3D-Druck mit Gummi – Gartenpumpe Libelle 80

Bild: Gartenpumpe Libelle 80 von Loewe Pumpenfabrik GmbH in Lüneburg. Wieder betriebsbereit.

Diese mindestens 40 Jahre alte Gartenpumpe sollte nach einigen Jahren „Ruhephase“ wieder
Verwendung finden. Leider hat sie dabei den Dienst verweigert und nur mit einem Brummen
geantwortet.

Schadensbeschreibung

Nach dem Öffnen des Gehäuses war die Ursache offensichtlich: Komplett verkalkter und
verschmutzter Pumpenbereich, wodurch selbst die Motorachse fest saß. Dazu kam noch der defekte
Kondensator.

Motor und Kondensator

Hier mal eine kleine Exkursion in die Elektromotorwelt:

Die Pumpe besitzt einen robusten Reihenschluss-Motor mit Stromwender (auch Kommutator oder Kollektor genannt), der über Kohlebürsten den Strom vom Stator (Gehäusewicklung) in die Ankerwicklung leitet und so das Drehmoment aufbaut, das für die Motordrehung erforderlich ist. Im Grunde genommen eine Gleichstrommaschine. Ja, dieser Motor kann auch mit Gleichstrom betrieben werden! Aber auch mit
Wechselstrom (auch als Universalmotor oder Allstrommotor bezeichne)! Die Drehzahl, die sich einstellt, ist neben der Betriebsspannung nur von der Last (hier transportierte Wassermenge) und den inneren Widerständen abhängig und nicht von der Netzfrequenz. Ich habe es einmal probiert: Selbst mit 12V tat sich schon etwas.

Aufbau Reihenschluss-Motor

Die folgende Abbildung zeigt die Bestandteile des Reihenschluss-Motors.

Foto : Von Ulfbastel – Eigenes Werk, Gemeinfrei,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2652208

Netzfilter / Entstörkondensator

Der in der Libelle80 verbaute Filter vom Typ LCr 22022 2R39 ist leider auf dem Markt nicht mehr erhältlich. Vergleichstypen konnten auch keine gefunden werden. Um dennoch eine Entstörung zu erreichen, wurde der Filter MIFLEX KSPpz-10 X1Y2 verwendet, der bis auf die Drosselspulen ähnliche Parameter besitzt.

Reparatur

3D-Druck einer Gummidichtung

Ja, unwirtschaftlich.
Der Grund liegt jedoch tiefer: Wir stießen bei der Reparatur von Geräten schon häufig auf das Problem, dass Gummidichtungen oder auch Riemen, wie sie z.B. in Kassettenrekordern oder Walkman® Playern vorkommen, einfach nicht mehr zu beschaffen oder sehr teuer waren.

Als passionierter 3D-Drucker-Anwender wollte ich wissen, ob man diese Dinge nicht auch gleichwertig selbst herstellen kann. Warum nicht, sollte man meinen.

Aber so einfach ist es leider nicht: Das in Betracht kommende Druckmaterial (Filament) ist z.B. ein Polyurethan (TPU), das gummiartig ist und häufig auch Gummibeimengungen enthält. Es ist hoch elastisch und sehr strapazierfähig. Leider lässt es sich schwer drucken.

Der Grund liegt im Transport des elastischen Filaments durch den Druckkopf in den heißen Düsenbereich hinein, in dem es verflüssigt wird. Um beim Drucken stets die momentan notwendige flüssige Materialmenge aus der Düse herauszupressen muss das Filament quasi von hinten geschoben werden. Man kann sich ja vorstellen, was passiert, wenn man versucht einen dünnen Gummiring durch Drücken durch eine Öffnung zu transportieren: Er versucht auszuweichen. Das führt dazu, dass das Material noch im kalten Zustand plötzlich an kleinen offenen Stellen herausquillt und nichts mehr im Druckkopf landet.

Also muss eine angepasste Lösung her.

Anpassung 3D-Druckkopf

Ausblick 3D-Druck

Von ganz filigranen elastischen Teilen, wie z.B. Riemchen mit einem Schnur-Querschnitt von weniger als 0.6 mm (z.B. für Walkmans®) bis hin zu großen Dingen, ist nun alles ohne großen Aufwand möglich!
Hier das Beispiel der Dichtung, die konstruktiv an die Gehäuseform angepasst wurde:

Ergebnis

Die Pumpe läuft wieder und der Saugtest ergab, dass der Motorbereich trocken blieb und damit die Dichtung ihren Zweck erfüllt. Durch den Einsatz des neuen Entstörfilters kam es auch zu keinen merklichen Störungen an anderen Geräten (z.B. analog Radio).