DE2816756B2

DE2816756B2 - Steuerung zur Erzeugung einer Wellenbewegung in einem Wasser- bzw. Schwimmbecken

Info

Publication number: DE2816756B2
Application number: DE2816756A
Authority: DE
Inventors: Erhard 6232 Bad Soden Kokerols; Albert 4830 Guetersloh Sagemueller
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: SAGEMUELLER ALBERT 4830 GUETERSLOH DE
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1981-01-15
Also published as: ATA265879A; IT1111926B; IT7921923A0; AT361672B; GB2024621A; DE2816756A1; US4290153A; FR2423659A1; DE2816756C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein motorisch angetriebenes Schraubenrad bzw. ein nach Art eines Schiffpropellers ausgebildetes Flügelrad ζ Jm Erzeugen einer gerichteten Wasserströmung in einem Wasser- bzw. Schwimmbecken, wobei die Wasserförderung zur Bildung von Wellen intermittierend unterbrechbar bzw. störbar ist Außerdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung für diese Steuerung zum motorischen Erzeugen von Wellen in einem Wasser-, insbesondere in einem Schwimmbecken, unter Verwendung eines Flügelrades bzw. Schiffpropellers.

Aus der Fachpresse (»Sport- und Bäderbauten«, 7. Jg., Heft 4,1967, Seiten 366 und 368) ist es bekannt, zwischen einem Antriebsmotor für einen Propeller ein Schiffs-Wendegetriebe einzubauen, das den Wechsel der Drehrichtung besorgt. Dabei soll ein Verstellpropeller Verwendung finden, wie er vom Schiffbau her bekannt ist Ein Schiffswendegetriebe ist teuer und bauaufwendig und eignet sich demgemäß öblicherweise nicht für den privaten Gebrauch. Häufig steht kein Raum zur Verfügung, um ein derartiges Schiffswendegetriebe unterzubringen, das außerdem noch störende Geräusche entwickelt Für den privaten Gebrauch scheidet eine solche Lösung meist aus. Hinzu kommt, daß auch ein Verstellpropeller teuer ist und sich unter Umständen nicht mit der erforderlichen Schnelligkeit intermittierend umsteuern läßt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Steuerung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 die Möglichkeit zu schaffen, ohne große Investitionen nicht nur geplante, sondern auch bereits gebaute und in Betrieb befindliche Wasser- bzw. Schwimmbecken mit einer Wellenerzeugungsanlage noch nachträglich zu versehen. Vorzugsweise sollen sich die in privaten Schwimmbecken ohnehin oftmals vorgesehenen Gegenstromanlagen mit einem Flügelrad bzw. Propeller durch eine erfindungsgemäße Steuerung zur Bildung von Wellen verwenden lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektrischer bzw. elektronischer Badspiegelhöhenfühler vorgesehen ist, der auf die jeweils gewünschte

2s Bezugsbadspiegelhöhe einstellbar ist und der über elektrische Leitungen über einen Impulsverzögerer mit einem Impulsgebe: verbunden ist, der eine ein- und ausschaltbare, elektromagnetische Kupplung ansteuert über die das Schraubenrad bzw. der Schiffpropeller mit dem Antriebsmotor getrieblich gekuppelt ist und im Rhythmus des Wellenschlages durch den Wellenschlag selbst durch Ein- und Ausschalten steuerbar ist

Die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangende Vorrichtung läßt sich so steuern, daß mit verhältnismäßig geringen Antriebsleistungen selbst in größeren Becken Wellen der gewünschten Höhe erzeugt werden können. Sollte es sich um extrem große Schwimmbekken handeln, wie sie beispielsweise in städtischen Badeanstalten oder Freibädern vor;-<anden oder geplant sind, so lassen sich erforderlichenfalls mehrere der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuerungen mit je mindestens einem Schraubenrad bzw. einem Propeller einsetzen, wobei durch einfache bauliche Mittel die betreffenden Flügelräder in ihrer Wasserförderung rhythmisch, also intermittierend, unterbrochen bzw. in ihrer Wasserförderung gestört und alsdann wieder eingeschaltet werden, beziehungsweise es wird die Wasserförderung wieder ungestört gelassen. Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerung können

so durch einfache bauliche Steuerungsmittel die ohnehin schon in zahlreichen, insbesondere in privaten Schwimmbecken eingesetzten Gegenstromanlagen zusätzlich zum Erzeugen von Wellen herangezogen werden. Es hat sich gezeigt, daß sich se Ibsi in größeren Schwimmbecken innerhalb weniger Minuten, beispielsweise innerhalb von zwei Minuten, die gewünschten Wellen ausgebildet haben und während der jeweils bestimmten Zeitdauer auch beibehalten werden können. Besonders vorteilhaft ist es, daß die Erfindung zum Erzeugen von Wellen geringe Investitionen erfordert und zur Unterbringung der Steuerungsteile keine besonderen Bauten, Umbauten in Gebäuden oder gar Schaltzentralen bedarf. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre ist es ohne weiteres möglich, noch nachträglich Schwimmbecken mit einer Wellenerzeugungsanlage auszustatten oder die bereits installierten Gegenstromanlagen durch Verwirklichung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuerung zusätzlich

zum Erzeugen von Wellen einzusetzen.

Dadurch, daß der Wellenschlag selbst die elektromagnetische Kupplung steuert, ergibt sich eine einfache, präzise Arbeit der Steuerung.

In allen Fällen läßt sich der Badspiegelhöhenfühler auf die jeweilige Bezugsebene — auch bei schwankendem Wasserstand in dem betreffenden Becken — einstellen.

Durch die elektromagnetische Kupplung, beispielsweise eine fernsteuerbare Kupplung, werden die Bauabmessungen der gesamten Vorrichtung nur unwesentlich vergrößert Insbesondere brauchen auch hierbei keinerlei Änderungen am Schwimmbecken selbst, beispielsweise am Mauerwerk, vorgenommen zu werden. Der elektrisch bzw. elektronisch arbeitende Badfühler oder Badspiegelhöhenfühler ist über elektrische Leitungen mit einem Impulsverzögerer und einem Impulsgeber verbunden, die auch baulich vereinigt sein können, wobei der Impulsgeber an das Netz angeschlossen sein kann. Die elektrischen Leitungen lassen sich gewissermaßen unsichtbar verlegen, so daß, rein äußerlich gesehen, kaum optische Änderungen einer bereits gebauten Schwimmbeckenanlage bei Verwirklichung einer erfindungsgemäßen Steuerung vorgenommen werden.

Durch den Einbau eines Impulsverzögerers mit Impulsgeber ergibt sich eine Vorlauf- und Nachlaufverzögerung. Hierdurch wird vermieden, daß eine ankommende Welle sofort wieder weggedrückt wird und es statt zur Bildung von Wellen nach kurzer Anlaufdauer nur zu einer Strömung kommt Die sich bei der erfindungsgemäßen Steuerung ergebende Nachlaufverzögerung ermöglicht einen maximalen Schub des Wassers durch den Propeller bzw. das Flügelrad und bewirkt große Wellenhöhen. So hat es sich z. B. gezeigt, daß mit einem 3 kW starken Motor sich bereits Schwimmbecken von 5 mal 10 m oder 4 mal 8 m mit den gewünschten Wellen befahren lassen.

In allen Fällen ist dabei die Möglichkeit gegeben, die ein- und ausüchaltbare Kupplung mit einer Schutzspannung von z. B. nur 24 Volt zu betreiben, so daß sich keinerlei Gefährdung ergibt Selbstverständlich lassen sich auch die in den einzelnen Ländern zu beachtenden sonstigen Schutzvorschriften beim Einbau und Betreiben der erfindungsgemäßen Steuerung beachten.

Wird eine Steuerung gemäß Anspruch 3 benutzt, so wird ein Ein- und Ausschalten nur dann erfolgen, wenn die Wellenerzeugungsanlage wirklich in Betrieb gesetzt worden ist, also eine Wellenbewegung stattfinden soll. Dadurch wird auch «trmieden, daß das Ein- und Ausschalten bereits bei der Beunruhigung des Badspiegels durch Wind oder durch Benutzer des betreffenden Schwimmbeckens erfolgt

Ähnliche Vorteile ergeben sich auch für eine Ausführungsform gemäß Anspruch 3, bei welcher sich der der Steuerung zugeordnete elektrische bzw. elektronische Fühler besonders einfach auf eine Bezugsebene, eben auf den im Ruhezustand befindlichen Badspiegel einstellen läßt

Von besonderem Vorteil ist auch eine Ausführungsform gemäß Anspruch 4, bei welcher ein ungewolltes Ein- und Ausschalten der Wellenerzeugungsanlage dadurch vermieden wird, daß ein Schwimmbeckenbenutzer durch die beim Schwimmen erzeugten kleinen Wellen die Anlage ungewollt ein- und ausschaltet. b^r>

In Anspruch 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für eini. Einrichtung für die Steuerung beschrieben. Eine solche Einrichtung ist kompakt gebaut Außerdem ist eine einfache Montage möglich, da z. B. nur eine Bohrung durch das Mauerwerk eine; Schwimmbeckens angebracht zu werden braucht, um z, B, noch nachträglich ein privates Schwimmbecken mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Wellen auszurüsten.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel — teils schematisch — veranschaulicht

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Schwimmbecken bezeichnet, in dem sich nicht besonders gekennzeichnetes Wasser befindet dessen Badspiegelhöhe bei nicht eingeschalteter Wellenerzeugungsanlage strichpunktiert dargestellt und mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist Die gekrümmte Linie 3 deutet jeweils ein Wellental im Bereich der noch zu beschreibenden Wellenerzeugungsanlage an, während die Linie 4 einen Wellenberg im Bereich der Wellenerzeugungsanlage veranschaulicht

Durch einen Mauerbruch 5 einer rr, akrechten Wand 6 des Schwimmbeckens ί ist bei dieser A: sführungsform eine Dichtungshülse 7 hindurchgeführt durch welche koaxial eine Antriebswelle 8 für ein Schraubenrad bzw. einen Propeller 9 hindurchgreift der auf der Antriebswelle 8 fliegend befestigt ist Das Schraubenrad 9 kann die bei sogenannten Gegenstromanlagen dieser Art übliche Ausbildung aufweisen und erzeugt bei seinem Antrieb, also bei Drehbewegung, eine gerichtete Wasserströmung in Richtung X von ilächiger Ausbildung. Man bezeichnet solche Schraubenräder 9 manchmal in der Fachsprache auch als Turboschrauben.

In der Regel wird der Mauerdurchbruch 5 nicht zentrisch zur Längsachse des betreffenden Schwimmbeckens, also in der Mitte des Schwimmbeckens, angeordnet, sondern seitlich davon entfernt in einem gewissen Abstand vom Beckenrand. Bei privaten Schwimmbädern genügt in der Regel ein Mauerdurchbruch von z. B. 9 Zentimetern Durchmesser, während der seitliche Abstand vom Beckenrand der Antriebswelle 8 beispielsweise etwa 700 Millimeter betragen kann. Die Drehachse des Schraubenrades 9 liegt in gewissem Abstand unterhalb des Badspiegels 2. Dieser senkrechte Abstand kann beispielsweise 360 Millimeter betragen.

Koaxial zur Antriebswelle 8 ist bei der aus F i g. 1 ersichtlichen Ausführungsform eine elektromagnetische Kupplung 10 getrieblich eingeschaltet, der bei der dargestellten Ausführungsform ebenfalls koaxial ein als Elektromotor ausgebildeter Antriebsmotor 11 zugeordnet ist

Die Kupplung 10 ist von solcher Ausführung, daß sie ein relativ häufiges Ein- und Auskuppeln bei durchlaufendem Antriebsmotor 11 in einer Drehrichtung gestaunt Die Kupplung 10 kann beispielsweise auch eine Lamellenkupplung sein.

Wie die Zeichnung weiterhin erkennen Mut, ist dem Schraubenrad 9 in Strömungsrichtung X ein Leitkorb 12 vorgeschaltet, der mehrere bzw. eine Vielzahl von Leitelementen 13 nach Art von Lamellen oder Flügeln aufweist, deren Längsachsen in Strömungsrichtung X weisen. Zwischen den Leitelementen 13 sind zahlreiche schlitzartige bzw. spaltförmige Durchströmöffnungen vorhanden, deren Querschnitte — was aus der Zeichnung allerdings nicht hervorgeht — durch Schwenken der Leitelemente 13 verändert werden können. Auch kann durch Schwenken sämtlicher oder nur eines Teiles der Leitelemente 13 die Strömungsrichtung X geändert werden.

Der Propeller 9 dreht sich mit verhältnismäßig

geringem bis sehr geringem Spiel in dem zugeordneten Gehäuse. Die Ansaugung des Wassers aus dem Schwimmbecken 1 erfolgt bei dieser Ausführungsform seitlich durch mehrere an der Peripherie mit gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnete Ansaugöffnungen, also beispielsweise in Richtung Y.

Mit dem Bezugszeichen 14 ist ein Badspiegelhöhenfühler bezeichnet, der bei der dargestellten Ausführungsform geeignete elektrische Fühler, z. B. Elektroden 15 und 16, aufweist, die den ruhenden Badspiegel 2 berühren oder um ein geringes Maß in das Wasser eintauchen. Mit den Bezugszeichen 17 und 18 sind elektrische Leitungen bezeichnet, durch welche der Badspiegelhöhenfühler 14 mit einem geeigneten Impulsverzögerer 19 elektrisch verbunden ist, wobei der Impulsverzögerer 19 seinerseits durch elektrische Leitungen 20 und 21 mit einem Impulsgeber 22 elektrisch in Verbindung steht. Der Impulsgeber 22 ist

angeschlossen und andererseits durch Leitungen 24 und 25 mit der elektromagnetischen Kupplung 10 verbunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Angenommen, die Einrichtung sei an das elektrische Netz angeschlossen und durch einen nicht dargestellten Hauptschalter in betriebsbereitem Zustand versetzt worden. Die Fühler 15 und 16 berühren dann in Ruhestellung den Badspiegel 2 oder tauchen in diesen ein und lösen damit einen elektrischen Impuls aus. Dieser Impuls wird über den Impulsverzögerer 19 und weiter über den Impulsgeber 22 an die elektromagnetische Kupplung 10 als Schaltimpuls weitergeleitet, derart, daß die Kupplung einkuppelt. Dadurch wird die von dem zuvor eingeschalteten und während der ■> Benutzung der Vorrichtung ständig durchlaufenden Antriebsmotor 11 abgegebene Leistung über die Kupplung 10 an die Antriebswelle 8 übertragen, die ihrerseits das Schraubenrad antreibt. Dieses saugt nunmehr in Richtung Y Wasser an und fördert es in

ίο Richtung X flächig in das Schwimmbecken 1 hinein. Dadurch bildet sich eine gewisse Strömung in dem Schwimmbecken 1 aus. Durch das Ansaugen des Wassers durch die Turbine senkt sich der Badspiegel 2, so daß die Elektroden 15 und 16 freigelegt werden. Dies

ι Ί hat einen entsprechenden Schaltimpuls an die Kupplung 10 zur Folge, die auf Auskuppeln geschaltet wird, während der Antriebsmotor 11 weiterläuft. Infolgedessen stoppt auch das Schraubenrad 9. Das zurücklaufen-

und bewirkt einen Einschaltimpuls an die Kupplung 10, so daß das Schraubenrad 9 erneut in Drehung versetzt wird. Bereits nach kurzer Zeit haben sich auf diese Weis; in dem Schwimmbecken 1 Wellen ausgebildet. Das Ein- und Ausschalten des Schraubenrades 9 erfolgt

2^r> im Rhythmus der Wellen, so daß bereits geringe Antriebsleistungen für das Schraubenrad 9 ausreichen, um die erforderliche Wellenhöhe zu erzielen.

SeIi^- -.tverständlich kann die Wellenerzeugungsanlage ohne weiteres auch als übliche Gegenstromanlage

so benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerung für ein motorisch angetriebenes Schraubenrad bzw. ein nach Art eines Schiffpropellers ausgebildetes Flügelrad zum Erzeugen einer gerichteten Wasserströmung in einem Wasser- bzw. Schwimmbecken, wobei die Wasserförderung zur Bildung von Wellen intermittierend unterbrechbar bzw. störbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer bzw. elektronischer Badspiegelhöhenfühler (14) vorgesehen ist, der auf die jeweils gewünschte Bezugsbadspiegelhöhe einstellbar ist und der über elektrische Leitungen über einen Impulsverzögerer (19) mit einem Impulsgeber (22) verbunden ist, der eine ein- und ausschaltbare, elektromagnetische Kupplung (10) ansteuert, über die das Schraubenrad bzw. der Schiffpropeller (9) mit dem Antriebsmotor (11) getrieblich gekuppelt ist und im Rhythmus des Wellenschlages durch den Wellenschlag selbst durch Ein- und Ausschalten steuerbar ist

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rhythmische Unterbrechung bzw. Störung der Wasserförderung in Abhängigkeit von einer gemessenen mittleren Badspiegelhöhe erfolgt

3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rhythmische Unterbrechung bzw. Störung der Wasserförderung in Abhängigkeit von Abweichungen der im Ruhezustand des Badspiegels gemessenen Badspiegelhöhe erfolgt

4. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rhythmische Unterbrechung bzw. Störung der Wasserforderur.g mit Zeitverzögerung gegenüber einer Badspiegelabweichung zu einer Bezugsebene oder einer Bezugs^röße erfolgt

5. Einrichtung für die Steuerung nach einem der Ansprüche f bis 4 zum motorischen Erzeugen von Wellen in einem Wasser-, insbesondere in einem Schwimmbecken unter Verwendung eines Rügelrades bzw. Schiffpropellers, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (U) des Flügelrades bzw. Schiffpropellers (9) ständig durchläuft und daß in die getriebliche Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem Flügelrad bzw. dem Schiffpropeller als ein- und ausschaltbare elektromagnetische Kupplung (10), z. B. eine Lamellenkupplung, eingeschaltet ist.