Wasserpumpen: Druck gemacht

Zwei Pumpenbauarten haben sich in Freizeitfahrzeugen etabliert. Zum einen sind dies die in annähernd 100 Prozent aller Caravans eingesetzten Tauchpumpen, die im Frischwassertank hängend ihre Arbeit verrichten und zwischen 15 und 50 Euro kosten. Zum andern versprechen teils über 270 Euro teure Druckwasserpumpen, die außerhalb des Tanks installiert sind, das Höchstmaß an Wasserkomfort. Im Folgenden erläutern wir die Technik und zeigen die jeweiligen Vorteile auf.

Tauchpumpen sind Kreiselpumpen

Der Hauptvorteil von Tauchpumpen: Da sie direkt im Tank sitzen, müssen sie keine Saughöhe überwinden. Physikalisch betrachtet gilt solch eine Kreiselpumpe als Strömungsmaschine, die mittels eines Laufrads die Zentrifugalkraft zur Förderung von Flüssigkeiten nutzt. Die werden vom rotierenden Pumpenrad nämlich mitgerissen und nach außen gezwungen, was den Druck innerhalb der Pumpenkammer erhöht und die Flüssigkeit dadurch in das Druckrohr presst.

In Caravans kommen mehrheitlich Tauchpumpen der Firmen Reich und Comet zum Einsatz. Sie sind preiswert, vergleichsweise unkompliziert im Aufbau und in unterschiedlichen Ausführungen und Leistungsklassen lieferbar. Den größten Druck erzeugen Tauchpumpen normalerweise bei der Fördermenge null, das heißt, wenn sie gegen ein geschlossenes System arbeiten. Im Datenblatt findet sich daher bisweilen die Angabe „Druck 1,2 Bar (geschlossen)“. Mit steigender Fördermenge nimmt der Druck im System ab. Das ist immer so.

Tauchpumpen sind für eine Lebensdauer von einigen hundert Betriebsstunden ausgelegt, haben eine Leistungsaufnahme von 10 bis 75 Watt und schaffen einen Druck von 0,5 bis 2,1 Bar. Dabei fördern sie zwischen 10 und 25 Liter pro Minute.

Schon eine Pumpe mit 0,5 Bar schafft es, Wasser auf eine Höhe von fünf Metern zu fördern. Leistungsstarke Versionen wie beispielsweise die Power Jet von Reich oder das Modell Tandem, das über zwei Motoren verfügt, garantieren jedoch, dass auch bei längeren Leitungswegen oder mehreren geöffneten Verbrauchern an jedem Hahn noch genügend Wasser mit ausreichend Druck ankommt. Wen die Leistung der vorhandenen Tauchpumpe nicht überzeugt, der kann entweder auf ein stärkeres Modell wechseln, oder er installiert eine Verstärkerpumpe. Comet hat solche für Preise zwischen etwa 15 und 25 Euro im Programm. Sie werden außerhalb des Tanks in die Leitung eingeflanscht; eingangsseitig muss allerdings Wasser im Schlauch stehen, denn Verstärkerpumpen sind wie die Tauchpumpen selbst nicht selbstansaugend.

Viele Tauchpumpen haben eine integrierte Entlüftung und sind damit sofort nach dem Eintauchen förderfähig. Ein in der Pumpe vorhandenes Rückschlagventil verhindert hingegen, dass bei Stillstand die Leitungen komplett leer laufen und beim Aufdrehen des Hahns einige Zeit vergeht, bis Wasser fließt. Der elektrische Antrieb der Pumpe macht es erforderlich, dass alle spannungsführenden Teile zuverlässig abgedichtet sind. Daher werden die Kunststoff-Pumpengehäuse per Ultraschall mit Deckel und Bodengruppe verschweißt. Genauso müssen die Kabeldurchführung sowie der Wellenaustritt auf Dauer absolut wasserdicht sein. Der schottet die Welle des Elektromotors nicht nur mittels Gummilippe ab, sondern verfügt über ein zusätzliches Fettdepot.

Tauchpumpen sind wartungsfrei

Beim Betrieb können im engen Motorgehäuse jedoch hohe Betriebstemperaturen entstehen, die normalerweise problemlos über das Wasser, in dem die Pumpe arbeitet, abgeführt werden.

Ausfallursache Nummer 1 ist bei Tauchpumpen tatsächlich längerer Trockenlauf. Sei es, dass versehentlich ein Hebelmischer leicht angehoben und damit dessen Mikroschalter geschlossen wurde, der die Pumpe aktiviert. Sei es, dass die Pumpe nicht richtig im Tank hängt. Taucht sie jedoch nicht mehr ins Nass, stockt die Wärmeabfuhr. In diesem Fall kann sich das Gehäuse so weit aufheizen, bis es sich aufbläht – mit nachfolgendem Totalausfall. Kurz: Längere Trockenlaufzeiten gilt es unbedingt zu vermeiden.

Wer dem vorbeugen will, kann einen separaten Trockenlaufschutz installieren. Dieses kleine Modul von Comet ist für Tauchpumpen bis 45 Watt Leistungsaufnahme geeignet, kostet rund 40 Euro und wird (außerhalb des Tanks!) in die elektrische Zuleitung eingeschleift. Die Elektronik reagiert auf die beim Trockenlauf rasch ansteigende Drehzahl des Pumpenmotors und die damit einhergehende höhere Stromaufnahme. Nach etwa einer Minute unterbricht sodann ein Timer die Stromzufuhr zur Pumpe und verhindert damit Überhitzungsschäden. Beim nächsten Öffnen des Hahns ist das Abschaltmodul wieder aktiv, und die Pumpe startet wie gewohnt.

Seltener treten an Tauchpumpen Störungen durch Schmutz und Partikel im Wasser auf. Um dies zu vermeiden, verfügen viele Modelle über ein feines Sieb an der Einlassöffnung, das sich bei manchen Modellen übrigens auch nachrüsten lässt. Und wichtig: Tauchpumpen bei Frost rechtzeitig aus dem Tank nehmen und entleeren.

Vor- und Nachteile von Druckwasserpumpen

Druckwasserpumpen, technisch korrekt Membranpumpen genannt, sind kaum anfällig gegen Überhitzung in Folge Trockenlaufs, wenngleich unbegrenzter Dauerlauf dem Innenleben natürlich ebenfalls nicht förderlich ist. Als Hauptvorteile gelten die dauerhaft gleichmäßige Förderleistung, die extrem hohe Lebensdauer sowie die Tatsache, dass sie Wasser auch über trockene Schlauchleitungen ansaugen können.

Diese Pumpenart wird in Freizeitfahrzeugen immer außerhalb des Frischwassertanks installiert, arbeitet weitgehend lageunabhängig und erlaubt dadurch beim Einbau große Flexibilität. Lilie nennt für die renommierten Shurflo-Pumpen beeindruckende Werte: Sie können demnach bis zu zwei Meter über dem Tank oder in bis zu acht Meter Abstand davon platziert werden.

Für den Elektroanschluss reicht eine ausreichend dimensionierte Leitung zur 12-Volt-Versorgung (mindestens 1,5 mm2). Schaltleitungen zu jeder einzelnen Armatur, wie bei Tauchpumpen erforderlich, braucht es hier nicht, denn Membranpumpen sind druckgesteuert. Das heißt: Wird irgendwo im Caravan ein Hahn geöffnet, fällt der Wasserdruck in der Leitung ab und der in der Pumpe integrierte Druckschalter startet augenblicklich den Motor. Die auf der Antriebswelle sitzende Taumelscheibe bewegt jede Einzelmembran im Membransatz rasend schnell wenige Millimeter vor und zurück, wodurch über den Ventilsatz auf der Einlassseite ein Unterdruck entsteht, das Wasser angesaugt und mit Überdruck zum Auslass durchgepresst wird. Auf diese Weise lassen sich abhängig von der Motordrehzahl, der Anzahl der Membranen und dem Hub der Taumelscheibe ganz respektable Drücke und Fördermengen erzielen. Die leistungsstärksten der Smart-Serie im Shurflo-Caravaning-Programm bringen es auf immerhin 5,2 Bar und maximal 18,9 Liter pro Minute.

Moderne Konstruktionen sind deutlich leiser als die frühen Vertreter der Druckwasserpumpen. Dennoch gilt es beim Einbau zu beachten, Betriebsgeräusche nicht ungewollt zu verstärken, indem man die Pumpe auf eine zur Resonanz neigende Fläche montiert oder an starre Rohre anklemmt.

Wichtig beim Einsatz von Druckwasserpumpen: Undichtigkeiten vermeiden! Jeder Druckabfall im Leitungssystem lässt die Pumpe loslegen, und wer will schon den gesamten Frischwasservorrat hinter dem Küchenblock haben? Daher unbedingt einen separaten Pumpen-Hauptschalter einbauen, um beim Verlassen des Fahrzeugs konsequent die Stromzufuhr zu unterbrechen.

Wer plant, auf eine Membranpumpe umzusteigen, sollte die Leistungsdaten der Pumpe auf das Nutzungsverhalten abstimmen. Je länger das Leitungsnetz ist und je mehr Entnahmestellen vorhanden sind, desto höher die Förderleistung. Wer im Caravan duschen möchte, sollte dann schon eine Version einbauen, die 10 bis 12 L/min liefert und mehr als 2 Bar Druck schafft.
Jede Pumpe – egal ob Membran- oder Tauchpumpe – ist übrigens frostgefährdet. Bei der Einwinterung daher das Wassersystem akribisch entleeren. Um ganz sicherzugehen, die Schlauchanschlüsse an der Membranpumpe abklemmen und die Pumpe kurz in Betrieb nehmen.

Detailwissen - Die Technik der Tauchpumpe:

• Das Zweikammerprinzip bildet die Funktionsbasis jeder Tauchpumpe. Sie hängt – der Name sagt es – komplett im Medium, das sie fördern soll. Daher muss die Antriebskammer mit dem Elektromotor zuverlässig und dauerhaft abgedichtet sein. Das schnell drehende Flügelrad baut in Kammer zwei den Förderdruck auf.
• Am oberen Pumpenende geht die zweite, separate Druckkammer des Pumpengehäuses in den Schlauchanschluss über. In diesem Bereich ist auch die Entlüftung zu finden, die in der Schnittdarstellung allerdings nicht sichtbar ist. Das Pumpengehäuse verfügt oben und unten über spezielle Kunststoff-Verschlusskappen, die per Ultraschall mit dem Mittelteil verschweißt werden.
• Die Pumpeneinheit wird über das Anschlusskabel mit elektrischem Strom versorgt. Dieses wird durch eine O-Ring-Gummidichtung und eine Zugentlastung ins wasserdichte Motorgehäuse geführt.
• Im ersten, hermetisch abgedichteten Gehäuseteil der Tauchpumpe sitzt der elektrische Antriebsmotor.
• Der Wellendichtring verhindert mit seinem Fettdepot, dass Feuchtigkeit von unten ins Motorengehäuse eindringen kann.
• Auf der Achse des Motors sitzt das Pumpenlaufrad, das mit bis zu 13.000 Umdrehungen pro Minute rotiert und dank der speziellen Formgebung der Laufrad-Lamellen das frei einströmende Wasser Richtung Auslass presst.

Detailwissen: Die Technik der Membranpumpe

• Der robuste Elektromotor lässt über seine kugelgelagerte Welle die Taumelscheibe im Pumpengehäuse rotieren.
• Drei bis fünf weiche Membranen sind je nach Modell im Membransatz zusammengefasst, der im Pumpenunterteil sitzt.
• Direkt davor ist der Ventilsatz angeordnet. Deckungsgleich über den Membranen sitzen die Einlassventile, zentral das Auslassventil.
• Am Pumpenkopf werden die Schlauchleitungen angeschlossen. Eine Membranpumpe kann im Zulauf über weite Strecken ansaugen.
• Über den Druckschalter wird die Pumpe aktiviert. Ist der vorgegebene Wasserdruck im System erreicht, schaltet er ab. Bei der neuen Shurflo Smart-Serie erledigt dies die Elektronik.