Kiespumpe – Auswahl, Funktion, Nachbau und Feintuning

Wie funktioniert eigentlich eine Kiespumpe und welche Möglichkeiten hat man, sie auf die jeweiligen Bodenverhältnisse optimal einzustellen.

Die für die Funktion der Kiespumpe maßgeblichen Teile sind der Kolben und das Klappenventil am unteren Ende der Kiespumpe. 

Diese Teile entscheiden darüber wie die Kiespumpe in unterschiedlichen Bohrumgebungen funktioniert. 

 

Das Klappenventil/Bodenventil an der Kiespumpe

Kiespumpe einstellen
Eingeschweißter Basisring des Bodenventils
Kiespumpe Klappenventol
Ventilmembran mit Schrauben und Mondmutter für den leichteren Austausch und die Befestigung am Basisring
Kiespumpe Gummimembran für Klappenventil
Dem Basisring zugewandte Seite der Gummimembran. Die Befestigungsschrauben können sich so wegen der Mondmutter nicht drehen.

Das Klappenventil besteht aus dem eingeschweißten Basisring am unteren Ende des Kiespumpenrohrs. Idealerweise ist es ein paar Zentimeter ins Innere der Kiespumpe verschoben.

Das schützt sowohl den Ventilring als auch die Befestigungsschrauben der Gummiklappe/Membran vor Beschädigungen beim Auftreffen der Kiespumpe auf dem Bohrgrund.

Die Gummimembran wird sehr stark beansprucht und ist deshalb ein Verschleißteil, das von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden muss.

Stärke und Elastizität der Gummimembran sind darüber entscheidend, ob das mit der Kolbenbewegung eingesaugte Bohrgut dann auch in der Pumpe bleibt.

Federt es nicht schnell genug zurück und verschließt die Öffnung wieder, wird gerade dünnflüssiger Sandbrei wieder aus der Pumpe laufen.

Ist es dagegen zu stark, wird es das Einsaugen des Bohrgutes in grobkiesiger Umgebung behindern. Als für die meisten Umgebungen zuverlässig funktionierende Gummimembran hat sich 4 mm starkes Industriegummi mit Gewebeeinlage bewährt.

Die in die Mondmutter festgedrehten Schrauben ermöglichen den Membranwechsel, ohne dass sich die Schrauben beim Lösen der Mutter drehen können.

Bei älteren Kiespumpen war das Wechseln der Gummimbran immer eine Schwierigkeit.

Ohne mit Gewinde versehener Mondmutter ließen sich die Befestigungsschrauben fast nicht lösen weil sich der Schraubenkopf im Inneren der Kiespumpe fast immer mitdrehte. Meist mussten die Schrauben deshalb agmeißelt werden.

Der Kolben mit Kolbenstange und Gummimembran

Beim Kolben gibt es einige Bauformen. Entscheidend für die Wirksamkeit ist die Passform bzw. das Spiel zwischen Kolben und Innenwand der Kiespumpe. Ist das Spiel zu groß, leidet die Saugstärke darunter. Ist es zu klein, neigt die Kiespumpe bei festen Kolbenmaterialien wie Stahlscheiben oder Hartgummischeiben zu Kolbenklemmern. Im Extremfall, wenn der Kolben im unteren Bereich klemmt, funktioniert die Kiespumpe überhaupt nicht mehr. Passiert das im Oberen Pumpenteil wird die Kiespumpe zum Plunscher mit stark eingeschränkter Funktion.

Bei zu wenig Spiel und festem Kolben verringert sich auch die Absinkgeschwindigkeit des Kolbens und erschwert damit das Arbeiten

Kiespumpe die Kolbenkonstruktion
Die dünne Gummidichtung wölbt sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens nach oben.
Kiespumpe Lochscheibe
Die Befestigung der Lochscheibe am unteren Ende der Kolbenstange erfolgt durch eine Schraube M 12
Kiespumpe Membran
Der Durchmesser der Beilagescheibe zwischen Kolbenstange und Gummidichtung Oberseite bestimmt, wie weit sich die Dichtung nach oben wölben kann, und reguliert so die Absinkgeschwindigkeit

Ganz anders sieht es dagegen aus, wenn statt eines festen Kolbens aus Metall oder Hartgummi eine Kombination aus einer stabilen und schweren Stützscheibe und einer dünnen Gummischeibe verwendet wird.

Wenn der Kolben nach unten absinkt, wölbt sich die Gummischeibe nach oben und gibt den Weg für das an der Stützscheibe vorbeisteigende Wasser frei.

Der Kolben kann so schneller absinken.

Noch schneller sinkt der Kolben aber ab, wenn die Stützscheibe noch großformatige Bohrungen aufweist, die noch mehr Wasser durchströmen lassen, wie auf dem oberen Bild zu sehen ist.

Das Spiel zwischen Gummischeibe und Pumpenrohr kann dann ruhig gegen Null gehen, die Saugwirkung ist dann maximal.

Durch die Flexibilität der dünnen Gummimembran ist die Gefahr, dass es einen Kolbenklemmer gibt, sehr gering.

Voraussetzung ist allerdings, dass der Durchmesser der Lochscheibe wiederum, wie auch bei festen Kolben gefordert, mindestens 5-7 mm geringer ist, als der Innendurchmesser des Pumpenkörpers.

Die starke Sogwirkung durch die Gummidichtung sorgt auch dafür, dass sich bei dieser Konstruktionsform des Kiespumpenkolbens immer Sandanteile zwischen Kolbengummi und Innenwand der Kiespumpe durchdrängeln.

Da können durchaus auch kleinere Steinchen dabei sein, die bei zu geringem Spiel zwischen Lochscheibe und Kiespumpe dann doch zu Kolbenklemmern führen.

Lochscheibe und Membran können sehr einfach entweder an eine runden Kolbenstange mit M 12 Gewinde befestigt werden, als auch an einer Kolbenstange aus Quadratrohr mit einer eingeschweißten M 12 er Mutter.

Die Ausführung als quadratische Kolbenstange macht dann den weiteren Ausbau als drehbare Kiespumpen-Riverside-Bohrer möglich.

Die Funktion als ganz normale Kiespumpe wird dadurch nicht eingeschränkt, die Unterseite der Kiespumpe könnte dann aber auch als Bohrer, in welcher Form auch immer gestaltet werden.

Die Führungsplatte für die Kolbenstange mit Mitnehmer, macht aus der Kiespumpe einen Erdbohrer.

Kiespumpe Führungsplatte
Führungsplatte mit rechteckiger Mitnehmerausparung für die quadratische Kolbenstange
Kiespumpe Führungsplatte mit Sicherungsschpange
Sicherungsriegel für die bessere Zentrierung bei Verwendung der Kiespumpe als Bohrer
Kiespumpe Bohrerteil
So könnte dann die Unterseite der Kiespumpe als Steinfänger, Aufreißer oder Riverside-Bohrer aussehen.

Zum Bau meiner Neukonstruktion eines Kiespumpen-Bohrers habe ich als Führungsplatte eine gelaserte Stahlscheibe mit einer rechteckigen Aussparung, dem Mitnehmer ,für die quadratische Kolbenstange benutzt.

Außer der Mitnehmeraussparung besitzt die Führungsplatte 5 Bohrungen für das vom Kolben nach oben gedrückte Wasser. Diese Entlastungbohrungen vermindern den erforderlichen Kraftaufwand beim Hochziehen des Kolbens.

Die führungsplatte wird im Rohr soweit nach oben geschoben, dass sie ca. 5 mm aus dem Rohr ragt. An der so entstandenen Kerbe, wird die Platte mit dem Rohr verschweißt.

Die quadratische Kolbenstange kann so genau wie eine runde Kolbenstange vertikal bewegt werden.

Durch die kraftschlüssige Mitnehmerverbindung mit dem Kiespumpenrohr, kann nun die gesamte Kiespumpe zusätzlich horizontal gedreht und somit als Bohrer verwendet werden.

Um eine besserer und stabilere Zentrierung beim Bohren zu erreichen kann in den vorderen Entlastungsbohrungen mit zwei M 12 Gewindestangen ein Sicherungsriegel befestigt werden. Bei der einen Verwendung als Kiespumpe ist dieser nicht notwendig. Die Kolbenstange wird im Fangkäfig des Pumpenrohres gehalten und kann nach dem Ablegen der Pumpe werkzeuglos, zur leichteren Entlehrung der Pumpe entnommen werden.

Das Bodenventil wird im Gegensatz zu den herkömmlichen Kiespumpen ca 6-7 cm ins Innere des Rohres verschoben und dort verschweißt.

So ist es vor Beschädigungen beim Herablassen der Kiespumpe geschützt und am unteren Rohrende könnten dann entsprechend des Bedarfes mit dem Winkelschleifer scharfe Zähne zum Aufreißen widerspenstiger Bodenschichten angebracht bzw, Hartmetallschneiden eingeschweiß werden.

Bessere Handhabung durch werkzeuglose Entnahme und Trennung des Kolbens von der Pumpe.

Kiespumpe geschlossen
Übliche Kiespumpe geschlossene Form

Kiespumpe offen mit Spange
Kiespumpe offen mit Spange und Federstift

kIESPUMPE fANGKÖRPER
Kiespumpe Rohrausschnitt
Beim Anschlag des Distanzstückes an der Führungsplatte befindet sich der Kolben noch im Pumpenrohr
Kiespumpe Kolben abgekippt

Die meisten der im Handel erhältlichen Kiespumpen sind so gebaut, dass Kolben und Pumpenkörper eine Einheit bilden.

Die Kolbenstange wird in einer starken Stahlplatte, entweder durch eine einfache Bohrung oder eine Buchse geführt und ist somit ohne Demontage nicht von der eigentlichen Pumpe zu trennen.

Dies führt gerade bei großen Modellen dazu, dass sie ausgezogen bis zu 1,8 Meter lang sind.

Dadurch sind sie beim Entleeren vom Bohrgut sehr unhandlich , schließlich wiegen die Dinger dann einschließlich Füllung nicht selten über 20 Kilo.

Außerdem behindert die geschlossene Führungsplatte das Ausströmen des Wassers, welches , ja vom Kolben nach oben gedrückt, in größere Tiefe dann auch noch gegen eine meterhohe Wassersäule über der Kiespumpe, aus derselben gedrückt werden muss.

Findige Bastler haben deshalb Modelle entwickelt, die die Kolbenstange nur noch ganz locker mit Hilfe einer Spange aus starkem Flacheisen oder Rundeisen führen.

Uwe Rosenberger war wohl der Pionier auf diesem Gebiet mit seiner Spange, die mit einem Federstift gesichert ist.

Nach Entfernen der Spange kann dann der Kolben einfach nach oben aus dem offenen Pumpenrohr entnommen werden.

Meine auf Uwe´s Modells basierende Konstruktion funktioniert völlig werkzeugfrei.

Die genaue Beschreibung hier auf diesem Video

https://www.youtube-nocookie.com/embed/KFbPYvu7aoQ

Beim Anbringen des Entleerungsausschnittes am Kiespumpenrohr bleibt unterhalb der oben beschriebenen Führungsplatte mit der Ausspaarung ein Ring von ca. 5-6 cm stehen.

Die Aussparung in der Führungsplatte wird auch aus diesem „Fangkäfig“ ausgeschnitten. An der Kolbenstange wird jetzt ein Distanzstück/Stellring mit ca. 50 mm Durchmesser angebracht.

Der Abstand dieses Distanzstückes vom Lochscheibe und Gummidichtung des eigentlichen Kolbens wird so gewählt, dass beim Anschlag des Distanzstückes an der Unterseite der Führungsplatte sich der Kolben noch im Pumpenrohr kurz unterhalb der Entleerungsöffnung befindet.

Da das Distanzstück mit 50 mm beträchlich größer als der Schlitz von 26 mm in Führungsplatte und Fangkäfig ist, kann sich die Kolbenstange vom Kiespumpenrohr nicht befreien.

Erst wenn die Kiespumpe aus dem Brunnenrohr gezogen und abgelegt ist, wird die Kolbenstange um ca 7 cm abgesenkt.

Jetzt kann die Kiespumpe ganz bequem entleert werden.

Eine ausführliche Dokumentation des Zusammenbaus und der Funktion eines Kiesbrunnenbohrer findest Du hier in meinem Youtube Video. https://t1p.de/atx2

Das Distanzstück befindet sich jetzt außerhalb des Fangkäfigs , die Kolbenstange kann somit nach vorne durch die Entleerungsöffnung abgekippt und der Kolben werkzeuglos entnommen werden.

Für die Anfertigung der Kiespumpen Prototypen habe ich mir die speziellen Teile, die in Eigenarbeit im Hobbykeller nur sehr schwer und mit großem Zeitaufwand herzustellen sind, als Einzelanfertigung in kleiner Stückzahl anfertigen lassen.

Im Moment (1.12.2020) habe ich noch ein paar Teile rumliegen, die ich nicht mehr benötige.  5 Sätze für 90 er Kiespumpe und die meisten Teile für die 108 er Kiespumpe sind im Moment noch da. Falls Du daran Interesse hast, schick mir ne E-mail, unter  atru(at)freenet.de

Kiespumpenführungsplatte
Kiespumpe alle Laserteile
Das sind die Laserteile, die die Herstellung einer eigenen Kiespumpe erleichtern

Die Teile gibt es für 2 Versionen für die 90 er und die 108 Kiespumpe

Preise je nach Laserteil einzeln von 2€ bis 13,50 € plus Versandkosten

Ein kompletter Satz für 90 er Kiespumpe bestehend aus:

  1. Führungsplatte 81 mm Durchmesser 15 mm stark,
  2. Lochscheibe mit Gummimembran, 75 mm Durchmesser, 15 mm stark
  3. Basisring für das Bodenventiel, 81 mm Durchmesser , 6 mm stark
  4. 2 mal Gummimembran für Bodenventil,
  5. 1 mal Mondmutter mit Befestigungsschrauben des Bodenventils am Basisring,
  6. 1 mal Abstandshalter/Stellring für 25 mm Quadratrohr, 50 mm Durchmesser
  7. 2 mal Quadratmutter mit M 12 Gewinde für die Kolbenstange zum Einschweißen
  8. 1 Sicherungsriegel für die Kolbenstange in der Führungsplatte.

kostet 40 Euro, plus Versandkosten,  Abwicklung über E-Mail Nachricht und PayPal.

Der Satz für 108 Kiespumpen kommt ohne Sicherungsriegel und passt wie der 90 er Satz mit ca 1,5 mm Spiel in ein 108 mm Konstruktionsrohr.

Die Führungsplatte hat einen Durchmesser von 108 und muss im Gegensatz zum 90 er Modell mit Schweißkerbe und Kehlnaht an das Rohr angeschweißt werden. Der Preis ist der Gleiche

Die Rohre für die Kiespumpe und das Quadratrohr für Kolbenstange und Bohrgestänge erhälts Du zum Beispiel hier. 

Günstigster bisher gefundene Anbieter:  90 er Rohr 15 Euro/Meter, 108 Rohr 20 Euro/Meter, 25 mal 25 Quadratrohr 2,80 Euro/Meter  

Stahlshop24  

„Brunnen bohren Das Handbuch“

Das Bohren eines eigenen Brunnens beschreibt „Brunnen bohren – Das Handbuch“ sehr ausführlich und Schritt für Schritt, sodaß am Ende der Lektüre eine sichere Entscheidung möglich ist, ob „Selberbohren“ Sinn macht

Inhalt des Ratgebers  ist unter Anderem auch die ausführliche Beschreibung aller für den Brunnenbau erforderlichen Spezialwerkzeuge, Brunnenbauzubehör, Pumpen, Brunnenrohr  und sonstigem Installationsmaterial. Aufgrund dieser sehr detaillierten Beschreibungen kann man dann auch das Angebot des Brunnenbauers in allen Punkten richtig beurteilen und einordnen.

„Brunnen bohren das Handbuch“ steht in folgenden Versionen zur Verfügung:

Als gedrucktes Taschenbuch mit Graustufenbildern im Innenteil

Als PDF File zum Download mit vollfarbigen Innenseiten.

Das könnte dich auch interessieren …

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.