter 96 und dem Führungsglied 82.
Zwischen den Ventilkörper 86 und das Führungsglied 92 ist eine dritte Rückstellfeder 100 eingespannt. Die dritte Rückstellfeder 100 bildet ein weiteres Stellglied aus zur Positionierung des Ventilkörpers 86 im Strömungskanal 54.
In den ersten Kanalabschnitt 96 taucht ein Endbereich eines Filterelements 102 ein, das sich ausgehend von der Stufe 58 bis zum Schraubdeckel 42 erstreckt und mit dem Kanalkörper 52 lösbar verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filterelement 102 über eine in der Zeichnung nur grob schematisch dargestellte Bajonettverbindung 104 mit dem Kanalkörper 52 lösbar verbunden. Derartige Bajonettverbindungen 104 sind dem Fachmann an sich bekannt und bedürften vorliegend keiner detaillierten Erläuterung .
Vom Schraubdeckel 42 wird der Kanalkörper 52 über das Filterelement 102 mit einer der Wirkung der ersten Rückstellfeder 78 entgegen gerichteten Druckkraft beaufschlagt, unter deren Wirkung der Kanalkörper 52 unter Zwischenlage des O-Ringes 74 dicht an der Schachtverengung 72 anliegt. Flüssigkeit, die der Flüssigkeitspumpe 22 über den Pumpeneinlass 46 zugeführt wird, kann somit bei mittels des Schraubdeckels 42 verschlossener Einfüllöffnung 40 die Pumpkammer 30 nur über den Strömungskanal 54 erreichen, sie kann jedoch bei verschlossener Einfüllöffnung 40 den Kanalkörper 52 nicht umströmen.
Wird jedoch die Einfüllöffnung 40 geöffnet, indem der Schraubdeckel 42 von der Einfüllöffnung 40 entfernt wird, so hebt die erste Rückstellfeder 78 den Kanalkörper 52 so weit an, dass er einen Abstand zur Schachtverengung 72 einnimmt und über die Einfüllöffnung 40 in den Einfüllschacht 38 eingefüllte Flüssigkeit den Kanalkörper 52 ungehindert umströmen kann. Dies erlaubt es, die Pumpkammer 30 zur Inbetriebnahme der Gartenpumpe 10 über die Einfüllöffnung 40 mit Flüssigkeit zu befüllen.
Wie aus den Figuren 3, 4 und 5 deutlich wird, trägt der Ventilkörper 86 auf der Außenseite einen Dauermagneten 106. Dem Dauermagneten 106 sind eine Sensoreinrichtung 108 und ein magnetfeldempfindliches Schaltelement in Form eines Reedschalters 128 zugeordnet, die in Höhe des zweiten Kanalabschnitts 60 an einer Außenseite 110 des Pumpengehäuses 28 angeordnet sind .
Die Sensoreinrichtung 108 umfasst ein erstes Sensorelement 112, das in axialer Richtung bezogen auf die Längsachse 80 in einem Abstand zur Stufe 58 angeordnet ist. Außerdem weist die Sensoreinrichtung 108 ein zweites Sensorelement 114 auf, das der Stufe 58 abgewandt in einem axialen Abstand zum ersten Sensorelement 112 angeordnet ist. In geringem Abstand zum zweiten Sensorelement 114 bildet der Strömungskanal 54 im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Kanalabschnitt 60 und dem dritten Kanalabschnitt 62 die konische Kanalerweiterung 61 aus. Stromaufwärts der Kanalerweiterung 61, das heißt im Bereich zwischen der Kanalerweiterung 61 und der Stufe 58, bildet der Strömungskanal 54 einen Schließbereich 118 aus, und stromabwärts der Kanalerweiterung 61, das heißt im Bereich zwischen der Kanalerweiterung 61 und dem Schachtboden 64 bildet der Strömungskanal 54 einen Freigabebereich 120 aus. Befindet sich der Ventilkörper 86 im Schließbereich 118, so liegt er mit der Dichtlippe 92 flüssigkeitsdicht an der Kanalwand 122 des Strömungskanals 54 an. Bei einer Bewegung des Ventilkörpers 86 innerhalb des Schließbereiches 118 gleitet die Dichtlippe 92 an der Kanalwand 122 entlang.
Befindet sich der Ventilkörper 86 im Freigabebereich 120, so nimmt er einen Abstand zur Kanalwand 122 ein, indem sich zwischen der Dichtlippe 92 und der Kanalwand 122 ein Ringspalt 124 ausbildet. Flüssigkeit kann vom Kanaleinlass 66 durch den Ringspalt 124 hindurch zu den Kanalauslässen 68, 70 strömen, wenn der Ventilkörper 86 eine Stellung innerhalb des Freigabebereiches 120 einnimmt. Befindet sich der Ventilkörper 86 jedoch im Schließbereich 118, so wird die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass 66 und den Kanalauslässen 68, 70 vom Ventilkörper 86 unterbrochen.
Der Freigabebereich 120 ist koaxial zum Schließbereich 118 ausgerichtet. Der Strömungskanal 54 ist im Schließbereich 118 konisch ausgestaltet, wobei er sich mit zunehmendem Abstand vom Kanaleinlass 66 erweitert. Dies hat zur Folge, dass die Dichtlippe 92 innerhalb des Schließbereiches 118 bei Annäherung an den Kanaleinlass 66 einer zunehmenden radial nach innen gerichteten Presskraft unterliegt, je weiter sich der Ventilkörper 86 in die dem Freigabebereich 120 abgewandte Richtung - in den Figuren 2 bis 5 also nach oben - bewegt. Die zunehmende Presskraft steigert die Dichtwirkung der Dichtlippe 92.
An die konische Kanalerweiterung 61 schließt sich der Freigabebereich 120 mit einem ersten Teilbereich 121 an, der sich bis zum Rand der Kanalauslässe 68, 70 erstreckt. In Höhe der Kanalauslässe 68, 70 bildet der Freigabebereich 120 einen zweiten Teilbereich 123 aus, der aufgrund der Kanalauslässe 68, 70 einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der erste Teilbereich 121. Der Strömungsquerschnitt ändert sich somit sprunghaft beim Übergang vom ersten Teilbereich 121 zum zweiten Teilbereich 123.
Die beiden Sensorelemente 112 und 114 sind in Form magnetfeldempfindlicher Sensoren, insbesondere in Form von Hall-Sensoren, ausgestaltet, die über eine Sensorleitung 126 mit der Motorsteuerung 24 elektrisch in Verbindung stehen.
Der Ventilkörper 86 ist innerhalb des Strömungskanals 54 in Abhängigkeit von den sich innerhalb des Strömungskanals 54 ausbildenden Druck- und Strömungsverbindungen in axialer Richtung hin und her bewegbar. Wie bereits erläutert, unterbricht er die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass 66 und den Kanalauslässen 68, 70, wenn er sieh innerhalb des Schließbereiches 118 befindet, und er gibt die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass 66 und den Kanalauslässen 68, 70 frei, wenn er sich innerhalb des Freigabebereiches 120 befindet.
Nimmt der Ventilkörper 86 eine dem ersten Sensorelement 112 benachbarte Schließstellung ein, wie sie in Figur 5 dargestellt ist, so befindet er sich im Detektionsbereich des ersten Sensorelements 112 und wird von diesem erfasst. In der Schließstellung unterbricht der Ventilkörper 86 die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass 66 und den Kanalauslässen 68, 70 vollständig .
Nimmt der Ventilkörper 86 eine dem zweiten Sensorelement 114 benachbarte Ruhestellung ein, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, so befindet er sich im Detektionsbereich des zweiten Sensorelements 114 und wird von diesem erfasst. In der Ruhestellung kann der Ventilkörper 86 von der Flüssigkeit mit einer Strömungsrate von maximal 60 Liter pro Minute umströmt werden. In der Ruhestellung befindet sich der Ventilkörper im ersten Teilbereich 121 des Freigabebereichs 120.
Die beiden Sensorelemente 112, 114 sind in einem derartigen Abstand zueinander angeordnet, dass sich ihre Detektionsbereiche nicht überlappen.
Befindet sich der Ventilkörper 86 im zweiten Teilbereich 123 des Freigabebereichs 120, d.h. im Bereich der Kanalauslässe 68, 70, so nimmt er einen deutlichen Abstand zum ersten Sensorelement 112 und zum zweiten Sensor- element 114 ein und kann von den Sensorelementen 112 und 114 nicht erfasst werden. Wird weder vom ersten Sensorelement 112 noch vom zweiten Sensorelement 114 ein Sensorsignal bereitgestellt, so lässt dies darauf schließen, dass der Ventilkörper 86 eine Freigabestellung einnimmt, wie sie in Figur 3 veranschaulicht ist. Diese Freigabestellung nimmt der Ventilkörper 86 ein, falls die Flüssigkeitspumpe 22 eingeschaltet und von der Flüssigkeitspumpe 22 Flüssigkeit über den Pumpenauslass 36 abgegeben wird . In diesem Fall wird der Strömungskanal 54 von Flüssigkeit durchströmt, unter deren Wirkung der Ventilkörper 86 entgegen der Federkraft der zweiten Rückstellfeder 98 in die den Kanaleinlass 66 abgewandte Richtung bewegt wird.
Ungefähr in Höhe des ersten Sensorelements 112 ist an der Außenseite 110 der bereits erwähnte Reedschalter 128 angeordnet. Der Reedschalter 128 bildet ein erstes Schaltelement einer Schalteinrichtung 130, die in Figur 6 schematisch dargestellt ist. Zusätzlich zum Reedschalter 128 weist die Schalteinrichtung 130 ein zweites Schaltelement in Form eines elektrisch steuerbaren Schalters auf, der parallel zum Reedschalter 128 in eine erste Spannungsversorgungsleitung 134 geschaltet ist, über die die Steuereinrichtung 24 mit einem ersten Spannungsversorgungsanschluss 136 in Verbindung steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der elektrisch steuerbare Schalter als Triac 132 ausgestaltet. In Reihe zum Reedschalter 128 und zum Triac 132 ist der Hauptschalter 26 angeordnet. Ein zweiter Spannungsversorgungsanschluss 138 ist über eine zweite Spannungsversorgungsleitung 140 mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Über die beiden Spannungsversorgungsleitungen 134, 140 kann der Steuereinrichtung 24 eine elektrische Versorgungsspannung bereitgestellt werden. Die Verbindung zwischen dem ersten Spannungsversorgungsanschluss 136 und der Steuereinrichtung 24 kann über den Reedschalter 128 und auch über den Triac 132 erfolgen.
Der Triac 132 weist einen Steuereingang 142 auf, der über eine Steuerleitung 144 mit der Steuereinrichtung 24 verbunden ist. Der Detektionsbereich des Reedschalters 128 ist praktisch mit dem Detek- tionsbereich des ersten Sensorelements 112 identisch, wobei der Reedschalter 128 offen ist, wenn sich der Ventilkörper 86 mit seinem Permanentmagneten 106 im Detektionsbereich des Reedschalters 128 befindet. Befindet sich der Ventilkörper 86 mit seinem Permanentmagneten 106 außerhalb des Detek- tionsbereichs des Reedschalters 128, so ist der Reedschalter 128 geschlossen und somit über den Reedschalter 128 eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Spannungsversorgungsanschluss 136 und der Steuereinrichtung 24 bereitgestellt unabhängig vom Schaltzustand des Schalttransistors 132. Befindet sich der Ventilkörper 86 mit seinem Permanentmagneten 106 im Detektionsbereich des Reedschalters 128, so ist der Reedschalters 128 geöffnet und eine Verbindung zwischen dem ersten Spannungsversorgungsanschluss 136 und der Steuereinrichtung 24 kann lediglich über den Triac 132 erfolgen, sofern dieser von der Steuereinrichtung 24 ein entsprechendes Steuersignal erhält.
Die Steuereinrichtung 24 weist ein Zeitglied 146 auf mit einem Kondensator 148 und mit einem Lastwiderstand 150, der parallel zum Kondensator 148 geschaltet ist. Der Kondensator 148 wird geladen, sofern die Steuereinrichtung 24 über die erste Spannungsversorgungsleitung 134 und die zweite Spannungsversorgungsleitung 140 mit Versorgungsspannung beaufschlagt wird. Entfällt die Versorgungsspannung, indem die elektrische Verbindung über die Spannungsversorgungsleitung 134 unterbrochen wird, so entlädt sich der Kondensator 148 über den Lastwiderstand 150 mit einer vorgegebenen Zeitkonstanten, die durch die Kapazität des Kondensators 148 und den
Ohmschen Widerstand des Lastwiderstandes 150 vorgegeben ist. Wird nach einem spannungslosen Zustand der Steuereinrichtung 24 wieder eine Versorgungsspannung bereitgestellt, so kann die am Lastwiderstand 150 noch anliegende Spannung von einem Messglied der Steuereinrichtung 24 erfasst werden und die erfasste Spannung ermöglicht es, die Zeitdauer des spannungslosen Zustandes mit Hilfe eines Auswerteglieds der Steuereinrichtung 24 zu bestimmen. Folgen mehrere spannungslose Zustände mit identischer Dauer unmittelbar aufeinander, so kann dies von der Steuereinrichtung 24 als Fehlerfall erkannt werden.
Wird die Pumpkammer 30 bei der Inbetriebnahme der Gartenpumpe 10, wie voranstehend erläutert, mit Flüssigkeit befüllt und wird anschließend die Einfüllöffnung 40 mittels des Schraubdeckels 42 verschlossen, so nimmt der Ventilkörper 86 unter der Wirkung der zweiten Rückstellfeder 98 und der dritten Rückstellfeder 100 zunächst seine Ruhestellung außerhalb des Detektions- bereichs des Reedschalters 128 ein, so dass der Reedschalter 128 seinen geschlossenen Schaltzustand aufweist. Wird anschließend der Hauptschalter 26 betätigt, so wird der Elektromotor 20 von der Steuereinrichtung 24 eingeschaltet, wobei etwaige Signale der Sensorelemente 112, 114 zunächst ignoriert werden. Nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne, die beispielsweise
30 Sekunden betragen kann, wird die Position des Ventilkörpers 86 von der Steuereinrichtung 24 abgefragt. Bei ordnungsgemäßem Betrieb ist die Flüssigkeitspumpe 22 aktiv und der Ventilkörper 86 befindet sich aufgrund der ihn umströmenden Flüssigkeit in seiner Freigabestellung und damit außerhalb der Detektionsbereiche der Sensorelemente 112, 114, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Falls sich der Ventilkörper 86 nach Ablauf der genannten Zeitspanne noch in seiner Ruhestellung und damit im Detektionsbereich des zweiten Sensorelements 114 befindet und von diesem erfasst wird, so deutet dies auf eine fehlende Umströmung hin, zum Beispiel aufgrund einer Störung, beispielsweise aufgrund eines Flüssigkeitsmangels, so dass die Gefahr einer Beschädigung der Flüssigkeitspumpe 22 besteht. In diesem Fall wird der Elektromotor 20 abgeschaltet. Befindet sich der Ventilkörper 86 nach Ablauf der genannten Zeitspanne außerhalb der Detektionsbereiche der beiden Sensorelemente 112, 114, dann nimmt er seine Freigabestellung ein und der Elektromotor 20 bleibt in Betrieb, so dass Flüssigkeit von der Gartenpumpe 10 beispielsweise über einen Gartenschlauch und ein am freien Ende des Gartenschlauchs angeschlossenes Flüssigkeitsabgabeorgan abgegeben werden kann.
Wird die Flüssigkeitsabgabe vom Benutzer beendet, indem er das Flüssigkeitsabgabeorgan verschließt, so entfällt die Flüssigkeitsströmung innerhalb des Strömungskanals 54 und der Ventilkörper 86 wird von der zweiten Rückstellfeder 98 in den Detektionsbereich des zweiten Sensorelements 114 bewegt und von diesem erfasst. Nach einer kurzen Verzögerungszeit, die beispielsweise 5 Sekunden betragen kann, wird dann der Elektromotor 20 aufgrund des vom zweiten Sensorelement 114 bereitgestellten Sensorsignals ausgeschaltet. Innerhalb der Verzögerungszeit baut sich im Gartenschlauch, der als Druckspeicher wirkt, ein Flüssigkeitsdruck auf. Nach Abschalten der Pumpe drückt die zwischen dem Ventilkörper 86 und dem Flüssigkeitsabgabeorgan eingeschlossene und unter Druck stehende Flüssigkeit den Ventilkörper 86 in die in Figur 5 dargestellte Schließstellung und damit in den Detektionsbereich des ersten Sensorelements 112 und des Reedschalters 128. Die Gartenpumpe 10 befindet sich nun in einem ersten Standby-Zustand mit geringem Energieverbrauch.
Hält im dargestellten Ausführungsbeispiel der erste Standby-Zustand über eine vorgegebene Mindestdauer an, beispielsweise über eine Mindestdauer von mehr als 1 oder 2 Minuten, so wird die Verbindung zwischen dem ersten Span- nungsversorgungsanschluss 136 und der Steuereinrichtung 24 mittels des Triacs 132 unterbrochen, indem der Triac 132 aufgrund eines Steuersignals der Steuereinheit 24 in seinen offenen Schaltzustand übergeht. Da sich der Ventilkörper 86 mit seinem Permanentmagneten 106 in diesem Zustand im Detektionsbereich des Reedschalters 128 befindet, ist der Reedschalter 128 geöffnet und das zusätzliche Öffnen auch des Triacs 132 hat zur Folge, dass die Steuereinrichtung 24 von der Versorgungsspannung vollständig getrennt wird . Damit entfällt jeglicher Energieverbrauch der Gartenpumpe 10 und die Gartenpumpe 10 befindet sich in einem zweiten Standby-Zustand .
Bei einer alternativen Ausgestaltung erfolgt der Übergang vom ersten in den zweiten Standby-Zustand bereits vor Ablauf einer Mindestdauer, sobald der Ventilkörper 86 seine Schließstellung erreicht. Das Erreichen der vorgegebenen Schließstellung und damit des Detektionsbereichs des ersten Sensorelements 112 erfolgt dann, wenn der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Ventilkörpers 86 einen vorgegebenen Maximalwert überschritten hat. Wird zu einem späteren Zeitpunkt die Flüssigkeitsabgabe vom Benutzer wieder freigegeben, indem er das Flüssigkeitsabgabeorgan öffnet, so fällt der Druck stromabwärts des Ventilkörpers 86 ab und unter der Wirkung der dritten Rückstellfeder 100 wird der Ventilkörper 86 aus dem Detektionsbereich des Reedschalters 128 herausbewegt in Richtung auf den Freigabebereich 120. Dies hat zur Folge, dass der Reedschalter 128 schließt und somit der Steuereinrichtung 24 über den Reedschalter 128 eine Versorgungsspannung bereitgestellt wird . Dies wiederum bewirkt, dass die Steuereinrichtung 24 den Triac 132 schließt und anschließend der Steuereinrichtung 24 unabhängig von der Schaltstellung des Reedschalters 128 die zum Betrieb erforderliche Versorgungsspannung bereitgestellt werden kann. Der Elektromotor 20 wird dann wieder eingeschaltet und nach einer kurzen Zeitspanne, die beispielsweise 30 Sekunden betragen kann, wird dann wieder die Position des Ventilkörpers 86 abgefragt, wie dies voranstehend bereits erläutert wurde. Bei ordnungsgemäßem aktiven Betriebszustand befindet sich der Ventilkörper 86 im Freigabebereich 120 außerhalb der Detektionsbereiche der Sensorelemente 112, 114.
Dauert bei der dargestellten Ausführungsform der erste Standby-Zustand, in dem der Ventilkörper seine Schließstellung einnimmt, nur kurze Zeit an, so dass von der Steuereinrichtung 24 die Verbindung zum ersten Spannungsver- sorgungsanschluss 136 noch nicht unterbrochen wird, und wird dann die Flüssigkeitsabgabe vom Benutzer wieder freigegeben, indem er das Flüssigkeitsabgabeorgan öffnet, so bewegt sich der Ventilkörper 86 wie voranstehend erläutert aus dem Detektionsbereich des ersten Sensorelements 112 heraus in Richtung auf den Freigabebereich und der Abfall des zuvor vom ersten Sensorelement 112 bereitgestellten Sensorsignals veranlasst die Steuereinrichtung 24, den Elektromotor 20 wieder einzuschalten, so dass die Flüssigkeitspumpe 22 erneut in Betrieb gesetzt und der Ventilkörper 86 aufgrund der ihn umströmenden Flüssigkeit in die in Figur 3 dargestellte Freigabestellung bewegt wird. Der Ventilkörper 86 bewegt sich hierbei kurzzeitig durch den Detektionsbereich des zweiten Sensorelements 114 hindurch, so dass er vom zweiten Sensorelement 114 kurzzeitig erfasst wird und das zweite Sensorele- ment 114 ein kurzzeitiges, impulsartiges Sensorsignal bereitstellt. Dieses kurzzeitige Sensorsignal hat jedoch keine Änderung der Betriebsweise des Elektromotors 20 zur Folge. Vielmehr erkennt die Steuereinrichtung 24 aus der zeitlichen Reihenfolge der Sensorsignale der Sensorelemente 112, 114 die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 86, der sich im vorliegenden Fall nach dem Einschalten der Flüssigkeitspumpe 22 ordnungsgemäß in seine Freigabestellung bewegt.
Wie aus dem Voranstehenden deutlich wird, zeichnet sich die Gartenpumpe 10 durch eine zuverlässige und äußerst energiearme Steuermöglichkeit aus.
Befindet sich die Gartenpumpe 10 über eine vorgegebene Zeitdauer hinaus in einem ersten Standby-Zustand, in dem der Ventilkörper 86 mit einem vorgegebenen Maximaldruck beaufschlagt wird, so trennt sich die Steuereinrichtung 24 selbsttätig von der Spannungsversorgung, so dass die Gartenpumpe 10 in einen zweiten Standby-Zustand übergeht, in dem sie keine Energie mehr verbraucht. Wird dieser Zustand vom Benutzer beendet, indem er das Flüssigkeitsabgabeorgan öffnet, so wird der Steuereinrichtung 24 selbsttätig wieder eine Versorgungsspannung bereitgestellt, indem der Reedschalter 128 schließt, so dass anschließend ein Übergang in den aktiven Betriebszustand erfolgen kann. Das Ein- und Ausschalten des Elektromotors 20 und auch der Übergang in den spannungslosen Zustand der Steuereinrichtung 24 erfolgen in Abhängigkeit von den stromaufwärts der Pumpkammer 30 im Strömungskanal 24 herrschenden Druck- und Strömungsbedingungen der Flüssigkeit.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Flüssigkeitspumpenanordnung, insbesondere zur Verwendung im Haushalt und/oder Garten, umfassend einen Motor (20) und eine Pumpe (22) zum Fördern einer Flüssigkeit, ein Rückschlagventil, das in einem von der Flüssigkeit durchströmbaren Strömungskanal (54) angeordnet ist, eine Sensoreinrichtung (108) zur Bereitstellung eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit, und eine Steuereinrichtung (24), der von einem Spannungsversorgungsanschluss (134) eine Versorgungsspannung bereitstellbar ist und die mit der Sensoreinrichtung (108) verbunden ist, wobei der Motor (20) von der Steuereinrichtung (24) selbsttätig ein- und ausschaltbar ist in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitspumpenanordnung (10) eine Schalteinrichtung (130) aufweist, wobei mittels der Schalteinrichtung (130) die Steuereinrichtung (24) mit dem Spannungsversorgungsanschluss (136) verbindbar und von diesem trennbar ist in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit.
Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (24) vom Spannungsversorgungsanschluss (136) trennbar ist, sofern der Druck der Flüssigkeit stromabwärts des Rückschlagventils einen Maximalwert überschreitet.
Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (130) ein erstes Schaltelement (128) und ein zweites Schaltelement (132) aufweist, die parallel zueinander in eine Spannungsversorgungsleitung (134) geschaltet sind, wobei das erste Schaltelement (128) unabhängig von der Steuereinrichtung (24) in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit steuerbar ist und wobei das zweite Schaltelement (132) von der Steuereinrichtung (24) steuerbar ist.
4. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement als Druckschalter ausgestaltet ist.
5. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement als Reedschalter (128) ausgestaltet ist.
6. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement als elektrischer Schalter (132) ausgestaltet ist, dessen Steuereingang (142) mit der Steuereinrichtung (24) verbunden ist.
7. Flüssigkeitspumpenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (24) ein Zeitglied (146) aufweist zur Erfassung der Dauer spannungsloser Zustände der Steuereinrichtung (24).
8. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (24) eine Folge gleich langer spannungsloser Zustände erfassbar ist.
9. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (20) von der Steuereinrichtung (24) abschaltbar ist, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden gleich langen spannungslosen Zustände einen vorgegebenen oder vorgebbaren Maximalwert überschreitet.
10. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das Zeitglied (146) einen Kondensator (148) aufweist, der bei Wegfall der Versorgungsspannung über einen Lastwiderstand (150) entladbar ist.
11. Flüssigkeitspumpenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (108) ein erstes Sensorelement (112) zur Bereitstellung eines Einschaltsignals zum Einschalten des Motors (20) und ein zweites Sensorelement (114) zur Bereitstellung eines Ausschaltsignals zum Ausschalten des Motors (20) aufweist.
12. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensorelemente (112, 114) magnetfeldempfindlich sind und mit einem Permanentmagneten (106) zusammenwirken, der in Abhängigkeit von dem stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck- und/oder Strömungszustand der Flüssigkeit im Strömungskanal (54) beweglich gehalten ist.
13. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensorelemente (112, 114) an der Außenseite (110) des Strömungskanals (54) in Strömungsrichtung der Flüssigkeit im
Abstand zueinander angeordnet sind, und dass die Schalteinrichtung (130) ein magnetfeldempfindliches Schaltelement (128) aufweist, das an der Außenseite (110) des Strömungskanals (54) den beiden Sensorelementen (112, 114) benachbart angeordnet ist.
14. Flüssigkeitspumpenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (54) stromaufwärts einer Pumpkammer (30) der Pumpe (22) angeordnet ist.
15. Flüssigkeitspumpenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (54) einen Kanaleinlass (66) und mindestens einen Kanalauslass (68, 70) aufweist, zwischen denen im Strömungskanal (54) ein Ventilkörper (86) beweglich gehalten ist zum Freigeben und Unterbrechen einer Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass (66) und dem mindestens einen Kanal- auslass (68, 70), wobei der Ventilkörper (86) in Kombination mit der Wandung (52) des Strömungskanals (54) das Rückschlagventil ausbildet und der Strömungskanal (54) einen Schließbereich (118) und einen Freigabebereich (120) aufweist, wobei die Strömungsverbindung zwischen dem Kanaleinlass (66) und dem mindestens einen Kanalauslass (68, 70) bei einer Positionierung des Ventilkörpers (86) innerhalb des Schließbereichs (118) unterbrochen und bei einer Positionierung des Ventilkörpers (86) innerhalb des Freigabebereichs (120) freigegeben ist, wobei der Ventilkörper (86) innerhalb des Schließbereichs (118) in Abhängigkeit von dem auf den Ventilkörper (86) einwirkenden Druck der Flüssigkeit entgegen der Wirkung mindestens eines Rückstellelements (100) bewegbar ist, und wobei der Ventilkörper (86) innerhalb des Freigabebereichs (120) in Abhängigkeit von der Strömungsrate der den Strömungskanal (54) durchströmenden Flüssigkeit entgegen der Wirkung mindestens eines Rückstellelements (98) bewegbar ist, und wobei der Ventilkörper (86) von der Sensoreinrichtung (108) in einer ersten Stellung zum Einschalten des Motors (20) und in einer zweiten Stellung zum Ausschalten des Motors (20) erfassbar ist, und wobei die Schalteinrichtung (130) ein in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers (86) öffnen- und schließbares Schaltelement aufweist zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung (24).
16. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließbereich (118) des Strömungskanals (54) zylindrisch oder sich in Strömungsrichtung der Flüssigkeit erweiternd ausgestaltet ist.
17. Flüssigkeitspumpenanordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser des Strömungskanals (54) im Freigabebereich (120) sprunghaft erweitert.
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EP0964157A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-15 Officine di Trevi di Fioretti Gino & C. - S.A.S Tiefbrunnenpumpe mit integriertem Druckschalter
DE19923357A1 (de) 1998-10-07 2000-04-13 Gardena Kress & Kastner Gmbh Flüssigkeitspumpenanordnung, insbesondere für die Verwendung in Haus und/oder Garten
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