Montageaufsatz für Brunnenpumpe

Die Erfindung betrifft einen Montageaufsatz zum Ein- und Ausbauen von Steigrohren eines Brunnens durch einen hohlen Ständer hindurch, mit einem Mast, der an seinem oberen Ende eine Umlenkvorrichtung mit einer Umlenkrolle aufweist, und einem Zugglied, das über die Umlenkrolle geführt, an einem seiner Enden zum Anhängen eines Steigrohrs und am anderen Ende zum Anhängen an eine Hebevorrichtung ausgebildet ist.

Zur Wasserversorgung der Landbevölkerung in Entwicklungsländern in den Trockengebieten der Erde werden oft Brunnenpumpen eingesetzt. Sie werden im allgemeinen durch Muskelkraft betrieben und fördern Grundwasser aus Tiefen bis zu 100 m. Meist sind die Aufstellungsorte der Brunnenpumpen weit abgelegen und, wenn überhaupt mit Landfahrzeugen, nur mit geländegängigen Kraftwagen zu erreichen.

Für Montage-, Wartungs- und Reparaturarbeiten an solchen Brunnenpumpen ist es bisher erforderlich, schweres Hubgerät an den Einbauort zu bringen. Dies setzt voraus, daß entsprechend ausgerüstete Montagetrupps, eine Organisation der nötigen Einsatzfahrten und entsprechende finanzielle Mittel vorhanden sind. Häufig ist dies nicht der Fall, und deshalb unterbleiben in vielen Fällen notwendige Wartungs- oder Reparaturarbeiten an den Brunnenpumpen.

So ist aus der US-A-1 632 935 ein Montageaufsatz der genannten Gattung bekannt, bei dem der Mast unabhängig von dem hohlen Ständer eines Brunnens und in erheblichem seitlichem Abstand von diesem am Boden abgstützt und durch Halteseile in solcher Schräglage gehalten ist, daß ein Haken, der an einem senkrecht von der Umlenkrolle herabhängenden Strang eines Seils befestigt ist, senkrecht über der Mitte des Ständers hängt. Entsprechendes gilt für einen aus der US-A-1 732 466 bekannten, ebenfalls gattungsgemäßen Aufsatz nur mit dem Unterschied, daß dort anstelle eines Hakens ein jochartiges Hebegeschirr vorgesehen und an einer beweglichen Umlenkrolle aufgehängt ist.

In beiden Fällen lassen sich Steigrohre nur dann ohne die Gefahr des Verkantens und Verklemmens durch den hohlen Ständer hindurch ein- und ausbauen, wenn der Mast durch die zugehörigen Halteseile in einer solchen Schräglage gehalten ist, daß der über die Umlenkrolle zum Steigrohr heruntergeführte Strang des Seils oder sonstigen Zuggliedes genau längs der Achse des hohlen Ständers verläuft.

Diese Bedingung wird bei jedem der beiden bekannten gattungsgemäßen Montageaufsätze im allgemeinen nur dann erfüllt sein, wenn der Aufsatz von geübtem und besonders sorgfältig arbeitendem Personal aufgestellt worden ist, das auch darauf geachtet hat, ob der hohle Ständer selber genau senkrecht steht. Bei ungenügender Sorgfalt oder Erfahrung muß damit gerechnet werden, daß zwischen der Achse des Ständers und der Richtung des Zuges, der vom Zugglied auf Steigrohre ausgeübt wird, eine mehr oder weniger große Winkelabweichung besteht, die dann dazu führt, daß eine Komponente der auf die Steigrohre ausgeübten Kraft seitlich zur Innenwand des hohlen Ständers gerichtet ist und Reibungswiderstände erzeugt, die einen einwandfreien Ein- oder Ausbau der Steigrohre behindern. Bei unzweckmäßiger Handhabung können Steigrohre verbogen werden und sich infolgedessen derart fest im hohlen Ständer verklemmen, daß beim Versuch, sie wieder herauszuziehen, das Zugglied reißt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache, leichte und billige Vorrichtung zu entwickeln, die vorzugsweise zusammen mit jeder Brunnenpumpe oder Gruppe solcher Pumpen geliefert wird und an oder nahe deren Aufstellungsort bleibt, vorzugsweise in der Obhut einer für den Pumpenbetrieb verantwortlichen Person, die ohne besondere Ausbildung imstande sein soll, die Vorrichtung bei Bedarf an der Brunnenpumpe aufzustellen und dadurch die erforderlichen Wartungs- oder Reparaturarbeiten mindestens vorzubereiten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Montageaufsatz der eingangs beschriebenen Gattung gelöst, bei dem der Mast achsparallel zum Ständer in einem Kopfteil und einem Fußteil gehalten ist, die am Kopf- bzw. Fußende des Ständers befestigt oder befestigbar sind, und der Radius der Umlenkrolle zumindest annähernd mit dem Abstand zwischen den Längsachsen von Mast und Ständer übereinstimmt.

Ein erfindungsgemäßer Montageaufsatz für eine bestimmte Tragkraft läßt sich leichter und einfacher gestalten, da der Mast in jeder beliebigen Stellung des Zuggliedes von Biegebelastungen fast vollständig freigehalten ist. Dementsprechend läßt sich der Montageaufsatz leichter befördern und einfacher aufstellen als bisher für vergleichbare Zwecke übliches Hubgerät von gleicher Hubhöhe und Tragkraft. Ein durchschnittlich kräftiger Mann kann den gesamten erfindungsgemäßen Montageaufsatz über längere Strecken zu Fuß tragen oder bei nicht allzu schwierigen Geländeverhältnissen mit dem Fahrrad transportieren, so daß ein einziger Montageaufsatz in geeigneten Fällen für mehrere, nicht allzu weit voneinander entfernte Brunnenpumpen verwendet werden kann.

Die erforderliche Stabilität des Montageaufsatzes am Aufstellungsort ergibt sich dadurch, daß der Mast am Ständer der Pumpe abgestützt wird. Der Ständer ist wegen der im Betrieb der Pumpe auftretenden Belastungen in jedem Fall hinreichend kräftig gestaltet, um auch den Belastungen standzuhalten, die bei Aufstellung und Benutzung des erfindungsgemäßen Montageaufsatzes auftreten können.

Die Hebevorrichtung kann beispielsweise eine Seil- oder Kettenwinde oder ein mit intermittierender Seilklemmung arbeitender.Hubzug handelsüblicher Bauweise sein. Als Hebevorrichtung für nicht allzu tiefe Brunnenpumpen mit entsprechend leichtem Steigrohrstrang kann ein zusätzliches Seil vorgesehen sein, das über mindestens eine zusätzliche, am Ständer verankerbare Umlenkvorrichtung läuft und mit Muskelkraft gezogen wird.

Vorzugsweise ist mindestens ein Oberteil des Mastes mit Umlenkvorrichtung, Zugglied und Hebevorrichtung unlösbar verbunden. Dadurch wird verhindert, daß die einzelnen Teile des Montageriggs zweckentfremdet werden und verlorengehen können. Die unlösbare Verbindung kann einfach dadurch hergestellt sein, daß das durch Hebe- und Umlenkvorrichtung hindurchgeführte Zugglied an seinen beiden Enden unlösbare Beschläge aufweist.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn die Hebevorrichtung eine Anhängevorrichtung aufweist, die am Ständer derart verankerbar ist, daß das Zugglied an einer der Ständerachse in bezug auf die Mastachse diametral gegenüberliegenden Stelle in die Hebevorrichtung einläuft. Dadurch wird der Mast bei Benutzung des erfindungsgemäßen Montageaufsatzes von Biegemomenten weitgehend freigehalten ; er wird im wesentlichen nur auf Druck belastet und kann dementsprechend schlank und leicht gestaltet sein.

Wenn die Hebevorrichtung als Hubzug ausgebildet ist, weist sie vorzugsweise zusätzlich eine Führung auf, mit der sie am Mast senkrecht verschiebbar geführt ist. Dadurch wird die am Ständer verankerte Hebevorrichtung zusätzlich stabilisiert, so daß sie nicht pendeln kann, was ihre Handhabung erschweren und die Symmetrie des Zuggliedes in bezug auf die Mastachse stören würde.

Wenn die Hebevorrichtung dagegen als Seil-oder Kettenwinde ausgebildet ist, dann ist die Anhängevorrichtung zweckmäßigerweise mit dem Ständer starr kuppelbar.

Das Kopfteil ist vorzugsweise eine Platte, die zum Einstecken des Mastes ein Loch und zum Verankern der Hebevorrichtung eine weitere Befestigungsstelle aufweist.

Der Transport des erfindungsgemäßen Montageaufsatzes kann dadurch erleichtert sein, daß der Mast ein Oberteil aufweist, an dem die Umlenkvorrichtung befestigt ist, und daß als Unterteil ein Steigrohr verwendet wird. Wenn eine Brunnenpumpe eingebaut wird, bleibt meist mindestens ein Steigrohr übrig, das dann als Bestandteil des Mastes verwendet werden kann.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das Zugglied an seinem dem Ständer zugeordneten Ende eine Hahnepot aufweist, an die wahlweise die Antriebsvorrichtung oder ein Joch zum Heben des Steigrohrstrangs anhängbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt :

• Fig. 1 eine teilweise als senkrechter Schnitt dargestellte Seitenansicht der in Bodennähe und . über dem Boden angeordneten Teile einer Brunnenpumpe mit einem erfindungsgemäßen Montageaufsatz und
• Fig. 2 Einzelheiten aus Fig. 1 in einem vergrößerten senkrechten Schnitt.

Die Brunnenpumpe hat ein Fundament 10 aus Beton, von dem sich ein Mantelrohr 12 senkrecht nach unten bis in eine grundwasserführende Erdschicht erstreckt. Das Mantelrohr 12 umschließt mit radialem Abstand einen Steigrohrstrang aus Steigrohren 14, die durch Rohrkupplungen 16 miteinander verbunden und durch sternförmige Stützringe 18 im Mantelrohr 12 zentriert sind.

Auf dem Fundament 10 steht ein Ständer 20 mit einem seitlich auskragenden, plattenförmigen Kopfteil 22 und einem ebenfalls plattenförmigen Fußteil 24, das auf dem Fundament 10 festgeschraubt ist. Auf dem Kopfteil 22 ist ein Zwischengehäuse 26 befestigt, das einen Wasserauslauf 28 aufweist und eine Antriebsvorrichtung 30 trägt.

Die Antriebsvorrichtung 30 ist im dargestellten Beispiel ein Getriebe, das mit einer Handkurbel 32 antreibbar ist und seinerseits einen nicht dargestellten Wellenstrang antreibt, der sich durch den Steigrohrstrang nach unten erstreckt und mit einem schneckenförmigen Rotor gekuppelt ist. Der Rotor arbeitet in einem schneckenförmigen Stator, der im unteren Endbereich des Mantelrohrs 12 angeordnet und zusammen mit den Steigrohren 14 durch das Mantelrohr herausziehbar ist.

Eine solche Ausgestaltung einer Brunnenpumpe ist aus der DE-A-31 32 260 bekannt und braucht deshalb hier nicht im einzelnen dargestellt und beschrieben zu werden, zumal die Gestaltung der Brunnenpumpe als Exzenterschneckenpumpe im vorliegenden Zusammenhang ohne besondere Bedeutung ist. Die Brunnenpumpe kann beispielsweise auch als Kolbenpumpe ausgebildet sein ; in diesem Fall ist die Antriebsvorrichtung so gestaltet, daß sie die Drehung einer Handkurbel oder Schwenkungen eines Pumpenschwengels in auf- und niedergehende Kolbenbewegungen umsetzt. Solche Pumpen sind beispielsweise aus der Zeitschrift « World Water vom Februar 1983 bekannt.

Der Pumpe ist ein Montageaufsatz mit einem schlanken, rohrförmigen Mast 34 zugeordnet, der aus einem Oberteil 36 und einem Unterteil 38 zusammengesetzt ist. Das Unterteil 38 ist in allen Einzelheiten identisch mit einem überzähligen Steigrohr 14 samt zugehöriger Rohrkupplung 16. Die Gesamthöhe des Mastes 34 ist mindestens um die Höhe des Ständers 20 größer als die Länge jedes einzelnen Steigrohrs 14 samt Rohrkupplung 16.

Am oberen Ende des Oberteils 36 ist eine Umlenkvorrichtung 40 angeordnet, die eine Umlenkrolle 42 aufweist. Die Drehachse der Umlenkrolle 42 schneidet die Mastachse 44 und erstreckt sich im dargestellten, aufgebauten Zustand des Montageaufsatzes im rechten Winkel zu der senkrechten Ebene, in der die Ständerachse 46 und die zu ihr parallele Mastachse 44 liegen. Die Umlenkrolle 42 hat einen Umlenkradius, der mit dem Abstand der beiden Achsen 44 und 46 übereinstimmt. Die obere Hälfte der Umlenkrolle 42 ist mit einer Schutzhaube 48 abgedeckt.

Über die Umlenkrolle 42 läuft ein Zugglied 50, das im dargestellten Beispiel von einem Seil gebildet ist, aber auch von einer Kette gebildet sein könnte. An dem einen, über dem Ständer 20 hängenden Strang des Zuggliedes 50 ist ein ringförmiger Beschlag 52 befestigt, an dem über eine Hahnepot 54 ein Joch 56 aufgehängt ist. Das Joch 56 hat eine mittige Aussparung 58, die seitlich offen und derart bemessen ist, daß die Steigrohre 14 nacheinander unterhalb ihrer Rohrkupplung 16 mit dem Joch 56 erfaßt werden können, um aus dem Mantelrohr 12 herausgezogen oder in dieses abgesenkt zu werden. Anstelle des Jochs 56 kann an der Hahnepot 54 die Antriebsvorrichtung 30 für deren Ab- oder Anbau angehängt werden, beispielsweise an zwei Wellenenden.

Der andere Strang des Zuggliedes 50 läuft durch eine Hebevorrichtung 60, die als handelsüblicher Hubzug mit alternierend arbeitenden Klemmbackenpaaren 62, einem Betätigungshebel 64 und einem Bremshebel 66 dargestellt ist. Die Hebevorrichtung 60 hat eine Anhängevorrichtung 68 in Form eines Hakens sowie eine rohrförmige Führung 70, mit der sie am Unterteil 38 des Mastes 34 in dessen Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Das Zugglied 50 ist nach unten oder seitlich aus der Hebevorrichtung 60 herausgeführt und weist an seinem Ende einen weiteren Beschlag 72 auf.

Das Unterteil 38 des Mastes 34 ist von oben her durch ein kreisförmiges Loch 74 im Kopfteil 22 des Ständers 20 hindurchgesteckt und greift in eine hülsenförmige Halterung 76 ein, die am Fußteil 24 ausgebildet ist. Dadurch ist der gesamte Mast 34 mit dem Ständer 20 starr verbunden, so daß er keiner weiteren Abstützung bedarf.

Das Kopfteil 22 hat eine weiteres Befestigungsstelle 78 in Form eines Lochs, das auf demselben von der Ständerachse 46 ausgehenden Radius liegt wie die Mitte des Lochs 74, das die Lage der Ständerachse 46 bestimmt. Der Mittenabstand der Befestigungsstelle 78 von der Ständerachse 46 ist doppelt so groß wie der Mittenabstand des Lochs 74 von der Ständerachse. Durch das Loch 78 erstreckt sich eine Kette 80, die in die Anhängevorrichtung 68 eingehakt und mit einem Bolzen 82 am Kopfteil 22 des Ständers 20 festgelegt ist.

Wenn die Hebevorrichtung eine Seil- oder Kettenwinde ist, kann die Anhängevorrichtung 68 einen steifen Bügel aufweisen, der an der Hebevorrichtung befestigt und auf das Kopfteil 22 seitlich derart aufsteckbar ist, daß die Hebevorrichtung über die Anhängevorrichtung und das Kopfteil 22 starr mit dem Ständer 20 kuppelbar ist.

Als weitere Alternative zu der dargestellten Hebevorrichtung 60 kann an das Zugglied 50 ein zusätzliches Seil 84 angehängt werden, das über mindestens eine am Ständer 20 verankerte zusätzliche Umlenkrolle 86 läuft, gegebenenfalls mit mehreren solchen Umlenkrollen einen Flaschenzug bildet und ebenfalls eine mit Muskelkraft betätigbare Hebevorrichtung bildet.