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Title:
CONTROL DEVICE FOR A LIQUID-PUMPING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/015693
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive control device for a liquid-pumping system comprises an electronic control unit which is connected to the liquid-pumping system, to actuating and adjusting devices and is associated with a display and/ or input device. According to the invention, a data memory is associated with the control unit (S) and contains the predetermined parameters or characteristic diagrams related to different operational and/or environmental states of the liquid-pumping system and associated commands or the programs thereof for the actuating and adjusting devices and at least one operating state sensor (4) and/or at least one environment sensor are connected by means of signal lines to the electronic control unit (S) which transmits, on request, information on the operational and/or environmental states collected by the sensors to the display devices and controls said actuating and adjusting devices according to the results of comparison of the actual received values with predetermined specified values of the data memory. The inventive device is usable for household and garden pumps.

Inventors:
AGRAWAL RAM KRISHNA (DE)
WAIGEL HANS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/007831
Publication Date:
February 16, 2006
Filing Date:
July 19, 2005
Export Citation:
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Assignee:
GARDENA MFG GMBH (DE)
AGRAWAL RAM KRISHNA (DE)
WAIGEL HANS (DE)
International Classes:
F04D15/02; F04D15/00
Domestic Patent References:
WO2004001515A22003-12-31
Foreign References:
US20010041139A12001-11-15
EP1342921A12003-09-10
EP0992685A22000-04-12
DE29911776U12000-01-05
EP1241357A12002-09-18
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER ZUSAMMENSCHLUSS-NR. 16 (Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Steuervorrichtung für eine Flüssigkeitspumpenanordnung, insbe¬ sondere für den Einsatz in Haus und/oder Garten, mit einer elektro¬ nischen Steuereinheit, die an Antriebs und Stelleinrichtungen der Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossen ist, und der eine An¬ zeige und/oder Eingabeeinrichtung zugeordnet ist, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Steuereinheit (S) ein Datenspeicher zuge¬ ordnet ist, in dem Parameter oder Kennfelder für verschiedene Be triebszustände und/oder Umgebungszustände der Flüssigkeits¬ pumpenanordnung und zugeordnete Steuerbefehle oder Steuer¬ programme für die Antriebs und Stelleinrichtungen vorgegeben sind, und dass wenigstens ein elektronischer Betriebszustandssen sor (4) und/oder wenigstens ein Umgebungssensor vorgesehen sind, die mit Hilfe von Signalleitungen an die elektronische Steuer¬ einheit (S) angeschlossen sind, die erfasste Betriebszustandsinfor mationen und/oder Umgebungsinformationen an der Anzeigeein¬ richtung für einen Abruf bereitstellt, und die die Antriebs und Stell¬ einrichtungen abhängig vom Ergebnis eines Vergleiches der erfass ten IstWerte mit vorgegebenen SollWerten des Datenspeichers ansteuert.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit (S) eine Zeiterfassungseinheit integriert ist, und dass die Steuereinheit (S) anhand der Zeiterfassung zeitabhängige Betriebswerte wie insbesondere Wasserverbrauchswerte berech¬ net.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Steuereinheit (S) mit einer Federdiagnostikeinheit ver¬ sehen ist. ■.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, in der Steuereinheit (S) eine Datenverarbeitungseinheit integriert ist, die die IstDaten der Sensoren (4, 5) anhand von vorgegebenen Datenkennfeldem und/oder Datenverarbeitungsprogrammen aus¬ wertet.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit wenigstens ein Rechenprogramm umfasst, das Auswertungen von Betriebszeiträumen vornimmt und an der Anzeigeeinrichtung (3) für eine Abfrage bereitstellt.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (3) mit einer FlüssigkristallAnzeige verse¬ hen ist.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronischer Drucksensor vorgesehen ist, in dem ein Ther¬ mistor integriert ist.
8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebszustandssensor ein Durchflusssensor vorgesehen ist, der einen HallSensor (5) umfasst.
Description:
Beschreibung Steuervorrichtung für eine Flüssiqkeitspumpenanordnunα

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Flüssigkeitspum- penanordnung, insbesondere für den Einsatz in Haus und/oder Garten, mit einer elektronischen Steuereinheit, die an Antriebs- und Stelleinrich¬ tungen der Flüssigkeitspumpenanordnung angeschlossen ist, und der eine Anzeige- und/oder Eingabeeinrichtung zugeordnet ist.

Aus der DE 199 23 350 A1 ist eine Steuervorrichtung für eine Flüssig¬ keitspumpenanordnung bekannt, die im Haus und/oder im Garten ver¬ wendet werden kann. Die Flüssigkeitspumpenanordnung hat eine integ¬ rierte Steuereinrichtung, die eine Pumpensteuerung nach Maßgabe von Druck- und Durchflusssensoren oder nach Signalen von Niederschlags- oder Bodenfeuchtesensoren vornimmt. In die Steuereinrichtung kann eine Programmiereinrichtung integriert sein, die über an der Steuerein¬ richtung vorgesehene Tasten eine Programmierung erlaubt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der eingangs ge- nannten Art zu schaffen, die eine hohe Bedienfreundlichkeit und eine schnelle Anpassung an unterschiedliche Steuerparameter ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Steuereinheit ein Daten¬ speicher zugeordnet ist, in dem Parameter oder Kennfelder für ver- schiedene Betriebszustände und/oder Umgebungszustände der Flüssig¬ keitspumpenanordnung und zugeordnete Steuerbefehle für die Antriebs¬ und Stelleinrichtungen vorgegeben sind, und dass wenigstens ein elekt¬ ronischer Betriebszustandsensor und/oder wenigstens ein Umgebungs¬ sensor vorgesehen sind, die mit Hilfe von Signalleitungen an die elekt- ronische Steuereinheit angeschlossen sind, die erfasste Betriebszu- standsinformationen und/oder Umgebungsinformationen an der Anzei¬ geeinrichtung für einen Abruf bereitstellt und die die Antriebs- und Stell- einrichtungen abhängig vom Ergebnis eines Vergleiches der erfassten Ist-Werte mit den vorgegebenen Soll-Werten des Datenspeichers an¬ steuert.

Erfindungsgemäß besitzt die Anzeigeeinrichtung einen hohen Stellen¬ wert, da sie Informationen von momentanen Betriebszuständen der Flüssigkeitspumpenanordnung wie auch Umgebungsdaten sichtbar macht oder abfragebereit zur Verfügung stellt. Zudem können fehlerhaf¬ te Funktionszustände erfasst und über entsprechende Fehlermeldungen an der Anzeigeeinrichtung erkennbar gemacht werden. Insbesondere können durch die erfindungsgemäße Lösung Betriebszustände der Pumpenanordnung überwacht und angezeigt werden, Störungen im Pumpensystem werden erfasst, eine Frostgefahr kann erkannt und an¬ gezeigt werden und gegebenenfalls zu einem entsprechenden Steuer- Vorgang der Pumpenanordnung führen. Die Anzeigeeinrichtung ist vor¬ teilhaft als LCD-Display ausgeführt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist in der Steuereinheit eine Zeitmessein¬ richtung integriert, und die Steuereinheit berechnet anhand der Zeiter- fassung zeitabhängige Betriebswerte wie insbesondere Wasser¬ verbrauchswerte. Der Zeitparameter ermöglicht Berechnungen, insbe¬ sondere über entsprechende Datenverarbeitungsprogramme eines Mik¬ roprozessors, der in der Steuereinheit integriert ist. Entsprechende Da¬ ten und Informationen können über die Anzeigeeinrichtung abgefragt werden, die mit der Eingabeeinrichtung gekoppelt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit mit einer Fehlerdiagnostikeinheit versehen. Anhand der erfassten Ist-Werte führt die Steuereinheit einen Vergleich mit entsprechenden Soll-Werten durch und gibt eine Fehlermeldung aus, die an der Anzeigeeinrichtung ange¬ zeigt wird. Je nach Art des erfassten Fehlers kann zudem ein entspre¬ chender Steuerbefehl gegeben werden, indem beispielsweise bei Er- kennen von Frostgefahr die Pumpenanordnung die Wasserförderung einstellt und im Freien verlaufende Wasserleitungen leerpumpt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Steuereinheit eine Da- tenverarbeitungseinheit integriert, die Ist-Daten der Sensoren anhand von vorgegebenen Datenkennfeldern und/oder Datenverarbeitungspro¬ grammen auswertet. Als Datenverarbeitungseinheit ist vorzugsweise ein Mikroprozessor vorgesehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzeigeeinrichtung mit einer Flüssigkristall-Anzeige versehen. Hierdurch wird funktionssicher und gut sichtbar ein Ablesen entsprechender Informationen ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektronischer Drucksen- sor vorgesehen, in dem ein Thermistor integriert ist. Dadurch sind neben Druckwerten auch Temperaturwerte der Umgebung erfassbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Durchflusssensor vorge¬ sehen, der einen Hall-Sensor umfasst. Dies ist eine besonders vorteil- hafte Ausführung, um die Wasserdurchflussmenge erfassen zu können.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den An¬ sprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzug¬ ten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfin¬ dungsgemäßen Steuereinrichtung für eine Flüssigkeitspum¬ penanordnung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Flüssigkeitspumpenanordnung, und Fig. 3 in vergrößerter Detaildarstellung ein Blockschaltbild einer Anτ Zeigeeinrichtung der Steuereinrichtung nach Fig. 1.

Eine Flüssigkeitspumpenanordnung 1 nach Fig. 2 ist mit einer Steuer- einrichtung 2 versehen, die an einem Gehäuse der Flüssigkeitspumpen¬ anordnung 1 angeordnet oder zumindest teilweise in dieses Gehäuse integriert ist. Die Steuervorrichtung 2 (Figuren 1 und 3) besitzt eine An¬ zeigeeinrichtung 3, die als Flüssigkristall-Anzeige ausgeführt ist.

Wie anhand der Fig. 1 erkennbar ist, ist die Steuervorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit S versehen, die einen Mikroprozessor auf¬ weist. An die Steuereinheit S ist die Anzeigeeinrichtung 3 angeschlos¬ sen. Die Steuereinheit S ist ausgangsseitig mit einem schematisch dar¬ gestellten Stellglied 6 versehen, um einen Antriebsmotor 7 der Flüssig- keitspumpenanordnung ein- oder auszuschalten. Die Steuereinheit S kann mit mehreren, ausgangsseitigen Steuerleitungen versehen sein, die weitere Stell- oder Antriebseinrichtungen der Flüssigkeitspumpenan¬ ordnung ansteuern. Die schematische Darstellung in Fig. 1 stellt ledig¬ lich beispielhaft eine Ausgangsseite der Steuereinheit S dar. Der Steu- ereinheit S ist zudem eine Energieversorgungseinheit 11 zugeordnet, die vorzugsweise einen Transformator aufweist, der eine Umwandlung einer 230 Volt-Wechselspannung auf eine 12 Volt-Gleichspannung vor¬ nimmt. Der Steuereinheit S ist neben der Anzeigeeinrichtung 3 auch ei¬ ne Eingabeeinrichtung 8, 9, 10 zugeordnet, die Eingabetasten 8 bis 10 aufweist, um verschiedene Steuerzustände der elektronischen Steuer¬ einheit S einstellen zu können.

Eingangsseitig sind an die zentrale Steuereinheit S mit Hilfe entspre¬ chender Signalleitungen zwei Sensoren 4 und 5 angeschlossen, von denen der Sensor 4 als eine Platine mit einem elektronischen Drucksen¬ sor, der den Druck p, und mit einem Temperatursensor, der eine Tem¬ peratur υ erfasst, ausgeführt ist. Der Sensor 5 stellt einen Hall-Sensor dar, der zur Durchflussmessung vorgesehen ist. Unter dem Druck p ist der in den Pumpen- bzw. Flüssigkeitsleitungen vorhandene Flüssig¬ keitsdruck, insbesondere der Pumpenausgangsdruck, zu verstehen. Der Durchflusssensor 5 misst den Flüssigkeitsdurchfluss im Bereich der Flüssigkeitspumpenanordnung. Die vom Temperatursensor gemessene Temperatur kann sowohl eine Umgebungstemperatur erfassen und hieraus eine Frostschutzfunktion bei unter einen Schwellwert fallender Temperatur auslösen als auch eine Betriebstemperatur der Pumpe er¬ fassen und z.B. bei Erhitzung der Pumpe durch Trockenlauf oder andere Störungen eine vorgegebene Schutzfunktion auslösen. Somit stellen die Druckerfassung und die Durchflussmengenerfassung Betriebszustands- erfassungen dar. Die Temperaturerfassung hingegen kann eine Be- triebszustandserfassung und/oder eine Umgebungszustandserfassung darstellen.

Die Anzeigeeinrichtung 3 weist mehrere Displayabschnitte auf, die drei Schaltzustandsanzeigen 12, ein Frostsymbol, eine Maßeinheit für den erfassten Druck (bar) sowie eine Maßeinheit für den erfassten Durch- fluss (l/h) aufweist. Es ist ein Fehlermeldungssymbol vorgesehen. Zu- dem sind verschiedene Auswertungssymbole wie „min" oder „max" vor¬ gesehen und schließlich eine Anzeige, die die entsprechenden, erfass¬ ten Zahlenwerte zeigt. Die Anzeigeeinrichtung 3 ist gemäß den Figuren 2 und 3 zudem mit einer Eingabeeinrichtung 8 bis 10 versehen, die durch drei Knöpfe 8 bis 10 gebildet ist. Mittels des Knopfes 10 ist ein Schaltzustand einstellbar, bei dem ein einfacher Betrieb der Flüssig¬ keitspumpenanordnung 1 ohne entsprechende Sensorik erfolgt. Der Stellknopf 9 dient dazu, einen Speicher der Steuereinheit S abzufragen und entsprechende Informationen auf der Anzeigeeinrichtung 3 abzuru¬ fen. Mittels des Stellknopfes 8 kann eine Aufzeichnung über einen be- stimmten Zeitraum begonnen werden. Der Stellknopf 8 stellt insbeson¬ dere eine Zeitmesseinrichtung, die in der elektronischen Steuereinheit S integriert ist, auf Null, d.h. auf den Beginn einer Zeitmessung. Der Hall- Sensor 5 ist mit einem an sich bekannten, in die entsprechende-Flüssig- keitsleitung integrierten Schaufelrad verbunden und zählt die Umdre¬ hungen des Schaufelrades.

Die Steuereinheit S und damit die Steuervorrichtung 2 kann die Flüssig¬ keitspumpenanordnung in automatischem oder in manuellem Betrieb fahren. Die Anzeigeeinrichtung 3 zeigt im Stand-by-Betrieb der Pumpe die Anzeige „auto". Sobald die Flüssigkeitspumpenanordnung 1 läuft, wird zum Einen der Flüssigkeitsdruck und zum Anderen der Durchfluss erfasst. Wenn der Flüssigkeitsdruck geringer ist als 1 bar, erfolgt die An¬ zeige „max" (Fig. 1 ) in Verbindung mit der Durchflusseinheit l/h. Die bei¬ den Schaltanzeigen „Power ON" und „Pump ON" sind sichtbar. Die Steuereinheit S speichert die erfassten Druck- und Durchflusswerte. Mit¬ tels des Schaltknopfes 9 sind die entsprechenden Werte bei Bedarf ab- fragbar und über die Anzeigeeinrichtung 3 erkennbar.

Sollte die Umgebungstemperatur unter 3 0C liegen, ist das Frostsymbol „Φ" erkennbar.

Um einen Notbetrieb der Pumpe zu gewährleisten, bei dem die Sensor¬ werte nicht erfasst und verarbeitet werden, kann die Flüssigkeitspum¬ penanordnung 1 in mechanischen Betrieb „pump man" durch Betätigen des Stellknopfes 10 überführt werden. Jetzt ist die Schaltanzeige 12 „Pump man" (Fig. 3) auf der Anzeigeeinrichtung 3 erkennbar. Bei einem Stromausfall der Pumpe wird die Pumpe abgeschaltet und der entspre¬ chend abgeschaltete Zustand auf der Anzeigeeinrichtung 3 dargestellt.

Eine Datenverarbeitungseinheit innerhalb der Steuereinheit S besitzt ein Service-Menü, das über die Anzeigeeinrichtung 3 und die Eingabeein- richtung 8 bis 10 betätigt werden kann. Die Datenverarbeitungseinheit umfasst eine Federdiagnostikeinheit, in der verschiedene Fehlerquellen * abgespeichert sind und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden können.

Bei der Darstellung in Fig. 3 umfasst eine Sensoranordnung 4, 5 sowohl die Druckerfassung p als auch die Temperaturerfassung υ und eine Fre¬ quenzerfassung mittels des Hall-Sensors, die eine Drehzahlmessung für ein in die Flüssigkeitsleitung integriertes Durchflussrad einschließt.