DE2538302A1

DE2538302A1 - Schwimmbecken mit einer anlage zur mechanischen erzeugung von wellen

Info

Publication number: DE2538302A1
Application number: DE19752538302
Authority: DE
Inventors: Hans Friedrich Ing Gr Rupprath; Klaus Schiron
Original assignee: RUPPRATH HANS FRIEDRICH ING
Current assignee: RUPPRATH HANS FRIEDRICH ING
Priority date: 1975-08-28
Filing date: 1975-08-28
Publication date: 1977-03-03
Also published as: JPS5230034A; SE7609327L; FR2322250A1; CA1082853A; BE845539A; DE2538302C3; FR2322250B1; NL7609319A; US4142258A; ES450984A1; IT1066723B; DE2538302B2; GB1511815A

Description

1. Klaus Schiron, 31 CeIIe₅ Nelkenstraße 2

2. Kans Friedrich Rupprath, 3001 Bennigsen, Am goldenen Acker

Schwimmbecken mit einer Anlage zur mechanischen Erzeugung von VJe 11 en.

Die Erfindung betrifft ein Schwimmbecken mit einer Anlage zur mechanischen Erzeugung von Wellen und bezweckt ganz allgemein die technische und wirtschaftliche Verbesserung sogenannter Wellen-Schwimmbäder.

5'ür die Wellenerzeugung in Schwimmbädern sind heute im wesentlichen zwei Grundprinzipien bekannt.

So gibt es einmal pneumatisch arbeitende Wellenerzeugungsanlagen, bei denen nach unten offene, in der Breite unterteilte Caissons vorgesehen sind, die abwechselnd mittels Ventilatoren unter wechselnden Luftdruck gesetzt werden, wodurch man die Wasserspiegel der einzelnen Caissons phasenverschoben zum Schwingen bringt. Diese Caissons und ihre Ventilatoren sind außerhalb des Schwimmbeckens in dessen Randbereich untergebracht und begründen einen relativ großen zusätzlichen Platzbedarf. Zudem haben pneumatische Anlagen aufgrund der physikalischen Gegebenheiten einen ziemlich schlechten Wirkungsgrad, wie man auch die Kosten für eine zusätzliche Druckhaltung besonders berücksichtigen muß.

Die andere Möglichkeit zur Wellenerzeugung bilden mechanische Anlagen, bei denen die Wellen entweder mittels Kolben oder kleiner mechanischer Flügel, d.h. nach dem sogenannten Schwingflügelprinzip, erzeugt werden. Auch diese mechanischen Systeme bedingen besondere Räume in den Beckenumgängen oder gesonderte Wellenkammern in den Becken, wodurch, ebenso wie bei den bekannten pneumatischen Wellenerzeugern, zusätzlicher umbauter Raum

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erforderlich ist. Abgesehen von den zusätzlichen Baukosten sind in für sportliche Veranstaltungen bestimmten Becken keine Wendeflächen vorhanden, weil man in der einen Frontwand des Beckens, die für Wettkämpfe als Anschlag- oder Wendewand dient, ein Wellenauslaufgitter montieren muß. Schwierigkeiten entstehen aber auch dadurch, daß bei modernen Schwimmbecken zur Vermeidung des sog. Trogeffektes ein hochliegender Wasserspiegel gefordert wird, daß jedoch durch die Wellenerzeugung das normale Wasserniveau um 50 cm und mehr überschritten werden kann, wodurch es dann bei hohem Wasserpegel zu Überflutungen kommt. Deshalb muß der Wasserspiegel vor Inbetriebnahme der Wellenerzeugungsanlage abgesenkt werden, und zwar in verhältnismäßig kurzer Zeit, in der das überschüssige Wasser in besondere Speicher, meist unterhalb des Beckens angeordnet, abgesaugt wird. In der Nähe der Absaugöffnungen entsteht hier oftmals ein für die Badegäste gefährlicher Sog, insbesondere dann, wenn nur verhältnismäßig kleine Absaugquerschnitte zur Verfügung stehen. Schließlich bereitet bei mechanischen Wellenerzeugungsanlagen häufig der Einbau der Wellenkammer Schwierigkeiten, wenn dieser so gewählt sein soll, daß die Kopfplatte der Wellenkammer bündig in einer Ebene mit den übrigen Beckenumgängen liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Wellenerzeugungsanlagen und unter Ausnutzung des guten Wirkungsgrades bei mechanischen Anlagen infolge des hohe Kopplungsfaktor zwischen der mechanischen Einrichtung und dem Wasser ein Schwimmbecken mit einer mechanischen Wellenerzeugungsanlage zu schaffen, das nur einen Teil der vergleichbaren Baukosten bedingt und im Betrieb wirtschaftlicher und ungefährlicher ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wellenerzeugungsanlage in den Boden des Sehwimmbeckens integriert ist und einen Teil der Bodenoberfläche des Schwimmbeckens bildet. Es wird damit ein völlig neuer Weg beschritten, indem die zur Wellenerzeugung erforderliche Wasserverdrängung vom Boden des Schwimmbades her erfolgt und keine besonderen baulichen Maßnahmen mehr

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im Bereich des Beckenumlaufes erforderlich sind, sondern der ohnehin unter dem Becken bisher im wesentlichen ungenutzt gebliebene Raum nunmehr für die Unterbringung für die Wellenerzeugungsanlage ausgenutzt wird.

Die Erfindung läßt sich sehr vorteilhaft dadurch verwirklichen, daß die Wellenerzeugungsanlage im wesentlichen aus einer ' Klappe besteht, die in einer Vertiefung in einem Endbereich des Schwimmbeckens einseitig schwenkbar gelagert und mittels einer in der Vertiefung angeordneten Hubeinrichtung bewegbar ist. Damit wird es möglich, die für die Wellenerzeugung erforderliche Wasserverdrängung mit Hilfe außerordentlich großer bewegter Flächen zu bewirken, die nur über verhältnismäßig kleine Wege bewegt zu werden brauchen. Dies steht ganz im Gegensatz zu den bekannten mechanischen Wellenerzeugungsanlagen, bei denen wegen der Anordnung im Beckenumlauf nur kleine Flächen zur Verfügung stehen, die über große Wege bewegt werden müssen. Nach weiteren Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung kann die Klappe mehrteilig ausgebildet sein, wobei vorteilhaft jede Teilklappe für sich bewegbar ist. Die Klappe bzw. die Teilklappen können aus Beton bestehen. Als Hubeinrichtung sieht man vorzugsweise einen oder mehrere Hydraulikzylinder vor.

Durch diese Maßnahmen, einzeln oder insgesamt ausgeführt, wird es möglich, eine Integration der Wellenerzeugungsanlage in den Beckenboden vorzunehmen, ohne daß es irgendwie zu einer Gefährdung der Badegäste kommt, da man in der Lage ist, durch geeignete Steuerung mit einem Maximalhub von etwa 30 cm am Ende Klappe auszukommen. Es sind also nur relativ kleine Hydraulikzylinder erforderlich, um die Klappe bzw. die Teilklappen vertikal auf und ab zubewegen, wobei eine außerordentlich flexible Wellenerzeugung möglich ist und Frequenz und Amplitude beliebig geregelt werden können, indem man Frequenz und Hubweg der Hydraulikzylinder entsprechend steuert. Durch die Anordnung von Teilklappen kann ein besonders lebhaftes Wellenbild erzielt werden, wobei man zu diesem Zweck vorteilhaft die Teilklappen bzw. die sie bewegenden Hydraulikzylinder mit einer gemeinsamen

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Steueranlage verbinden sollte. All diese Maßnahmen sind bei den bekannten mechanischen Wellenerzeugungsanlagen im Beckenumlauf nicht oder nur mit einem erheblichen wirtschaftlichen und technischen Mehraufwand zu erzielen, während bei der Wellenerzeugungsanlage nach der Erfindung lediglich eine zusätzliche Vertiefung im Bereich der wellenerzeugenden Klappen bzw. Teilklappen notwendig ist und die Erstellungsund Betriebskosten im Verhältnis zum zusätzlich umbauten Raum, den man bei den bekannten Anlagen vorsehen muß, sehr niedrig liegen. Auch werden die Nebenkosten, die mit dem Einbau der Anlage verbunden sind, niedriger, und der Kostenaufwand, den man durch die Verwendung des Materials Beton für die Klappe bzw. die Teilklappen berücksichtigen muß, ist im Hinblick auf den erzielten Effekt als sehr gering anzusehen.

Ein ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schwimmbekkenausbildung besteht darin, daß man eine Wasserspiegelabsenkung ohne Gefährdung der Badegäste durchführen kann. Während bei herkömmlichen Wellenschwimmbädern ohne die Möglichkeit einer Wasserspiegelabsenkung der Wasserspiegel im Ruhezustand mindestens 60 cm unter dem Beckenumgang liegen muß und dadurch der erwähnte Trogeffekt entsteht, arbeiten modernere Wellenbäder bereits mit einer Wasserspiegelabsenkung derart, daß im Normalbetrieb des Bades, also bei Ruhen der Wellenerzeugungsanlage, der Wasserspiegel im wesentlichen das Niveau des Beckenrandes hat und dort die üblichen überlaufrinnen in Punktion treten können. Vor Beginn des Wellenbetriebes wird der Wasserspiegel dann kurzfristig, d.h. innerhalb von ca. 2 bis 3 Minuten, um 60 cm abgesenkt, wobei das Differenzvolumen in einen Speichertank geführt wird. Da dieses Differenzvolumen beträchtlich ist, die Speicher im Beckenumgang angeordnet und die Durchtrittsquerschnitte verhältnismäßig klein sind, entstehen durch die großen Strömungsgeschwindigkeiten Gefahren für die Badegäste. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann nun zur Beseitigung dieser Nachteile im Raum bzw. der Vertiefung unterhalb der Wellenerzeugungsanlage bzw. Klappe, die ein in der Bodenfläche liegendes Auslaufgitter

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tragen, ein zusätzlicher Speieher mit den entsprechenden Zu- und Ablaufinstallationen vorgesehen sein. Durch das Auslaufgitter steht eine große Querschnittsfläche für den Wasseraustritt bzw. -zutritt zur Verfügung, so daß die Strömungsgeschwindigkeit so niedrig ist, daß die Badegäste nicht gefährdet werden. Gleichzeitig bietet sich der Raum unterhalb der Klappe in baulich-konstruktiver Hinsicht besonders günstig für die Anordnung des Speichers an, weil ein weiterer Bodenaushub in der Vertikalen wirtschaftlicher und einfacher zu bewerkstelligen ist als eine Ausweitung der Bekkenanlage in der Breite oder Länge.

Um günstige Strömungsverhältnisse zu erhalten und insbesondere Wirbelbildungen zu vermeiden, sollten zweckmäßigerweise die Durchtrittsquerschnitte für das Wasser durch Hohlkehlen, Abrundungen und/oder Abschrägungen in den Übergangsbereichen von Beckenwand zu -boden und am freien Ende der Klappe strömungsgünstig ausgebildet sein. Hit anderen Worten sollen winklige oder kantige Eckenausbildungen vermieden und gleichmäßig sich erstreckende oder verjüngende Querschnitte vorgesehen werden.

Um für genügende Wasserdurchtrittsquerschnitte zu sorgen und die gefährliche Sogwirkung soweit wie möglich zu mindern, können die Klappe bzw. die Teilklappen entlang mindestens eines ihrer Ränder ein Auslaufgitter tragen. Dieses Gitter kann vorzugsweise hinsichtlich seiner Fläche so auf die Frequenz und die Größe der Klappe abgestimmt sein, daß ein Resonanzeffekt ähnlich wie beim elektrischen Schwingkreis entsteht und man mit einem Minimum an Energie ein Maximum an Wellenhöhe erzielt.

Nach einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung können vorzugsweise der von der Wellenerzeugungsanlage gebildete Teil der Schwimmbeckenbodenoberfläche bzw. die Klappe oder die Teilklappen im ganzen vertikal anhebbar ausgebildet sein, so daß man damit, natürlich bei geeigneter Dimensionierung dieses Teiles, einen höhenverstellbaren Zwischenboden im Schwimmbecken erhält. Die Klappen dienen dann nicht nur der Wellenerzeugung,

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sondern zugleich auch noch als Hubbodeneinrichtung, und man kann damit diesen Bereich des Schwimmbeckens als zusätzlichen Nichtschwimmerbereich einsetzen. Insgesamt ergibt sich so eine Ausweitung der Anwendungsmöglichkeiten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Wellenschwimmbeckens und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Teilbereich.

Im Endbereich eines hier nur teilweise dargestellten, im Grundriß rechteckförmigen Schwimmbeckens 1 ist eine Wellenerzeugungsanlage 2 vorgesehen, die aus einer in zwei Teilklappen 211, unterteilten Klappe 21 besteht. Diese Klappe 21 (bzw. ihre Teilklappen 211 , 212) ist in einer Vertiefung 13 des Schwimmbeckens 1 einseitig schwenkbar gelagert, und zwar um Schwenklager 20. Das Heben und Senken der Klappe 21 erfolgt über eine Hubeinrichtung 22, bestehend aus je einem unter jeder der beiden Teilklappen angeordneten Hydraulikzylinder. Die Hydraulikzylinder über eine Steuerleitung 221 mit einer gemeinsamen Steueranlage 222 außerhalb des Schwimmbeckens verbunden.

Am freien Ende der Klappe 21 befindet sich ein Auslaufgitter 24, das zusammen mit der Klappe auf und ab bewegt werden kann und durch das eine Verbindung zwischen dem über der Klappe liegenden Schwimmbecken und der Vertiefung 13 besteht. Die Platte 21 und das Auslaufgitter 24 befinden sich in Ruhelage in der Ebene des Schwimmbeckenbodens 11. Da zwischen dem Beckenboden 11 und der Klappe 21 ein gewisser Zwischenraum bestehen muß, um ein Freigehen der Klappe beim Heben mittels des Hubzylinders 22 zu gewährleisten, ist zur Vermeidung von Verletzungen od.dgl. eine Abdeckung 25 vorgesehen. Das Auslaufgitter 24 läuft eng, ggf.

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unter Anordnung einer elastischen Abdeckung, an der Beckenwand entlang.

Die unterhalb der Klappe 21 und des Auslaufgitters 24 angeordnete Vertiefung umfaßt einmal einen genügend großen Raum für die Aufnahme der Hubeinrichtung 22 sowie zur Ausübung einer gewissen Drossel- und Speicherwirkung bei Bewegung der Klappe 21 mit dem Auslaufgitter 24, während unter ihr noch ein zusätzlicher Speicher 14 angeordnet ist, der über eine Ventileinrichtung 15 mit der Vertiefung 13 und damit dem Schwimmbecken 1 in Verbindung steht, so daß aus dem Schwimmbecken 1 Wasser in den Speicher 14 gelangen oder aus diesem in das Schwimmbecken 1 zurückgeleitet werden kann. Die Funktion des Speichers ist, vor Betätigung der Wellenanlage den Wasserspiegel des Schwimmbeckens 1 von einem Noi*!RaIpegel I, der sich annähernd in der Höhe des Beckenrandes befindet, möglichst schnell auf einen Wellenpegel II abzusenken. Dia Differenz zwischen den Fegein I und II entspricht etwa der halben Wellenamplitude.

Um möglichst günstige Strömuügsverhältnisse zu erzielen und eine Wirbelbildung zu vermeiden,, ist dar Hand 213 der Klappe 21 abgerundet ausgebildet, während der Übergang von ler Beckenwand iö in die Vertiefung 13 bzw. den Beckenboflen Ii als Hohlkehl λ -3» vorgesehen ist.

Der Hub der Klappe 21 beträgt bei einer beispielsweise angenommenen Länge derselben von etwa 9 m am Klappenrand 213 ca.30 cm, um eine Wellenamplitude der üblichen Höhe von etwa 1 m zu erzielen. Durch entsprechende Steuerung der Hydraulikzylinder 22 von der Steueranlage 222 aus kann man das Wellenbild ständig variieren, indem man Hubhöhe und -frequenz der Klappe 21 bzw. der Teilklappen 211, 212 verändert, wobei auch möglich ist, den Bewegungsablauf nach einem vorgegebenen Programm vorzunehmen. Bei den angegebenen Abmessungen wird die Höhe der Vertiefung 13 unterhalb der Klappe nicht wesentlich mehr als 50 cm zu betragen brauchen.

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Claims

Patentansprüche

!•.^Schwimmbecken mit einer Anlage zur mechanischen Erzeugung von Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenerzeugungsanlage (2) in den Boden (11) des Schwimmbeckens (1) integriert ist und einen Teil der Bodenoberfläche des Schwimmbeckens bildet.
2. Schwimmbecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenerzeugungsanlage (2) im wesentlichen aus einer Klappe (21) besteht, die in einer Vertiefung (13) in einem Endbereich des Schwimmbeckens (1) einseitig schwenkbar gelagert und mittels einer in der Vertiefung angeordneten Hubeinrichtung (22) bewegbar ist.
3. Schwimmbecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (21) mehrteilig ausgebildet ist.
4. Schwimmbecken nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilklappe (211, 212) für sich bewegbar ist.
5. Schwimmbecken nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (21) bzw. die Teilklappen (211, 212) aus Beton bestehen.
6. Schwimmbecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (22) einen oder mehrere Hydraulikzylinder umfaßt.

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7. Schwimmbecken nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Teilklappen (221, 212) bzw. die sie bewegenden Hydraulikzylinder (22) mit einer gemeinsamen Steueranlage (222) verbunden sind.
8. Schwimmbecken nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet,

daß die Klappe (21) bzw. die Teilklappen (221, 212) entlang mindestens eines ihrer Ränder ein Auslaufgitter (24) tragen.
9. Schwimmbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß im Raum bzw. in der Vertiefung (13) unterhalb der Wellenerzeugungsanlage (2) bzw. Klappe (21), die ein in der Bodenfläche (11) liegendes Auslaufgitter (24) tragen, ein zusätzlicher Speicher (14) mit den entsprechenden Zu- und AblaufInstallationen (15) vorgesehen ist.
10.Schwimmbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchtrittsquerschnitte für das Wasser durch Hohlkehlen (I3I), Abrundungen (213) oder Abschrägungen in den Übergangsbereichen von Beckenwand (10) zu -boden (11) und am freien Ende der Klappe (21) strömungsgünstig ausgebildet sind.
11.Schwimmbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der von der Wellenerzeugungsanlage (2) gebildete Teil der Schwimmbeckenbodenoberflache bzw. die Klappe (21) oder die Teilklappen (211, 121) im ganzen vertikal anhebbar ausgebildet sind.

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