DE10309995A1 - Battery operated pump with a control device - Google Patents
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Abstract
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikArea of application and status of the technique
Die Erfindung betrifft eine batteriebetriebene Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a battery-operated pump according to the preamble of claim 1.
Batteriebetriebene Pumpen sind insbesondere in Gärten ohne eigenen Stromanschluss im Rahmen der Gartenbewässerung vorteilhaft einsetzbar oder um gesammeltes Regenwasser aus Brunnen, Teichen oder Sammelbehältern zu fördern. Von besonderem Vorteil ist ihr Einsatz als Tauchpumpe, da die niedrige Batteriespannung gegenüber der hohen Netzspannung für den Benutzer unkritisch ist.Battery powered pumps are special in gardens without their own electricity connection as part of garden irrigation can be used advantageously or to collect rainwater from wells, Ponds or collecting tanks to promote. Their use as a submersible pump is particularly advantageous because the low Battery voltage opposite the high mains voltage for is not critical to the user.
Batteriebetriebene Pumpen haben aber wie alle batteriebetriebenen Geräte das Problem, dass die Einsatzdauer durch die Batteriekapazität begrenzt ist.But have battery operated pumps like all battery-powered devices the problem that the operating time is limited by the battery capacity is.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Betriebszeit einer batteriebetriebenen Pumpe mit einer Ladung der Batterie zu erhöhen.The object of the invention is therefore, the operating time of a battery operated pump with a To increase battery charge.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung. Der Wortlaut der Erfindung wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved with the Features of claim 1 solved. The dependent Expectations concern advantageous training and Developments of the invention. The wording of the invention is by express Reference made to the content of the description.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, zwischen einen Motor und eine Batterie zum Antrieb des Motors eine einstellbare Steuereinrichtung einzuschleifen, mit der eine Leistungsabgabe der Batterie an den Motor variabel einstellbar ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine Leistungsaufnahme des Pumpenmotors gegenüber einem direkten Anschluss an die Batterie verlustarm auszuführen. Vorzugsweise ist die Leistungsabgabe der Batterie durch die Steuereinrichtung in mehreren Stufen schaltbar, wobei in einer Stufe der Pumpenmotor über die Steuereinrichtung ohne Begrenzung der Leistungsabgabe direkt an die Batterie angekoppelt ist, und in wenigstens einer weiteren Stufe die Steuereinrichtung die von der Batterie abgegebene Leistung für den Pumpenmotor begrenzt. Alternativ kann die Leistungsabgabe stufenlos eingestellt werden. Bevorzugt ist es möglich, dass die Steuereinrichtung die Motoreingangsspannung gegenüber der Batteriespannung in Abhängigkeit von der vorgegebenen Leistungsabgabe herabsetzt.The main idea of the invention is inside, between an engine and a battery to power the engine to insert an adjustable control device with which one Power output of the battery to the engine is variably adjustable. This advantageously makes it possible to consume power of the pump motor opposite direct connection to the battery with low loss. Preferably is the power output of the battery by the control device switchable in several stages, with the pump motor in one stage via the Control device directly without limitation of the power output the battery is coupled, and in at least one further stage the control device the power output by the battery for the pump motor limited. Alternatively, the power output can be continuously adjusted become. It is preferably possible that the control device the motor input voltage versus the battery voltage dependent on reduced from the specified power output.
Die Bezeichnung Batterie im Sinne der Erfindung umfasst selbstverständlich auch wiederaufladbare Batterien wie Akkumulatoren odgl.The term battery in the sense the invention of course also includes rechargeable batteries Batteries or the like.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei weitere unterschiedliche Stufen vorgesehen, bei denen die Steuereinrichtung die Leistungsaufnahme des Pumpenmotors gegenüber der direkten Ankopplung an die Batterie reduziert. Zusätzlich kann eine Stufe „Aus" vorgesehen sein, bei der die Steuereinrichtung die Batterie vollständig vom Pumpenmotor trennt.Preferably there are at least two further different stages are provided in which the control device the power consumption of the pump motor compared to the direct coupling reduced to the battery. additionally an "off" level can be provided, in which the control device completely removes the battery Pump motor disconnects.
Vorzugsweise sind die einzelnen möglichen Stufen zur Leistungseinstellung für den Pumpenmotor sichtbar durch Ziffern bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich zu einer reinen Durchnummerierung können aber auch Symbole vorgesehen sein, die einen jeweiligen Einsatzfall kennzeichnen. Die Markierungen der einzelnen Stufen können dabei auf dem Bedienelement und/oder auf einem Gehäuse der Steuereinrichtung im Umfeld des Bedienelementes aufgebracht sein.The individual possible stages are preferred for setting the power for the pump motor visibly identified by numbers. Alternatively or in addition to a pure numbering but symbols can also be provided that represent a particular application mark. The markings of the individual levels can be used on the control element and / or on a housing of the control device in the Be applied environment of the control element.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung werden die einzelnen Stufen vom Benutzer mit dem Bedienelement einzeln eingestellt d.h. durch Auswahl von diskret am Bedienelement einstellbaren Positionen, wobei die diskret einstellbaren Positionen beispielsweise durch haptische vom Benutzer am Bedienelement erfühlbare Raststellungen realisiert sind, welche die einzelnen Einsatzfälle der Pumpe betreffen.In one possible embodiment According to the invention, the individual stages are operated by the user with the control element individually set i.e. by selecting discreetly on the control element adjustable positions, the discretely adjustable positions for example thanks to haptic locking positions that can be felt by the user on the control element are realized which relate to the individual applications of the pump.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Auswahl der einzelnen Einsatzfälle der Pumpe mit dem Bedienelement kontinuierlich oder quasi kontinuierlich. D.h. das Bedienelement verfügt nicht über Rastpositionen, über welche der Benutzer eine haptische Rückmeldung über eine bestimmte eingestellte Position am Bedienelement erhält, und die Leistungsabgabe der Batterie ist von der Steuereinrichtung kontinuierlich oder quasi kontinuierlich einstellbar. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn am Bedienelement und/oder am Gehäuse der Steuereinrichtung entsprechende Bezeichnungen der einzelnen Einsatzfälle der Pumpe vorhanden sind.In another embodiment the invention, the selection of the individual applications of the Pump with the control element continuously or quasi continuously. That the control element no over Rest positions, over which the user has a haptic feedback about a certain set Position on the control element, and the power output of the battery is from the controller continuously or quasi continuously adjustable. At this embodiment it is particularly advantageous if on the control element and / or on casing the control device corresponding names of the individual applications the pump are present.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Verringerung eines Übertragungsverlustes in der Steuereinrichtung eine Steuerschaltung vorgesehen, beispielsweise ein Gleichstromwandler. Mit dieser kann entsprechend einem Einsatzfall der Pumpe ein Übertragungsmaß eingestellt werden. Die Art der Einstellung des Übertragungsmaßes kann verschieden sein. In einer besonders einfachen Ausführungsform ist die Steuerschaltung als Pulsweitenmodulator (PWM) ausgeführt, dessen Tastverhältnis (Durchschaltezeit zu Periodenzeit) entsprechend des Einsatzfalles der Pumpe einstellbar ist, beispielsweise über einen Bereich von 30% für eine geringste Leistungsaufnahme des Motors bis 100% für eine größte Leistungsaufnahme des Pumpenmotors. Dabei entspricht das Tastverhältnis von 100% einer direkten Ankopplung des Pumpenmotors an die Batterie.With a particularly advantageous embodiment of the invention is to reduce transmission loss in the Control device provided a control circuit, for example a DC converter. This can be used according to an application the pump has set a transmission dimension become. The type of setting of the transfer dimension can to be different. In a particularly simple embodiment the control circuit is designed as a pulse width modulator (PWM), the duty cycle (Switching time to period time) according to the application the pump is adjustable, for example over a range of 30% for the lowest Power consumption of the motor up to 100% for the greatest power consumption of the pump motor. The duty cycle corresponds to this 100% of a direct coupling of the pump motor to the battery.
In der Steuereinrichtung kann zwischen einem Batterieanschluss und einem Anschluss für den Pumpenmotor ein Schaltelement eingeschleift sein, insbesondere ein elektronisches Schaltelement, beispielsweise ein Feldeffekttransistor. Dieses wird durch Schalttakte ein- und ausgeschaltet. Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass eine Verlustleistung am Schaltelement im wesentlichen nur an den Schaltflanken auftritt, welche sehr kurz gehalten werden können. Die Leistungsverluste im Schaltelement können bei gebräuchlichen Schaltungen auf wenige Prozent reduziert werden.A switching element, in particular an electronic switching element, for example a field effect transistor, can be looped into the control device between a battery connection and a connection for the pump motor. This is switched on and off by switching cycles. These measures have the advantage that a power loss on the switching element essentially only occurs the switching edges occurs, which can be kept very short. The power losses in the switching element can be reduced to a few percent in conventional circuits.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung wird mit dem Bedienelement ein bestimmtes Tastverhältnis in der Steuerschaltung eingestellt, wobei diskret einstellbare Positionen am Bedienelement für die Tastverhältnisse 0% – Stellung „Aus", Batterie ist vollständig vom Pumpenmotor getrennt -, ca. 33%, ca. 67% und 100% – Direktankopplung der Batterie an den Pumpenmotor – vorhanden sind.In a particularly simple embodiment the invention with the control element in a certain duty cycle the control circuit is set, discretely adjustable positions on the control element for the duty cycles 0% - "Off" position, battery is completely from Pump motor separated -, approx. 33%, approx. 67% and 100% - direct coupling the battery to the pump motor - are present.
Durch die beschriebene erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann die der Batterie entnommene elektrische Leistung besser an die in den ver schiedenen Einsatzfällen benötigte mechanische Leistung angepasst werden und damit eine Batteriestandzeit verlängert werden.By the described control device according to the invention can better draw the electrical power drawn from the battery the mechanical power required in the various applications is adjusted battery life is extended.
Weiters ist es möglich, die Motoreingangsspannung an eine bestimmte Betriebsart anzupassen. Wenn keine besonders große Leistung benötigt wird, kann die Motoreingangsspannung abgesenkt werden, um die Batterie zu schonen.It is also possible to change the motor input voltage to adapt to a specific operating mode. If not a particularly great achievement is needed the motor input voltage can be lowered to the battery to protect.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an der Steuereinrichtung ein Standardanschluss vorgesehen, mit dem die Steuerschaltung mit einem entsprechenden Niederspannungsanschluss an einem Kraftfahrzeug verbunden werden kann. Dadurch kann die für den Betrieb der Pumpe benötigte Leistung aus einem Kraftfahrzeugbordnetz entnommen werden.Another advantageous embodiment the invention is a standard connection to the control device provided with which the control circuit with a corresponding Low voltage connection to be connected to a motor vehicle can. This allows the for needed to operate the pump Power can be taken from a vehicle electrical system.
Über die Steuereinrichtung kann auch ein Ladevorgang für einen wiederaufladbaren Akkumulator gesteuert werden. Es kann beispielsweise eine Anpassung an unterschiedlich große Gleichspannungen vorgenommen werden. Des weiteren ist es möglich, einen Anschluss für ein Netzkabel vorzusehen und das Schaltelement mit einem weiteren Teil der Steuerschaltung als Ladegerät mit Gleichrichter auszubilden. So könnte ein Akkumulator an einem Netzanschluss geladen werden.about the control device can also perform a charging process for a rechargeable battery can be controlled. For example, it can made an adjustment to different large DC voltages become. Furthermore it is possible a connection for to provide a power cord and the switching element with another Form part of the control circuit as a charger with a rectifier. So could a battery can be charged at a mains connection.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können.These and other features go except out the claims also from the description and the drawings, the individual characteristics for each alone or in several in the form of sub-combinations an embodiment of the Invention and in other areas be realized and advantageous versions can represent.
Nachfolgend wird ein praktisches
Ausführungsbeispiel
anhand der schematisch
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispielsdetailed Description of the embodiment
Die Steuereinrichtung
Wie aus
In dem dargestellten einfachen Ausführungsbeispiel
wird mit dem Bedienelement
Wie aus
Die Maximalleistungsabgabe – 100% – ist beispielsweise für einen Einsatzfall der Pumpe als Regner vorgesehen, bei dem ein hoher Druck und ein großer Durchfluß benötigt wird. Eine mittlere Leistungsabgabe – 67% – ist beispielsweise für einen Einsatzfall der Pumpe als Gießbrause oder als Spritze vorgesehen, bei dem ein mittlerer Druck und ein mittlerer Durchfluß benötigt wird. Eine niedrige Leistungsabgabe – 33% – ist beispielsweise für einen Einsatzfall der Pumpe zum Befüllen von Gießkannen oder für andere Wasserentnahmen vorgesehen, bei welchen ein niedriger Druck an einem Pumpenausgang benötigt wird.The maximum power output - 100% - is for example for one Use the pump as a sprinkler, in which a high pressure and a big one Flow is needed. An average power output - 67% - is for example for an application the pump as a shower head or provided as a syringe in which a medium pressure and a medium Flow is needed. A low power output - 33% - is for example for an application the pump for filling of watering cans or for others Water withdrawals are provided at which a low pressure on one Pump outlet required becomes.
Entsprechend des vom Benutzer mit
dem Bedienelement
Der am Ende der elektrischen Versorgungsleitung
Anstelle der skizzierten Pumpe kann jede beliebige bekannte 12-Volt-Gleichstrompumpe an die Steuereinrichtung angeschlossen sein.Instead of the pump outlined any known 12 volt DC pump be connected to the control device.
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