Alte Pumpe mit neuer Technik

Seit ein paar Wochen läuft meine alte Gartenpumpe mit einer hochmodernen Steuerung. "Du willst wirklich einen Frequenzumrichter an eine Gartenpumpe bauen?" fragte mich ein Freund. Nichts anderes als das, schon aus Freude an der Technik.

Das bisher genutzte Hauswasserwerk hatte einfach einen zu schlechten Wirkungsgrad, es verbrauchte nahezu unabhängig von der Fördermenge seine Nennleistung von 800 Watt. Da fiel mir meine alte Kolbenpumpe ein, die jahrelang ungenutzt in der Werkstatt stand. Eine PME 28/40/4 Dr vom Pumpenwerk Salzwedel, Baujahr 1988, die damals 327 Mark kostete. Die Firma gibt es immer noch. Auf ihre Webseite haben sie auch Ersatzteile zum Bestellen und die Bedienungsanleitung zum Download.

In der Bezeichnung der Pumpe PME 28/40/4 steht für 28 mm Hub, 40 mm Kolben-Durchmesser und 4 bar Maximaldruck und das "Dr" für Drehstrom. Mit ihrem 250-Watt-Motor pumpt sie bei einer Hubzahl von 315 min^-1 1200 l pro Stunde bei 3,5 bar. Gemessen waren es dabei allerdings dann mehr als die Nennleistung der Pumpe (360 Watt). Für die reine Förderung aus dem Brunnen nach oben, bei offenem Schlauch (und nur ca. 1 bar) zieht die Pumpe dagegen nur rund 150 Watt aus dem Netz. Dies allerdings bereits mit der unten beschriebenen Steuerung. 1988 hatte ich die Pumpe einfach mit einem Motorschutzschalter an den Drehstromanschluss geklemmt und ohne weitere Technik betrieben.

Beim Wiederanschluss der Pumpe wollte ich den Aufwand für Schützschaltung, Druckschalter und Druckbehälter nicht betreiben. Stattdessen wollte ich den Drehstrom elektronisch mit einem Inverter erzeugen und auch den Druck elektronisch regeln. Ursprünglich hatte ich eine Selbstbauvariante vor: FU von ebay, dazu Analog-Druckmesser und Selbstbau einer Mikrorechnersteuerung. Den Drucksensor mit 4-20 mA Ausgang legte mir ein Kollege schon auf den Tisch. Auch bei Bau und Programmierung der Mikrorechnersteuerung hätte er geholfen. Aus Zeitgründen wurde es dann doch eine gekaufte Lösung, die aber das gleiche macht. Von Wilo gibt es ein "Electronic Control", wahlweise mit Wechselstrom- oder Drehstromausgang, als Kombigerät von Frequenzumrichter und Druckregler und mit Wasserkühlung der Leistungselektronik durch das gepumpte Wasser. Das ElectronicControl MT6 hat eingangsseitig 1~230 Volt, ausgangsseitig 3~230 Volt und 6 Ampere maximalen Strom. (mit Wechselstromausgang heißt es dann MM6, M steht anscheinend für monophasé, T für triphasé – oder so ähnlich, ich kann kein französisch).

Das Gerät funktioniert problemlos und erfreulicherweise kommt das Teil, das eigentlich für Kreiselpumpen vorgesehen ist, sogar mit den periodischen Druckschwankungen der Kolbenpumpe zurecht.

Die Kolbenpumpe im Originalzustand von 1988,
mit dem Stück Bahnschwelle, auf dem sie damals
den Sommer über neben dem Brunnen stand.

Typenschild der Pumpe

Typenschild des Motors

Das Preisschild auf dem Windkessel: 353 Mark
habe ich damals in der BHG dafür bezahlt.

Kolbenpumpe mit Wilo Electronic Control
(das Schutzgitte vor dem Keilriemen
ist nur für das Foto abgenommen)

Das Wilo Electronic Control lieferte auch sofort den nötigen Drehstrom (zuvor mußte der Motor von Stern auf Dreieck umgeklemmt werden, weil am Ausgang des Electronic Control 3~230 Volt anliegen) und die Pumpe drehte sich. Nur floß kein Wasser aus dem Hahn. Also: Pumpe auseinandernehmen und nachsehen. Da war 'ne Menge Rost-Schlamm drin und die Ventile mußten gereinigt werden. Dann aber lief die Pumpe problemlos und tat was ihr Name sagt: Wasser pumpen. Und wenn weniger davon gebraucht wird, dann wird zum Konstanthalten des Drucks die Drehzahl der Pumpe reduziert, bevor sie (bei noch weniger Durchfluss) dann ganz abschaltet. Das hört sich grad bei einer Kolbenpumpe interessant an, wenn man am Geräusch deutlich merkt, daß die Pumpe langsamer läuft.Was man nicht nur hört, sondern auch sieht: da wird dann das letzte bißchen Wasserdruck durch eine langsame, zentimeterweise Kolbenbewegung erzeugt, bevor die Steuerung die Pumpe dann abschaltet.

Natürlich lernt man bei einer solchen Arbeit auch etwas über die Kennlinie einer Kolbenpumpe – die eben nahezu senkrecht verläuft. Das bedeutet nichts anderes als daß die Pumpe immer¹ ihre 1200 Liter je Stunde liefert, egal wie weit der Wasserhahn aufgedreht ist. Nur der Druck ändert sich. Um also den Druck konstant zu halten (d.h. bei nur wenig aufgedrehtem Wasserhahn weniger Wasser durchzulassen), muß der Motor der Pumpe langsamer laufen.

¹natürlich nur solange, wie es die Leistung des Motors zuläßt. Irgendwann würde er stehenbleiben bzw. vorher aus Leistungsgründen langsamer werden.

Auch das Auseinandernehmen der Pumpe war aufschlußreich. Schön zu sehen, wie simpel die Pumpe aufgebaut ist, daß sie mit dem dickwandigen Gußgehäuse sehr stabil aufgebaut ist (das bischen Rost hat keine Schäden hinterlassen) und daß die wichtigen Verschleißteile auswechselbar (und auch noch im Fachhandel erhältlich) sind. Also so was wie Kolben, Zylinder, Stopfbuchse, Dichtungen und Ventilplatte. Wobei auch nach der langen Standzeit einzig die Stopfbuchse nachgespannt werden mußte (an der Kolbenstange tropfte zuvor etwas Wasser heraus). Und man lernt dabei auch, welche Funktion das Schnüffelventil hat (der lustige Name ist dafür wirklich treffend gewählt :-).

Kolbengehäuse mit separater Kolbenbuchse
(vor der Reinigung)

Windkessel und Ventilplatte

Kolbengehäuse gereinigt und vom Schlamm befreit

Das Schnüffelventil