[0001] Die Erfindung betrifft eine Umwälzpumpe, insbesondere für Heizungsanlagen, mit einer,
insbesondere temperaturabhängig, betätigbaren Ventileinrichtung zum Verändern des
Querschnittes einer Ansaugöffnung, insbesondere um diese zu verschließen.
[0002] Eine derartige Umwälzpumpe ist beispielsweise aus der DE-OS-2134649 bekannt. Die
dort offenbarte Umwälzpumpe weist einen außerhalb des Pumpengehäuses angeordneten
Stellantrieb auf, um mittels einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Stellantrieb
und dem Stellglied der Ventileinrichtung eine Durchflussregulierung dadurch vorzunehmen,
dass der wirksame Querschnitt, der dem Pumpenlaufrad zugeordneten Ansaugöffnung variierbar
ist. Hierbei ist es als besonders nachteilig auffällig, dass die Gesamtanordnung aus
Pumpe und Stellantrieb eine sehr große Bauform erreicht und darüber hinaus besondere
Dichtungsmaßnahmen zu treffen sind, um über den außen angeordneten Stellantrieb das
innere Ventilstellglied vor der Ansaugöffnung zu bewegen.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es eine konstruktiv vereinfachte Umwälzpumpe bereitzustellen,
die eine Ventileinrichtung zum Verändern des Querschnittes einer Ansaugöffnung aufweist,
insbesondere um die Ansaugöffnung vollständig zu verschließen.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ventileinrichtung und
eine Steuer-/Regeleinrichtung zum Betätigen der Ventileinrichtung innerhalb des Pumpengehäuses
vorgesehen sind.
[0005] Durch die erfindungsgemäße Realisierung sowohl der Ventileinrichtung als auch einer
Steuer-/Regeleinrichtung innerhalb ein und desselben Pumpengehäuses werden Probleme
hinsichtlich der Dichtigkeit vermieden, da keinerlei Übergänge zwischen Steuer-/Regeleinrichtung
und der Ventileinrichtung durch das Gehäuse zu realisieren sind. Insofern werden durch
diese Konstruktion zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen vermieden.
[0006] Weiterhin können separate elektrische Zuleitungen von und zu der Steuer-/Regeleinrichtung
vermieden werden, da diese elektrischen Zuleitungen bei dem erfindungsgemäßen Aufbau
vollständig innerhalb des Pumpengehäuses bzw. innerhalb des Motorraumes realisiert
werden können, was darüber hinaus einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt darstellt.
[0007] Beispielsweise kann auch wenigstens ein Temperatursensor oder ein temperaturempfindliches
Element innerhalb der Pumpe vorgesehen sein, wenn eine Ventileinstellung z.B. in Abhängigkeit
der Fluid- und/oder der Motortemperatur erfolgen soll.
[0008] Die erfindungsgemäße Konstruktion ist sehr kleinbauend, da die Steuer-/Regeleinrichtung
noch im Motorraum des Motors einer Umwälzpumpe realisiert werden kann.
[0009] Eine besonders kleinbauende Bauform kann dadurch erreicht werden, dass bevorzugt
die Ventileinrichtung und die Steuer-/Regeleinrichtung auf einander gegenüberliegenden
Seiten des Antriebsmotors in der Umwälzpumpe angeordnet sind. So kann bevorzugterweise
die Ventileinrichtung direkt vor dem Pumpenlaufrad angeordnet werden, wohingegen die
Steuer-/Regeleinrichtung auf der dem Pumpenlaufrad gegenüberliegenden Seite des Antriebsmotors
angeordnet sein kann. Hierdurch ergibt sich allenfalls eine geringfügige Verlängerung
der Gesamtbauform einer mit einer Ventileinrichtung kombinierten Umwälzpumpe, wobei
der Durchmesser bzw. die Breite herkömmlicher Umwälzpumpen erhalten bleiben kann.
[0010] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ventilstellglied der Ventileinrichtung koaxial
zur Motorwelle bewegbar ist. Hierdurch kann bevorzugt erreicht werden, dass das Ventilstellglied,
welches beispielsweise als ein Ventilteller ausgebildet ist, in Richtung der Längsachse
der Motorwelle auf den Saugmund des Laufrades und/oder eine Ansaugöffnung des Pumpenlaufrades
bzw. einem davor/daran angeordneten Ventilsitz zubewegbar oder von diesem wegbewegbar
ist, um den wirksamen Querschnitt des Saugmundes / der Ansaugöffnung zu variieren,
gegebenenfalls zu verschließen bzw. vollständig zu öffnen. Durch diese Konstruktion
kann erreicht werden, dass das Ventilstellglied innerhalb des Ansaugraumes, der dem
Laufrad einer Umwälzpumpe vorgelagert ist, angeordnet ist, so dass sich keine Vergrößerung
der Bauform aufgrund des ohnehin vorhandenen Ansaugraumes ergibt.
[0011] Eine Betätigung des Ventilstellgliedes der Ventileinrichtung kann bei dieser Bauform
insbesondere dadurch bevorzugt erreicht werden, dass ein Betätigungselement zur Bewegung
des Ventilstellgliedes vorgesehen ist, welches sich von der Steuer-/Regeleinrichtung
durch eine hohl ausgebildete Motorwelle erstreckt. So kann auf diese Weise das Betätigungselement
mittels der Steuer-/Regeleinrichtung temperaturabhängig betätigt d.h. bewegt werden,
wobei sich die Betätigung durch die hohl ausgebildete Motorwelle hindurch in eine
Bewegung des Ventilstellgliedes umsetzt.
[0012] Auf diese Weise kann z.B. temperaturabhängig oder in Abhängigkeit eines gewünschten
Betriebszustandes die wirksame Ansaugöffnung in ihrem Querschnitt verringert oder
vergrößert werden bzw. geschlossen oder geöffnet werden.
[0013] Hierfür kann es z.B. in einer ersten Alternative zur Steuerung/Regelung der Ventileinrichtung
vorgesehen sein, dass Temperaturen an beliebigen Stellen der Pumpe oder im umlaufenden
Fluid detektiert werden und der Steuer-/Regeleinrichtung diese Temperaturen als Messgröße
zugeführt werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Temperatur innerhalb
des Gehäuses, insbesondere innerhalb des Motorraumes detektiert wird, da dann zusätzliche
Maßnahmen zur Übermittlung der Messgrößen in die Steuer-/Regeleinrichtung entfallen
können, insbesondere wenn diese Messgrößen direkt innerhalb der Steuer-/Regeleinrichtung
erfasst werden. Insofern ist auf einfache Art und Weise eine Regelung des Fluiddurchsatzes
bzw. eine Öffnung bzw. Absperrung des Fluids in Abhängigkeit von der Fluidtemperatur
und besonders einfach in Abhängigkeit von der Motortemperatur möglich.
[0014] Eine bevorzugte Konstruktion ist gegeben, wenn das Betätigungselement als eine Stange
ausgebildet ist, die z.B. an ihrem einen Ende das Ventilstellglied trägt oder deren
Ende zur Betätigung der Ventileinrichtung, insbesondere des Ventilstellgliedes vorgesehen
ist. So kann durch eine axiale Verschiebung dieser Stange in Richtung der Motorwelle
das Ventilstellglied, insbesondere ein Ventilteller, relativ gegenüber dem Saugmund
des Laufrades oder einer davor angeordneten Ansaugöffnung positioniert werden. Die
lineare Verschiebung des als Stange ausgebildeten Betätigungselementes in Richtung
der Motorwelle kann hierbei durch jedwede Mechanik innerhalb der Steuer-/Regeleinrichtung
erreicht werden. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass innerhalb der Steuer-/Regeleinrichtung
ein mechanischer und/oder elektrischer Stellantrieb vorgesehen ist, um die Stange
zu betätigen.
[0015] In besonders einfacher Konstruktion ist die Steuer-/Regeleinrichtung als fluidgefülltes
Ausdehnungsgefäß ausgebildet. Ein derartiges fluidgefülltes Ausdehnungsgefäß zeichnet
sich dadurch aus, dass es ein Fluid, beispielsweise ein Gas, ein Wachs oder eine Flüssigkeit
enthält, das einen hohen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, so dass sich bei unterschiedlichen
Temperaturen stark unterschiedliche Volumina innerhalb des Ausdehnungsgefäßes einstellen,
was eine Bewegung einer Druckausgleichsmechanik bewirkt, deren Bewegung sich auf das
z.B. als Stange ausgebildete Betätigungselement überträgt. Hierbei kann eine übliche
mechanische Ausbildung realisiert werden, wie sie von Thermostatventilen her bekannt
ist, um den Stellzapfen zu bewegen.
[0016] Besondere Vorteile ergeben sich bei der Ausbildung als fluidgefülltes Ausdehnungsgefäß
dadurch, dass beispielsweise ein separater Temperatursensor entfallen kann, sofern
eine Temperaturregelung anhand der internen Motortemperatur stattfinden soll.
[0017] Eine weiterhin besonders kleinbauende insbesondere kurze Ausführung einer erfindungsgemäßen
Umwälzpumpe ergibt sich, wenn die Steuer-/Regeleinrichtung, Stator und Rotor des Antriebsmotors
koaxial ineinander angeordnet sind, wobei die Reihenfolge der Ineinander-Anordnung
unerheblich ist.
[0018] Beispielsweise kann die Steuer-/Regeleinrichtung, insbesondere das genannte Ausdehnungsgefäß
koaxial innerhalb des Stators angeordnet sein und weiterhin kann der Rotor um den
Stator herum angeordnet sein.
[0019] Eine Regelung der Durchflussmenge bzw. die Absperrung des Förderfluides z.B. bei
fallenden Temperaturen bzw. Temperaturen unterhalb einer Betriebstemperatur im Motorraum
ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bei stehender Umwälzpumpe eine Zirkulation durch
einen Wärmeverbraucher, der von der jeweiligen Umwälzpumpe mit Fluid versorgt wird,
unterbunden werden soll. Hierdurch kann im erheblichen Maße Energie eingespart werden.
[0020] Eine wesentliche Anwendung einer derartigen z.B. temperaturgesteuerten Umwälzpumpe
ist beispielsweise der Einsatz als dezentrale Heizungspumpe, wo jedem Heizkörper jeweils
eine Umwälzpumpe zugeordnet ist, die ein dort üblicherweise angeordnetes Thermostatventil
ersetzt. Bei dieser Anwendung ist es sinnvoll, nach einer Abschaltung des Motors der
Umwälzpumpe einen möglichen Fluidfluss durch diese Pumpe vollständig zu unterbinden,
dadurch dass eine Öffnung, z.B. die Ansaugöffnung im Fluidweg der Pumpe geschlossen
wird.
[0021] Gemäß der vorgenannten Erfindung wird dies in vorteilhafter Weise dadurch erreicht,
dass bei unter die Betriebstemperatur fallender Temperatur im Motorraum z.B. aufgrund
der Abkühlung des Fluids im Ausdehnungsgefäß automatisch eine Verschiebung des als
Stange ausgebildeten Betätigungselementes in der Richtung erfolgt, dass das Ventilstellglied
die Ansaugöffnung der Umwälzpumpe vollständig verschließt.
[0022] Soll im umgekehrten Fall die Förderung von Fluid durch einen Heizkörper wieder aufgenommen
werden, so wird durch den Betrieb des Motors eine Öffnung, z.B. die Ansaugöffnung
im Fluidweg der Pumpe geöffnet. Beipielsweise wird der Motor der Umwälzpumpe bestromt
und erzeugt hierdurch eine Abwärme, die zu einer Ausdehnung des Fluids im Ausdehnungsgefäß
führt, wodurch automatisch das Ventilstellglied aus dem Ventilsitz herausgedrückt
wird und die Ansaugöffnung freigibt.
[0023] Dieses Herausdrücken erfolgt bevorzugt gegen eine in den Ventilsitz hineingerichtete
Kraft, damit bei fallenden Temperaturen und sich zusammenziehendem Ausdehnungsfluid
das Ventilstellglied automatisch in den Ventilsitz gedrückt wird.
[0024] Sollte eine Erwärmung des Fluids im Ausdehnungsgefäß aufgrund der Abwärme im Motorraum
nicht in genügend kurzer Zeit erfolgen bzw. die Menge der Abwärme nicht ausreichend
sein, so kann es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass innerhalb
des Ausdehnungsgefäßes ein Wärmeerzeuger angeordnet ist, mit dem gezielt eine Erwärmung
des Fluids im Ausdehnungsgefäß erfolgen kann. Beispielsweise kann ein derartiger Wärmeerzeuger
als bestrombare Spule oder als Widerstand ausgebildet sein, um eine künstlich initiierte
Erwärmung des Fluids zu erreichen, wodurch das Ventilstellglied aus dem Ventilsitz
herausgedrückt wird. Allgemein kann auf diese Weise nicht nur zur temperaturabhängigen
Steuerung/Regelung die Ventileinrichtung betätigt werden.
[0025] Soll bei einer temperaturabhängigen oder auch bei einer anderen von beliebigen Betriebsparametern
abhängigen Steuerung/Regelung eine Verstellung des Ventilstellgliedes der Ventileinrichtung
erfolgen, so kann es in einer zweiten Alternative zur Steuerung/ Regelung auch vorgesehen
sein, das Ventilstellglied durch die Steuer-/Regeleinrichtung gezielt zu verstellen,
insbesondere nur in zwei Endstellungen, in denen die Ventileinrichtung entweder offen
oder geschlossen ist.
[0026] Wird für diese Art der Steuerung/Regelung ein Ausdehnungsgefäß eingesetzt, wie es
oben beschrieben wurde, so bedarf es einer dauerhaften Ansteuerung eines darin befindlichen
Wärmeerzeugers, um die Ventileinrichtung geöffnet zu halten, bzw. bei Umkehrung der
Kinematik um das Ventil geschlossen zu halten. In jedem Fall würde die Ansteuerung
einer der beiden möglichen Endstellungen eine dauernde Ansteuerung der Steuer-/Regeleinrichtung
erfordern.
[0027] Um dies zu umgehen ist es bevorzugt gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Ventileinrichtung
eine Zwei-Wege-Rastmechanik umfasst, insbesondere das Ventilstellglied mit einer Zwei-Wege-Rastmechanik
verbunden ist.
[0028] Hierbei wird unter einer Zwei-Wege-Rastmechanik eine Mechanik verstanden die bei
einer immer identischen Art der Betätigungsbewegung alternierend zwei verschiedene
Arbeitswege durchläuft, und so das damit verbundene Ventilstellglied alternierend
in die eine oder andere Endstellung, also die offene oder geschlossene Stellung überführt.
[0029] So kann es vorgesehen sein, dass bei einer Betätigung des oben beschriebenen Betätigungselementes
das Ventilstellglied in die offene Stellung überführt wird und dort verbleibt, insbesondere
durch Verrastung. Es bedarf keiner weiteren Betätigung des Betätigungselementes, um
das Ventilstellglied in dieser Stellung zu halten, da die Verrastung hierfür Sorge
trägt.
[0030] Bei einer nächsten identischen Art der Betätigung des Betätigungselementes (z.B.
durch Erwärmung des Ausdehnungsgefäßes) wird das Ventilstellglied durch die Zwei-Wege-Rastmechanik
aus der ersten Rastposition gelöst und und in eine zweite Rastposition überführt,
die der geschlossenen Stellung entspricht. Auch in dieser Stellung bedarf es keiner
weiteren Betätigung, um das Ventil zu halten.
[0031] Bei einer erneuten Beträtigung wird die Ventileinrichtung wieder in die offene Stellung
überführt und so fort.
[0032] Vorteilhaft ist es hier, dass durch die Zwei-Wege-Restmechanik, wie sie auch von
Kugelschreibermechaniken bekannt ist, eine Ansteuerung der Steuer-/Regeleinrichtung
nur zum Wechseln der Ventilpositionen erforderlich ist, jedoch keine Energie zu Halten
in einer der Positionen benötigt wird. So kann im Ausführungsbeispield des Ausdehnungsgefäßes
durch eine Erwärmung (z.B. durch Bestromung einer Spule im Ausdehnungsgefäß) die Ventileinrichtung
von einer Position des Ventilstellgliedes in eine andere überführt werden.
[0033] Auch bei der genannten Zwei-Wege-Rastmechanik kann es vorgesehen sein, dass das Venilstellglied
durch eine Kraft dauerhaft in einer Richtung beaufschlagt ist, die z.B. durch eine
Feder erzeugt wird. Hierdurch wird zuverlässig erreicht, dass das Ventilstellglied
bei Betätigung des Betätigungselementes sicher in eine der beiden möglichen Endpositionen
überführt wird.
[0034] Die Zweiwege-Rastmechanik kann in bekannter Weise realisiert werden, durch Kippsprungwerke,
Schrittschaltwerke, auf Schrägflächen laufende Nocken, in Steuernuten laufende Nocken,
Verzahnungen etc.
[0035] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen:
- Figur 1:
- eine erfindungsgemäße Umwälzpumpe konventioneller Bauart;
- Figur 2:
- eine Umwälzpumpe mit koaxial ineinander angeordnetem Ausdehnungsgefäß, Stator und
Rotor.
- Figur 3:
- eine Umwälzpumpe mit Zwei-Wege-Rastmechanik
[0036] Die Figur 1 zeigt eine typische Umwälzpumpe 1, die im vorliegenden Fall als Spaltrohr-Kreiselpumpe
ausgebildet ist. Die Kreiselpumpe weist ein einstückiges oder wie hier dargestellt
ein zweiteiliges Gehäuse 2 auf, innerhalb dem ein Antriebsmotor mit einer typischen
Anordnung aus Stator 3 und Rotor 4 angeordnet ist.
[0037] Durch Bestromung des Stators 3 wird der Rotor 4 in Rotation versetzt, wodurch gleichermaßen
die mit dem Rotor 4 über eine in den beiden Lagern 6 gelagerte Hohlwelle 7 das Laufrad
5 antreibt.
[0038] Das Laufrad 5 weist einen Saugmund 8 auf, der direkt einer Ansaugöffnung 9 im inneren
Gehäusebereich der Umwälzpumpe gegenüberliegt. Durch die Rotation des Laufrades 5
wird somit aus dem Ansaugraum 10 in Richtung des dargestellten Pfeils 11 Fluid angesaugt
und in den Druckraum 12 befördert, von wo es dem hier nicht dargestellten Druckstutzen
der Umwälzpumpe zugeführt wird.
[0039] Um gerade in der Anwendung als dezentrale Heizungspumpe ein Absperren des Fluidflusses
durch die Pumpe bei ausgeschaltetem Motor zu erreichen, weist die dargestellte Umwälzpumpe
innerhalb des Gehäuses 2 sowohl eine Ventileinrichtung 13 als auch eine Steuer-/Regeleinrichtung
14 auf.
[0040] Hierbei umfasst die Ventileinrichtung 13 im Wesentlichen ein tellerförmig ausgebildetes
Ventilstellglied 15, welches in seiner Form an einen an die Ansaugöffnung 9 angrenzenden
Ventilsitz 16 angepasst ist.
[0041] Der Ventilteller 5 ist an einem Ende einer Betätigungsstange 17 angeordnet, die sich
vom Ansaugraum 10 durch die Ansaugöffnung 9, das Laufrad 10 und die Hohlwelle 7 des
Antriebsmotors bis in die Steuer-/Regeleinrichtung 14 erstreckt und mittels dieser
in axialer Richtung verschoben werden kann.
[0042] Hierbei erfolgt die Verschiebung des Ventiltellers 15 bei steigender Temperatur im
Motorraum entgegen einer Kraft, die im vorliegenden Fall durch eine Feder 18 auf den
Ventilteller 15 aufgebracht wird, um diesen gerichtet in den Ventilsitz 16 zu pressen.
Hierfür ist die Feder 18 sowohl am Ventilteller 15 als auch an einem gehäuseseitigen
Bereich der Innenwandung des Ansaugraumes 10 gelagert.
[0043] Für eine einfache Betätigung des Ventilstellgliedes 15 mittels der Betätigungsstange
17 ist im vorliegenden Fall die Steuer-/Regeleinrichtung 14 in Form eines Ausdehnungsgefäßes
19 ausgebildet, welches vollständig im Innern des Pumpengehäuses im Motorraum realisiert
ist. Innerhalb des Ausdehnungsgefäßes 19 befindet sich ein Fluid 20, beispielsweise
ein Gas oder eine Flüssigkeit, welches einen hohen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
[0044] Aufgrund dieses hohen Ausdehnungskoeffizienten wird bewirkt, dass bei einer ansteigenden
Temperatur im Motorraum innerhalb des Gehäuses 2 der Umwälzpumpe sich das Fluid 20
im Ausdehnungsgefäß 19 erheblich ausdehnt und so an Volumen zunimmt, so dass z.B.
ein im wesentlichen zylinderförmiger Faltenbalgbereich 21 innerhalb des Ausdehnungsgefäßes
19 zum Drcukausgleich zusammengepresst wird und hierdurch die Betätigungsstange 17
in axialer Richtung verschiebt, wodurch bei einer ansteigenden Temperatur der Ventilteller
15 aus dem Ventilsitz 16 entgegen der Kraft durch die Feder 18 angehoben wird.
[0045] Allgemein wird mit der erfindungsgemäßen Konstruktion erreicht, dass bei einem Anfahren
der Umwälzpumpe ein Fluidfluss durch die Pumpe freigegeben wird. Dies geschieht bei
dieser Ausführung durch die sich ergebende Temperaturerhöhung im Motorraum wodurch
die Ansaugöffnung 9 durch ein Anheben des Ventiltellers 15 geöffnet wird.
[0046] Bei einem Abschalten der Umwälzpumpe hingegen kommt es allgemein zu einer Absperrung
des Fluidflusses. Bei dieser Ausführung aufgrund einer Auskühlung des Motorraumes,
wodurch sich gleichermaßen das Fluid 20 im Ausdehnungsgefäß 19 zusammenzieht und hierdurch
die Betätigungsstange 17 durch die Federkraft mittels der Feder 18 zusammen mit dem
Ventilteller 15 zurückgedrückt wird, bis dass der Ventilteller 15 im Ventilsitz 16
zur Anlage kommt und die Ansaugöffnung 9 vollständig verschließt. Bei ausgeschaltetem
Pumpenmotor kann so ein nicht beabsichtigtes Durchströmen der Umwälzpumpe durch Fluid
verhindert werden, was zu einer effektiven Energieeinsparung beiträgt.
[0047] Die Figur 2 zeigt eine besonders kleinbauende erfindungsgemäße Umwälzpumpe 1. Ein
Basiselement dieser Umwälzpumpe 1 bildet die als Ausdehnungsgefäß 19 realisierte Steuer-/Regeleinheit.
Die linksseitige Stirnseite 19a des Ausdehnungsgefäßes 19 geht über in eine Hohlwelle
7, die bevorzugt auch einstückig mit dem Ausdehnungsgefäß 19 ausgebildet sein kann,
um Dichtungen zu vermeiden.
[0048] Auf diese Hohlwelle 7 kann bei der Montage der Umwälzpumpe 1 ein Gehäuseelement 2
aufgesetzt werden, welches in seinem inneren Bereich einen Spalttopf 22 aufweist,
dessen Topfboden an der linksseitigen Stirnseite 19a des Ausdehnungsgefäßes 19 anliegt
und dessen Topfwand das Ausdehnungsgefäß 19 in einem Abstand umgibt.
[0049] Dieser Abstand ist derart gewählt, dass um das Ausdehnungsgefäß 19 der Stator 3 des
Motors der Umwälzpumpe 1 angeordnet werden kann. Dieser Stator kann mit Bezug auf
die Figur 2 bei der Montage von rechts in den Spalttopf eingeschoben werden. Bei dieser
Konstruktion ist dementsprechend das Ausdehnungsgefäß 19 als besondere Ausführung
der Steuer-/Regeleinrichtung koaxial innerhalb des Stators 3 angeordnet.
[0050] Getrennt durch die Wandung des Spalttopfes 22 ist aussen um den Stator 3 herum der
Rotor 4 des Motors angeordnet, wobei der Rotor hier einstückig in das Laufrad 5 übergeht.
Es ergibt sich also eine koaxiale Ineinander-Anordnung von Rotor 4, Stator 3 und Steuer-/Regeleinrichtung
19, die besonders kleinbauend ist. Die Reihenfolge dieser Elemente kann abweichend
von der in der Figur 2 gezeigten Reihenfolge sein unter Beibehaltung der vorteilhaften
kleinbauenden Wirkung der Ineinanderanordnung.
[0051] Durch die Hohlwelle 7 erstreckt sich ausgehend vom Ausdehnungsgefäß 19 eine Betätigungsstange
17 an deren anderem Ende ein Ventilteller 15 befestigt ist. Der Ventilteller 15 wird
über eine Feder 18, die in dieser Ausführung als Zugfeder 18 ausgebildet ist in den
Ventilsitz 16 gezogen und bei einer Ausdehnung des Fluids im Ausdehnungsgefäß 19 über
den denn gestauchten Faltenbalg 21 und die Betätigungsstange 17 aus dem Ventilsitz
16 gegen die Federkraft herausgedrückt.
[0052] Bei der hier darstellten Ausführung der Pumpe 1 kann der Fluidweg des gepumpten Fluids
durch einen inneren Pumpenbereich 23 gebildet werden, der linkseitig in das Gehäuse
2 eingeschoben werden kann, nachdem das Laufrad 5 auf der Hohlwelle 7 positioniert
wurde. Durch die Formgebung dieses inneren Bereiches 23 werden die Saug- und Druckräume
und der Ventilsitz 16 ausgebildet.
[0053] Die Figur 3 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe mit einer Zwei-Wege-Rastmechanik
25.
[0054] In ähnlicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen Abbildungen kann mittels einer
Steuer-/Regeleinrichtung 20, die auch hier als Ausdehnungsgefäß ausgebildet sein kann
über ein Betätigungselement 17 der Ventilteller 15 einer Ventileinrichtung betätigt,
d.h. verschoben werden.
[0055] Das Betätigungselement 17 wird durch eine Ansteuerung der Steuer-/Regeleinheit nach
links oder rechts bewegt. Das linke Ende des Betätigungselementes 17 trägt hierbei
nicht direkt den Ventilteller 15 sondern ist über eine zwischengeschaltete Zwei-Wege-Rastmechanik
25 mit diesem verbunden. Diese Rastmechanik umfasst hierbei als Beispiel einen zylinderförmigen
Ansatz 26, der am Ventilteller realisiert ist und dessen Stirnseite eine Verzahnung
27 mit aufeinanderfolgend unterschiedlich tiefen Verzahnungen aufweist, die als schräge
Laufflächen ausgebildet sind. Auf diesen Laufflächen laufen Nocken 28, die am Betätigungselement
angeordnet sind und von diesem radial abstehen.
[0056] Bei jeder Betätigung des Betätigungselementes 17 durch die Steuer-/Regeleinrichtung
20, z.B. durch Erwärmung eines Ausdehnungsgefäßes, wird ein Nocken 28 gegen eine schräge
Lauffläche 27 gedrückt und hierbei das Betätigungselement 17 verdreht, wie es von
einer Kugelschreibermechanik bekannt ist. Der Nocken verweilt in der unteren Spitze
einer Verzahnung und drückt so den Ventilteller aus seinem Sitz gegen die Kraft der
Feder 18 heraus.
[0057] Wird die Ansteuerung des Betätigungselementes 17 aufgehoben so wird das Betätigungselement
17 über die Feder 18 und den Ventilteller 15 zurückgedrückt. Der Abstand zwischen
Ventilteller und Ventilsitz ist in dieser Position durch den Abstand zwischen Ventilteller
und dem linken die Nocken tragenden Ende des Betätigungselementes gegeben, der sich
bei jedem Betätigen alternierend ändert aufgrund der unterschiedlich tiefen Verzahnung
und der relativen Drehung zwischen Nocken 28 bzw. Betätigungselement 17 und Verzahnung
27.
[0058] Das Ventilstellglied 15 wird so alternierend zwischen der offenen und der geschlossenen
Stellung hin- und herbewegt.
Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Wirkung kann die Zwei-Wege-Rastung auf jede
beliebige Art und Weise durchgeführt werden. Hier ist das dargestellte Ausführungsbeispiel
nicht einschränkend aufzufassen.
Besonders vorteilhaft ist bei allen dargestellten Konstruktionen, dass es keiner besonderen
Abdichtungsmaßnahmen bedarf, da die gesamte Ventileinrichtung und auch die Regel-/Steuereinrichtung
vollständig innerhalb des Gehäuses der Umwälzpumpe angeordnet sind, wobei hier insbesondere
das Ausdehnungsgefäß an den Spalttopfboden des Motors angrenzen kann. Hier kann es
vorgesehen sein, dass Ausdehnungsgefäß und Spalttopf bzw. Spaltrohr und/oder Hohlwelle
einstückig ausgebildet sind, um zusätzliche Dichtungen zu vermeiden.
1. Umwälzpumpe, insbesondere für Heizungsanlagen, mit einer, insbesondere temperaturabhängig,
betätigbaren Ventileinrichtung zum Verändern des Querschnittes einer Ansaugöffnung,
insbesondere um diese zu verschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (13) und eine Steuer-/Regeleinrichtung (14) zum Betätigen der
Ventileinrichtung (13) innerhalb des Pumpengehäuses (2) vorgesehen sind.
2. Umwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (13) und die Steuer-/Regeleinrichtung (14) auf einander gegenüberliegenden
Seiten des Antriebsmotors (3,4) angeordnet sind.
3. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilstellglied (15) der Ventileinrichtung (13) koaxial zur Motorwelle (7) bewegbar
ist.
4. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Betätigungselement (17) zur Bewegung des Ventilstellglieds (15) von der
Steuer-/Regeleinrichtung (14) durch eine hohl ausgebildete Motorwelle (7) erstreckt
5. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (17) als Stange ausgebildet ist, die an ihrem einen Ende das
Ventilstellglied (15) trägt.
6. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regeleinrichtung (14) als fluidgefülltes Ausdehnungsgefäß (19) ausgebildet
ist.
7. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausdehnungsgefäß (19) ein Wärmeerzeuger, insbesondere eine bestrombare Spule und/oder
ein Widerstand, angeordnet ist.
8. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei fallender Temperatur im Motorraum, insbesondere bei ausgeschaltetem Antriebsmotor
(3,4) , automatisch mittels der Ventileinrichtung (13) die Ansaugöffnung (9) verschließbar
ist.
9. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regeleinrichtung (14) koaxial innerhalb des Stators (3) des Antriebsmotors
angeordnet ist.
10. Umwälzpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) koaxial innerhalb des Rotors (4) angeordnet ist.
11. Umwälzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zwei-Wege-Rastmechanik (25) umfasst, mittels der die Ventileinrichtung,
insbesondere das Ventilstellglied (15), alternierend bei/nach Betätigen des Betätigungselementes
(17) in der offenen oder geschlossenen Stellung haltbar ist.
12. Verfahren zum Betrieb einer Umwälzpumpe, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Betriebes des Motors der Pumpe eine Öffnung im Fluidweg der Pumpe
geschlossen oder geöffnet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung im Fluidweg der Pumpe bei eingeschalteten Motor geöffnet und bei ausgeschaltetem
Motor geschlossen wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen der Öffnung in Abhängigkeit der Motortemperatur erfolgt,
insbesondere dass bei steigender Temperatur die Öffnung geöffnet und bei fallender
Temperatur die Öffnung geschlossen wird.