WO2015039257A2 - Vorrichtung zum anzeigen einer zeit und verfahren zur steuerung einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum anzeigen einer zeit und verfahren zur steuerung einer solchen vorrichtung Download PDF

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WO2015039257A2
WO2015039257A2 PCT/CH2014/000133 CH2014000133W WO2015039257A2 WO 2015039257 A2 WO2015039257 A2 WO 2015039257A2 CH 2014000133 W CH2014000133 W CH 2014000133W WO 2015039257 A2 WO2015039257 A2 WO 2015039257A2
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liquid
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Durs HESS
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Moser, Lukas
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/26—Driving mechanisms driven by liquids or gases; Liquid or gaseous drives for mechanically-controlled secondary clocks
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/20—Indicating by numbered bands, drums, discs, or sheets
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B45/00—Time pieces of which the indicating means or cases provoke special effects, e.g. aesthetic effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/08—Fountains

Definitions

  • the invention relates to the field of time display. It relates to a device for displaying a time with a liquid and a method for controlling such a device. From WO 2006/065976 a linear liquid clock is known, wherein the time course is indicated by a linear movement of a liquid column in an inner tube gap.
  • US 2002/134856 shows a water feature with a volume of water filled vessel.
  • the volume of water in the vessel is rotated and a height of a resulting water swirl is varied over time.
  • liquid clocks serve only to indicate time information and do not contribute to the indoor climate, for example, by illuminating the air outside the "liquid clock” at or to a calming mood by a rippling of a liquid.
  • An object of the invention is to provide a device for indicating a time which can humidify the air during operation in order to create a pleasant room climate. Another object is to make it possible to read the time also from a great distance from the device. At least one of these objects is achieved by a device for indicating a time, which comprises at least one container, at least one reservoir, and at least one pump connected to the container, wherein by means of the pump a liquid from the reservoir is pumpable into an interior of the container.
  • the apparatus also includes a controller for adjusting a liquid level inside the container in accordance with a time information.
  • the container has a plurality of lateral outflow openings, wherein the outflow openings are arranged at different heights of the container.
  • the liquid may be any liquid such as water, water with an additive, an oil, another liquid or a liquid mixture.
  • the device may be referred to as a water meter, but this term does not limit the subject invention to water as a liquid, but rather serves the better readability of this text.
  • the (liquid) jet is characterized by the fact that it does not flow down on the outside of the container but in free fall from an outside of the container is objected. If the liquid level rises even further beyond the level of a next higher outflow opening, a liquid jet also flows from this next higher outflow opening.
  • the liquid level can be arbitrarily set with Hil le the controller.
  • the individual beams result in a discrete (ie non-continuous) display of the time information without the need for valves.
  • the liquid level in the container is adjusted within a height band.
  • the height band corresponds to a height portion of the container and extends from a minimum height to a maximum height.
  • the minimum height is at a minimum distance above a first Ausfiussö réelle and the maximum height is below a second outflow opening or below a total height of the container.
  • the first and second outflow openings are to be regarded as a pair of outflow openings, wherein no further outflow opening is arranged between the first and the second outflow opening.
  • the term "between” refers to the height of the container, in other words, the second discharge orifice is the next higher discharge orifice with respect to the first discharge orifice This means that no discharge opening is arranged within a height band.
  • the two outflow openings which delimit a height band are, for example, at least 20 mm apart from each other in a perpendicular manner. Since the water meter has a plurality of outflow openings, the water meter can also show several height bands (each between a pair of outflow openings).
  • the second (upper) Ausfiussö réelle a first height band can simultaneously represent the first (lower) Ausfiussö réelle a second height band, wherein the second height band is disposed above the first height band.
  • An adhesive tape is designed such that the hydrostatic pressure generated by the liquid in the container is large enough that the outflowing liquid forms a jet in the directly downstream discharge opening and outflow openings located further down, ie does not run along the outside of the container.
  • the liquid level can therefore be as close as possible to the second outlet opening and the maximum height of the height band.
  • the minimum distance is in each case 50% and in particular 80% of the vertical distance between the outflow openings of a height band.
  • Each height band or each outflow opening corresponds to a time information. If the liquid level lies in a certain height band, the liquid pumped into the container then flows in the form of a jet from all outflow openings which are arranged below the liquid level. The time information can thus be read in accordance with the uppermost beam. It is therefore also possible to read the time information from a greater distance.
  • the liquid level is adjusted from one altitude band to another altitude band.
  • the other altitude band can be arranged depending on the time and the control above or below the previous altitude band. In this way, the number of outflow openings from which the liquid flows out as a jet and thus the display of the time information changes.
  • a change of the liquid level to another altitude band can be described by a step function.
  • the transition from one altitude band to another flea band takes place abruptly and as quickly as possible.
  • this rapid change of the liquid level it becomes possible to quickly display new time information corresponding to the set altitude band.
  • a beam is quickly "turned off” when transitioning to a lower other altitude band, or is rapidly formed when moving to a higher other altitude band.
  • the container is hollow and can have almost any shape.
  • the container may for example be cylindrical, conical, egg-shaped, pyramidal or irregular.
  • the operating state of the water meter is defined so that the pump pumps a liquid into the container and the liquid (depending on the time information) flows out of at least one outflow opening in the form of a jet.
  • the lateral outlets are arranged in the operating state of the water meter so that they are not aligned parallel to the vector of gravitational force.
  • the liquid level is substantially perpendicular to the vector of gravitational force.
  • the height of the container in the operating state of the water meter extends parallel to the vector of gravitational force, with terms such as below, lower end and bottom of a direction corresponding to the same direction aligned with the vector of gravitational force. Terms such as above, top, top correspond to a directional indication that is opposite to the vector of gravitational force.
  • the outflow openings may be round, oval, triangular, quadrangular, polyhedral or irregularly shaped.
  • the size of the outflow openings can also be selected as desired within limits, with, for example, the minimum distance and / or a pumping rate of the liquid being directly proportional to the size of the outflow opening.
  • At least one of the outflow openings may have a sharp edge in a transition to an outside of the container.
  • the sharp edge is characterized in a cross section through the outflow opening by an acute, a dull or a right angle between the outside of the container and an inside of the outer wall of the container. In other words, the edge at the transition to the outside of the container is not rounded, chamfered or chamfered. As a result, the formation of a jet is facilitated when flowing out of a liquid.
  • At least one of the outflow openings may have a rounded and / or chamfered edge in a transition to an inner side of the container. To this In this way, an inflow of the liquid into the outflow opening is facilitated. Furthermore, turbulences when flowing in can be reduced and thus the formation of a jet can be supported. At least one of the outflow openings may have an outlet connection on an outer side of the container.
  • the outlet nozzle may be formed for example as a gutter or tube.
  • Such a spout can be aligned with a substantially arbitrary orientation to the outer wall of the container. The spout can facilitate the formation of a jet.
  • the water meter may have a sensor for determining a sensor signal corresponding to the liquid level, wherein the controller is adapted to control the liquid level in accordance with the sensor signal.
  • a sensor may be arranged as a pressure sensor at the bottom of the container.
  • the sensor can also generate the sensor signal with the aid of, for example, ultrasound, a laser or a float.
  • the controller can adjust the liquid level in a particular altitude band. The adjustment of the height band can be achieved by controlling the pump and thus the flow through the pump. The control of the flow can happen.
  • the rotational speed of the pump is substantially proportional to the flow rate and, accordingly, the rotational speed is varied, or by limiting and thus adjusting the flow rate by means of a controllable throttle valve, or by regulating a return of the fluid by means of a controllable bypass valve and thus only an adjustable partial flow
  • the pumped by the pump liquid enters the container.
  • the liquid level can be adjusted in a defined height band and the Iheöhenband corresponding time indication can be read.
  • the fluid from the reservoir can also flow back through the pump into the reservoir.
  • the water meter may have a drip tray, with the aid of the drip tray a liquid is traceable into the reservoir.
  • the drip tray is designed so that a jet that flows out of one of the outflow openings is collected in the drip tray.
  • the collecting tray can be shaped, for example, oblong, oval or round.
  • the container may be formed of any material, such as a plastic, such as a polymer, of Plexiglas, or of a metal, such as steel or aluminum, or of glass or ceramic or wood.
  • the container can be partially or completely illuminated.
  • the outflow openings can be arranged evenly over the fleas of the container.
  • outflow openings are arranged on the substantially same height of the container. As a result, the time can be read from several viewing directions.
  • the outflow openings may be arranged distributed over the circumference of the container or in the solder over the height of the container.
  • a preferred diameter of the outflow opening depends on the viscosity of the outflowing liquid and may be at least 1 mm, for example in the case of water.
  • the controller can be arranged to illuminate the container and / or the outflowing radiation one or more lamps.
  • lamps are for example LEDs. They may be disposed within the container in the liquid, and / or in the wall of the container. Illuminants can each be associated with a single beam, as it exits through an outflow opening during operation of the device, so that the light emitted by them is mainly coupled into this beam.
  • the bulbs can be operated continuously, or they can be switched on and off individually and all together or changed in their color by the controller in accordance with the time information or also by other data.
  • the controller may preferably be controlled wirelessly via an interface for a radio link or an infrared link through a remote control.
  • the remote control can be a smartphone, a PDA (personal digital assistant), a PC (personal computer) or a dedicated remote control.
  • operating conditions and / or operating parameters can be set and varied. For example, the assignment of height bands to time intervals can be set (eg, the liquid level is increasing or decreasing with time), and / or parameters of lighting can be set (eg, colors change by time or by chance).
  • a corresponding application program for the remote control of the device can be loaded onto the remote control and brought to execution and realized in the execution of a user interface for remote control of the device.
  • Embodiments of the water meter may have co-ordinated containers, which containers may serve to indicate, for example, hours and minutes or quarter-hours or 10-minute increments or other arbitrary time units such as days or months.
  • the time display may refer to the time of day or to a time relative to a reference time, analogous to a stopwatch or an hourglass.
  • Figure 1 shows a device for displaying a time
  • Figure 2 shows a cross section through a portion of a container
  • FIG. 1 shows a device 1 for displaying a time.
  • the device 1 has at least one container 2, at least one reservoir 4, and at least one pump 3 connected to the container 2. With the aid of the pump 3, a liquid can be pumped from the reservoir 4 into an interior of the container 2.
  • the device also has a controller 6 for adjusting a liquid level 25 inside the container 2 in accordance with a time information.
  • the container 2 has a plurality of lateral outflow openings 21, here for example eleven, wherein the outflow openings 21 are arranged at different heights of the container 2.
  • the eleven outflow openings 21 are distributed equidistant in the Lot over the height of the container 2 and each have an outlet nozzle 24 on the outside of the container 2.
  • Each outflow opening 21 is associated with a time interval of one hour.
  • the lowermost discharge port 21 corresponds, for example, to a time of 0-1 h, the second lowermost discharge port 21 to 1-2 h, and so forth, the uppermost discharge port 21 therefore corresponds to 11-12 h.
  • the device in Figure 1 thus indicates a time between 3-4 h. It may also be that in a certain time interval no single outflow opening 21 flows through. In other embodiments, the lowermost outflow opening 21 may also correspond to a time of 12-1 lh, in which case the uppermost outflow opening 21 corresponds to 2 lh. The device would then display a time of 8 -9h accordingly.
  • Figure 2 shows a cross section through a portion of the container 2 of the device.
  • the liquid level 25 is adjusted in each case within a height band 26, wherein the height band 26 corresponds to a height section of the container 2.
  • the height band 26 extends from a minimum height 27 to a maximum height 28.
  • the minimum height 27 lies at a minimum distance 29 above a first outflow opening 21 and the maximum height 28 is below a second outflow opening 21 or below an overall height of the container.
  • the liquid level 25 lies as high as possible in the height band 26 and thus as close as possible to the maximum height 28 and the second outflow opening 21.
  • the minimum distance between the liquid level 25 and the next downstream outflow opening 21 is for example 20 mm. to ensure a good beam shape.
  • the height bands 26a, 26b and 26c shown correspond to a time of, for example, 1 1 -12h, 10-1 lh and 9-10h, respectively.
  • the liquid level 25 is in the uppermost height band 26a between the uppermost minimum height 27a and the uppermost maximum height 28a.
  • the liquid flows from all outflow openings 21 each in the form of a jet.
  • the device thus indicates a time of 1 1 -12 h. Due to the hydrostatic pressure that forms through the liquid in the container 2, a jet from a lower outflow opening 21 is deflected far and a jet from an upper outflow opening 21 will flow closer to the container 2 but still in free fall.
  • the outflow openings 21 are arranged helically over the height of the container 2. In the embodiment shown, the outflow openings 21 have a sharp edge in a transition to an outer side 23 of the container 2.
  • the outflow openings 21 have a rounded transition to an inner side 22 of the container 2.
  • the outflow opening 21 may have on the outside 23 of the container 2 an outlet connection 24 (FIG. 1), which in such embodiments assists in the formation of a jet.
  • the device also includes a sensor 61, wherein the sensor 61 determines a sensor signal corresponding to the liquid level 25.
  • the controller 6 is designed to regulate the liquid level 25 in accordance with the sensor signal.
  • the liquid level 25 is also adjusted in accordance with a time information in a certain / defined height band 26.
  • the liquid flows out of all the outflow openings 21 which are below the liquid level 25.
  • the controller 6 controls a pumping rate of the pump to keep the liquid level 25 within the set height band 26.
  • the liquid jet flowing out of the outflow openings 21 is collected in a collecting tray 5 and the liquid is returned to the reservoir 4.
  • the shape of the collecting tray 5 is adapted to the orientation of the outflow openings 21.
  • the outflow openings 21 are in some embodiments substantially distributed in the solder over the fleas of the container 2. In other Ausuiungsformen at least two outflow openings 21 are arranged at the same height of the container 2. It is also possible that the outflow opening 21 also distributed over the circumference of the container 2, for example, helically or stepwise, are arranged.
  • the container 2 of the device may have a cylindrical shape.
  • the container 2 may have a diameter of at least 2 cm and a height of 24 cm, wherein the outflow openings 21 are at least 2 cm apart in the Lot.
  • the dimensions of the device are freely scalable and can on the one hand be adapted to the type of liquid and, on the other hand, to the environment.

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Anzeigen einer Zeit weist mindestens einen Behälter (2), mindestens ein Reservoir (4), mindestens eine mit dem Behälter (2) verbundene Pumpe (3) auf. Mit Hilfe der Pumpe (3) kann eine Flüssigkeit aus dem Reservoir (4) in ein Inneres des Behälters (2) gepumpt werden. Die Vorrichtung (1) weist auch eine Steuerung (6) zur Einstellung eines Flüssigkeitsniveaus (25) im Inneren des Behälters (2) nach Massgabe einer Zeitinformation auf. Der Behälter (2) weist mehrere seitliche Ausflussöffnungen (21) auf, wobei die Ausflussöffnungen (21) auf unterschiedlichen Höhen des Behälters (2) angeordnet sind. Das Flüssigkeitsniveau (25) wird innerhalb eines Höhenbandes (26) eingestellt, wobei das Höhenband (26) mit einem Höhenabschnitt des Behälters (2) korrespondiert. Das Höhenband (26) erstreckt sich von einer Minimalhöhe (27) bis zu einer Maximalhöhe (28). Die Minimalhöhe (27) liegt mit einem Mindestabstand (29) oberhalb einer ersten Ausflussöffnung (21) und die Maximalhöhe (28) liegt unterhalb einer zweiten Ausflussöffnung (21) oder unterhalb einer Gesamthöhe des Behälters (2).

Description

VORRICHTUNG ZUM ANZEIGEN EINER ZEIT UND
VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINER SOLCHEN
VORRICHTUNG
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Zeitanzeige. Sie bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen einer Zeit mit einer Flüssigkeit sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Vorrichtung. Aus WO 2006/065976 ist eine lineare Flüssigkeitsuhr bekannt, wobei der Zeitverlauf durch eine lineare Bewegung einer Flüssigkeitssäule in einem Innenrohrzwischenraum angezeigt wird.
In US 3,783,598 ist eine weitere zeitanzeigende Vorrichtung gezeigt, bei welcher die Zeit durch eine longitudinale Bewegung einer gefärbten Flüssigkeit in einer Röhre repräsentiert wird.
US 2002/134856 zeigt ein Wasserspiel mit einem Wasservolumen gefülltem Gefäss. Das Wasservolumen wird in dem Gefäss in Rotation versetzt und eine Höhe eines so entstehenden Wasserstrudels wird über die Zeit variiert.
All diese „Flüssigkeitsuhren" dienen ausschliesslich dem Anzeigen einer Zeitinformation und tragen nicht zum Raumklima, beispielsweise durch Beleuchtung der Luft ausserhalb der„Flüssigkeitsuhr" bei oder zu einer beruhigenden Stimmung durch ein Plätschern einer Flüssigkeit.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Anzeigen einer Zeit zu schaffen, welche bei Betrieb die Luft befeuchten kann um so ein angenehmes Raumklima zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist es, zu ermöglichen, die Zeit auch aus grosser Entfernung von der Vorrichtung abzulesen. Mindestens eine dieser Aufgaben löst eine Vorrichtung zum Anzeigen einer Zeit, welche mindestens einen Behälter, mindestens ein Reservoir, und mindestens eine mit dem Behälter verbundene Pumpe aufweist, wobei mit Hilfe der Pumpe eine Flüssigkeit aus dem Reservoir in ein Inneres des Behälters pumpbar ist. Die Vorrichtung weist auch eine Steuerung zur Einstellung eines Flüssigkeitsniveaus im Inneren des Behälters nach Massgabe einer Zeitinformation auf. Der Behälter weist mehrere seitliche Ausflussöffnungen auf, wobei die Ausflussöffnungen auf unterschiedlichen Höhen des Behälters angeordnet sind.
Die Flüssigkeit kann eine beliebige Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, Wasser mit einem Zusatz, ein Öl, eine andere Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch sein. Die Vorrichtung kann als Wasseruhr bezeichnet werden, diese Bezeichnung schränkt den Erfindungsgegenstand aber nicht auf Wasser als Flüssigkeit ein, sondern dient vielmehr der bessern Lesbarkeit dieses Textes.
Sobald das Flüssigkeitsniveau im Behälter auf die Höhe einer Ausflussöffnung steigt, strömt die Flüssigkeit durch diese Ausflussöffnung aus dem Inneren des Behälters heraus. Bei einem weiteren Steigen des Flüssigkeilsniveaus über die Höhe der Ausflussöffnung strömt die Flüssigkeit in Form eines Strahls nach aussen. Der (Flüssigkeits-)Strahl zeichnet sich dadurch aus, dass er nicht an der Aussenseite des Behälters herunterfliesst sondern im freien Fall von einer Aussenseite des Behälters beanstandet ist. Steigt das Flüssigkeitsniveau noch weiter über die Höhe einer nächsthöheren Ausflussöffnung so strömt auch aus dieser nächsthöheren Ausflussöffnung ein Flüssigkeitsstrahl. Das Flüssigkeitsniveau kann beliebig mit Hil le der Steuerung eingestellt werden.
Die einzelnen Strahlen ergeben eine diskrete (also nicht kontinuierliche) Anzeige der Zeitinformation, ohne dass Ventile benötigt werden. Mit Hilfe eines Verfahrens zur Steuerung der Wasseruhr wird das Flüssigkeitsniveau im Behälter innerhalb eines Höhenbandes eingestellt. Das Höhenband korrespondiert zu einem Höhenabschnitt des Behälters und erstreckt sich von einer Minimalhöhe bis zu einer Maximalhöhe. Die Minimalhöhe liegt mit einem Mindestabstand oberhalb einer ersten Ausfiussöffnung und die Maximalhöhe liegt unterhalb einer zweiten Ausflussöffnung oder unterhalb einer Gesamthöhe des Behälters. Die erste und zweite Ausflussöffnung sind als Paar von Ausflussöffnungen zu betrachten, wobei zwischen der ersten und der zweiten Ausfiussöffnung keine weitere Ausflussöffnung angeordnet ist. Der Begriff „zwischen" bezieht sich im vorliegenden Fall auf die Höhe des Behälters. Mit anderen Worten ist die zweite Ausfiussöffnung die nächsthöhere Ausfiussöffnung in Bezug auf die erste Ausfiussöffnung. Ein Höhenband liegt somit entweder zwischen zwei Ausflussöffnungen oder zwischen der obersten Ausfiussöffnung und der Gesamthöhe des Behälters. Das bedeutet, dass innerhalb eines Höhenbandes keine Ausfiussöffnung angeordnet ist.
Die zwei Ausflussöffnungen die ein Höhenband begrenzen sind beispielsweise mindestens 20 mm im Lot voneinander beabstandet. Da die Wasseruhr mehrere Ausflussöffnungen aufweist, kann die Wasseruhr auch mehrere Höhenbänder (jeweils zwischen einem Paar von Ausflussöffnungen) au weisen. Die zweite (obere) Ausfiussöffnung eines ersten Höhenbandes kann gleichzeitig die erste (untere) Ausfiussöffnung eines zweiten Höhenbandes darstellen, wobei das zweite Höhenband oberhalb des ersten Höhenbandes angeordnet ist.
Ein I löhenband ist so ausgebildet, dass der durch die Flüssigkeit im Behälter erzeugte hydrostatische Druck gross genug ist, dass die herausströmende Flüssigkeit in der unmittelbar darunter liegenden Ausfiussöffnung sowie weiter unten liegende Ausflussöffnungen einen Strahl bildet, also nicht an der Aussenseite des Behälters entlang läuft. Das Flüssigkeitsniveau kann daher möglichst nahe unter der zweiten Ausfiussöffnung und der Maximalhöhe des Höhenbandes liegen. Beispielsweise beträgt der Mindestabstand jeweils 50% und insbesondere 80% des vertikalen Abstandes zwischen den Ausflussöffnungen eines Höhenbandes.
Jedes Höhenband bzw. jede Ausflussöffnung korrespondiert zu einer Zeitinformation. Liegt das Flüssigkeitsniveau in einem bestimmten Höhenband so strömt die in den Behälter gepumpte Flüssigkeit je in Form eines Strahls aus allen Ausflussöffnungen die unterhalb des Flüssigkeitsniveaus angeordnet sind. Die Zeitinformation kann somit entsprechend dem obersten Strahl abgelesen werden. Es ist daher auch möglich, die Zeitinformation aus grösserer Entfernung abzulesen.
Nach Ablauf eines Zeitintervails wird das Flüssigkeitsniveau von einen Höhenband in auf ein anderes Höhenband eingestellt. Das andere Höhenband kann dabei je nach Massgabe der Zeit und der Steuerung oberhalb oder unterhalb des vorherigen Höhenbandes angeordnet sein. Auf diese Weise kann ändert sich die Anzahl der Ausflussöffnungen aus denen die Flüssigkeit als Strahl herausströmt und damit die Anzeige der Zeitinformation.
Einer Änderung des Flüssigkeitsniveaus auf ein anderes Höhenband kann durch eine Stufenfunktion beschrieben werden. Auf diese Weise erfolgt der Übergang von einem Höhenband in ein anderes Flöhenband sprunghaft und möglichst schnell. Durch diese schnelle Änderung des Flüssigkeitsniveaus wird es möglich, schnell eine neue Zeitinformation korrespondierend zum eingestellten Höhenband anzuzeigen. Des Weiteren wird ein Strahl beim Übergang zu einem tieferen anderen Höhenband schnell „abgestellt" bzw. beim Übergang zu einem höheren anderen Höhenband schnell gebildet.
Der Behälter ist hohl und kann fast jede beliebige Form aufweisen. Der Behälter kann beispielsweise zylindrisch, kegelförmig, eiförmig, pyramidenartig oder unregelmässig ausgebildet sein. Der Betriebszustand der Wasseruhr ist so definiert, dass die Pumpe eine Flüssigkeit in den Behälter pumpt und die Flüssigkeit (je nach Zeitinformation) aus mindestens einer Ausflussöffnung in Form eines Strahls herausströmt. Die seitlichen Ausflussöffnungen sind im Betriebszustand der Wasseruhr so angeordnet, dass sie nicht parallel zum Vektor der Erdanziehungskraft ausgerichtet sind. Das Flüssigkeitsniveau verläuft im Wesentlichen senkrecht zum Vektor der Erdanziehungskraft. Die Höhe des Behälters im Betriebszustand der Wasseruhr erstreckt sich parallel zum Vektor der Erdanziehungskraft, wobei sich Begriffe wie beispielsweise unterhalb, unteres Ende und Boden einer Richtungsangabe entsprechen, die gleichgerichtet mit dem Vektor der Erdanziehungskraft verläuft. Begriffe wie beispielsweise oberhalb, oben, oberes Ende entsprechen einer Richtungsangabe, die entgegengesetzt des Vektors der Erdanziehungskraft verläuft.
Die Ausflussöffnungen können rund, oval, dreieckig, viereckig, polyedrisch oder unregelmässig ausgeformt sein. Die Grösse der Ausflussöffnungen ist ebenfalls innerhalb von Grenzen beliebig wählbar, wobei beispielsweise der Mindestabstand und/oder eine Pumprate der Flüssigkeit direkt proportional zur Grösse der Ausflussöffnung ist. Mindestens eine der Ausflussöffnungen kann in einem Übergang zu einer Aussenseite des Behälters eine scharfe Kante aufweisen. Die scharfe Kante zeichnet sich in einem Querschnitt durch die Ausflussöffnung durch einen spitzen, einen stumpfen oder einen rechten Winkel zwischen der Aussenseite des Behälters und einem Inneren der Aussenwand des Behälters aus. Mit anderen Worten: die Kante am Übergang zur Aussenseite des Behälters ist nicht abgerundet, abgeschrägt oder angefast. Dadurch ist beim Herausströmen einer Flüssigkeit die Bildung eines Strahls erleichtert.
Mindestens eine der Ausflussöffnungen kann in einem Übergang zu einer Innenseite des Behälters eine abgerundete und/oder angefaste Kante aufweisen. Auf diese Weise wird ein Einströmen der Flüssigkeit in die Ausflussöffnung erleichtert. Weiterhin können Verwirbelungen beim Einströmen verringert werden und so die Bildung eines Strahls unterstützt werden. Mindestens eine der Ausflussöffnungen kann an einer Aussenseite des Behälters einen Auslaufstutzen aufweisen. Der Auslaufstutzen kann beispielsweise als Rinne oder Röhre ausgebildet sein. Ein solcher Auslaufstutzen kann mit einer im Wesentlichen beliebigen Orientierung zur Aussenwand des Behälters ausgerichtet sein. Der Auslaufstutzen kann die Bildung eines Strahls erleichtern.
Die Wasseruhr kann einen Sensor zur Bestimmung eines Sensorsignals entsprechend des Flüssigkeitsniveaus aufweisen, wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist das Flüssigkeitsniveau nach Massgabe des Sensorsignals zu regeln. Ein solcher Sensor kann als Drucksensor am Boden des Behälters angeordnet sein. Der Sensor kann auch mit Hilfe von beispielsweise Ultraschall, eines Lasers oder eines Schwimmers das Sensorsignal erzeugen. Nach Massgabe des Sensorsignals kann die Steuerung das Flüssigkeitsniveau in einem bestimmten Höhenband einstellen. Die Einstellung des Höhenbandes kann durch die Steuerung der Pumpe und damit des Durchflusses durch die Pumpe erreicht werden. Die Steuerung des Durchflusses kann geschehen. indem die Drehzahl der Pumpe im Wesentlichen proportional zur Durchflussrate ist und entsprechend die Drehzahl variiert wird, oder indem der Durchlluss mittels eines steuerbaren Drosselventils begrenzt und somit eingestellt wird, oder indem eine Rückführung der Flüssigkeit mittels eines steuerbaren Bypassventils eingestellt wird und somit nur ein einstellbarer Teilstrom der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit in den Behälter gelangt. Auf diese Weise kann das Flüssigkeitsniveau in einem definierten Höhenband eingestellt werden und die diesem I Iöhenband entsprechende Zeitangabe abgelesen werden. Je nach Typ der Pumpe kann bei abgestellter Pumpe die Flüssigkeit vom Behälter auch durch die Pumpe in das Reservoir zurückfliessen. Die Wasseruhr kann eine Auffangschale aufweisen, wobei mit Hilfe der Auffangschale eine Flüssigkeit in das Reservoir zurückführbar ist. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit in einem Kreislauf geführt werden und für den Betrieb der Wasseruhr wird nur eine begrenzte Flüssigkeitsmenge benötigt. Die Auffangschale ist so ausgebildet, dass ein Strahl der aus einer der Ausflussöffnungen herausströmt in der Auffangschale aufgefangen wird. Je nach Anordnung der Ausflussöffnung am Behälter kann die Auffangschale beispielsweise länglich, oval oder rund ausgeformt sein. Der Behälter kann aus einem beliebigen Material wie aus einem Kunststoff, beispielsweise einem Polymer, aus Plexiglas, oder aus einem Metall, beispielsweise Stahl oder Aluminium, oder aus Glas oder Keramik oder Holz gebildet sein. Der Behälter kann teilweise oder vollständig beleuchtet werden. Die Ausflussöffnungen können gleichmässig über die Flöhe des Behälters angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass mehrere Ausflussöffnungen auf der im Wesentlichen gleichen Höhe des Behälters angeordnet sind. Dadurch kann die Zeit von mehreren Betrachtungsrichtungen aus abgelesen werden. Die Ausflussöffnungen können über den Umfang des Behälters oder im Lot über die Höhe des Behälters verteilt angeordnet sein. Ein bevorzugter Durchmesser der Ausflussöffnung ist von der Viskosität der herausströmenden Flüssigkeit abhängig und kann beispielsweise bei Wasser mindestens 1 mm betragen.
Es können eines oder mehrere Leuchtmittel zur Beleuchtung des Behälters und/oder der ausströmenden Strahlen angeordnet sein. Solche Leuchtmittel sind beispielsweise LEDs. Sie können innerhalb des Behälters in der Flüssigkeit angeordnet sein, und/oder in der Wand des Behälters. Leuchtmittel können jeweils einem einzelnen Strahl, wie er im Betrieb der Vorrichtung durch eine Ausflussöffnung austritt, zugeordnet sein, so dass das von ihnen abgegebene Licht hauptsächlich in diesen Strahl eingekoppelt wird. Die Leuchtmittel können dauernd betrieben werden, oder sie können durch die Steuerung nach Massgabe der Zeitinformation oder auch von anderen Daten einzeln oder alle zusammen ein- und ausgeschaltet und/oder in ihrer Farbe verändert werden. Gemäss Ausführungsformen der Erfindung kann die Steuerung vorzugsweise drahtlos kontrolliert werden, über eine Schnittstelle für eine Funkverbindung oder eine infrarotverbindung durch eine Fernsteuerung. Die Fernsteuerung kann ein Smartphone, ein PDA (personal digital assistant), ein PC (personal Computer) oder eine dedizierte Femsteuerung sein. Mit der Fernsteuerung können Betriebszustände und/oder Betriebsparameter eingestellt und variiert werden. Beispielsweise kann die Zuordnung von Höhenbändern zu Zeitintervallen eingestellt werden (z.B. ist das Flüssigkeitsniveau mit zunehmender Zeit aufsteigend oder absteigend), und/oder können Parameter einer Beleuchtung eingestellt werden (z.B. wechseln Farben nach Massgabe der Zeit oder zufällig). Ein entsprechendes Applikationsprogramm zur Fernsteuerung der Vorrichtung kann auf die Fernsteuerung geladen und zur Ausführung gebracht werden und realisiert bei der Ausführung eine Benutzerschnittsteile zur Fernbedienung der Vorrichtung.
Ausführungsformen der Wasseruhr können miteinander koordinierte Behälter aufweisen, wobei die Behälter zur Anzeige von beispielsweise Stunden und Minuten oder Viertelstunden oder 10 Minuten-Abschnitten oder anderen beliebigen Zeiteinheiten wie Tagen oder Monaten dienen können. Die Zeitanzeige kann sich auf die Tageszeit oder auf eine Zeit relative zu einem Referenzzeitpunkt beziehen, analog zu einer Stoppuhr oder einer Sanduhr.
Weitere bevorzugte Aus führungs formen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Dabei sind Merkmale der Verfahrensansprüche sinngemäss mit den Vorrichtungsansprüchen kombinierbar und umgekehrt. Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Sie zeigt jeweils schematisch:
Figur 1 eine Vorrichtung zum Anzeigen einer Zeit; und
Figur 2 einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Behälters
Vorrichtung
Grundsätzlich sind in der Figur gleiche oder analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Anzeigen einer Zeit. Die Vorrichtung 1 weist mindestens einen Behälter 2. mindestens ein Reservoir 4, und mindestens eine mit dem Behälter 2 verbundene Pumpe 3 auf. Mit Hilfe der Pumpe 3 kann eine Flüssigkeit aus dem Reservoir 4 in ein Inneres des Behälters 2 gepumpt werden. Die Vorrichtun weist auch eine Steuerung 6 zur Einstellung eines Flüssigkeitsniveaus 25 im Inneren des Behälters 2 nach Massgabe einer Zeitinformation auf. Der Behälter 2 weist mehrere seitliche Ausflussöffnungen 21 auf, hier beispielsweise elf, wobei die Ausflussöffnungen 21 auf unterschiedlichen Höhen des Behälters 2 angeordnet sind.
Die elf Ausflussöffnungen 21 sind im Lot äquidistant über die Höhe des Behälters 2 verteilt und weisen je einen Auslaufstutzen 24 an der Aussenseite des Behälters 2 auf. Jede Ausflussöffnung 21 ist einem Zeitintervall von einer Stunde zugeordnet. Die unterste Ausflussöffnung 21 korrespondiert beispielsweise zu einer Zeit von 0- 1 h, die zweitunterste Ausflussöffnung 21 zu 1-2 h und so weiter, die oberste Ausflussöffnung 21 korrespondiert daher zu 11-12 h. Die Vorrichtung in Figur 1 zeigt also eine Zeit zwischen 3-4 h an. Es kann auch sein, dass in einem bestimmten Zeitintervall keine einzige Ausflussöffnung 21 durchströmt ist. In anderen Ausführungsformen kann auch die unterste Ausflussöffnung 21 zu einer Zeit von 12-1 lh korrespondieren, wobei dann die oberste Ausflussöffnung 21 zu 2- lh korrespondiert. Die Vorrichtung würde dementsprechend dann eine Zeit von 8 -9h anzeigen.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt des Behälters 2 der Vorrichtung. Es sind je zwei Ausflussöffnungen 21 auf einer im Wesentlichen gleichen Höhe angeordnet. Diese beiden Ausflussöffnungen 21 sind mit der gleichen Zeitinformation korreliert. Es ist auch möglich, dass mehr als zwei Ausflussöffnungen 21 mit der gleichen Zeitinformation korreliert sind.
Die Pfeile in Figur 2 verdeutlichen die Flussrichtung der Flüssigkeit beim Hineinpumpen und Herausströmen in Form eines Strahls.
Das Flüssigkeitsniveau 25 wird jeweils innerhalb eines Höhenbandes 26 eingestellt, wobei das Höhenband 26 mit einem Höhenabschnitt des Behälters 2 korrespondiert. Das Höhenband 26 erstreckt sich von einer Minimalhöhe 27 bis zu einer Maximalhöhe 28. Die Minimalhöhe 27 liegt mit einem Mindestabstand 29 oberhalb einer ersten Ausflussöffnung 21 und die Maximalhöhe 28 liegt unterhalb einer zweiten Ausflussöffnung 21 oder unterhalb einer Gesamthöhe des Behälters. Das Flüssigkeitsniveau 25 liegt möglichst weit oben im Höhenband 26 und damit möglichst nahe an der Maximalhöhe 28 und der zweiten Ausflussöffnung 21. Bei Wasser als Flüssigkeit beträgt der Mindestabstand zwischen dem Flüssigkeitsniveau 25 und der nächsten darunter gelegenen Ausflussöffnung 21 beispielsweise 20 mm. um eine gute Strahlform, zu gewährleisten.
Die gezeigten Höhenbänder 26a, 26b bzw. 26c korrespondieren zu einer Zeit von beispielsweise 1 1 -12h, 10-1 lh bzw. 9- 10h. Das Flüssigkeitsniveau 25 liegt im obersten Höhenband 26a zwischen der obersten Minimalhöhe 27a und der obersten Maximalhöhe 28a. Die Flüssigkeit strömt aus allen Ausflussöffnungen 21 je in Form eines Strahls. Die Vorrichtung zeigt somit eine Zeit von 1 1 -12h an. Aufgrund des hydrostatischen Druckes der sich durch die Flüssigkeit im Behälter 2 bildet, wird ein Strahl aus einer unteren Ausflussöffnung 21 weit ausgelenkt und ein Strahl aus einer oberen Ausflussöffnung 21 wird näher am Behälter 2 aber immer noch im freien Fall strömen.
In Ausführungsformen sind die Ausflussöffnungen 21 helixartig über die Höhe des Behälters 2 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform weisen die Ausflussöffnungen 21 in einem Übergang zu einer Aussenseite 23 des Behälters 2 eine scharfe Kante auf.
In der gezeigten Ausführungsform weisen die Ausflussöffnungen 21 einen abgerundeten Übergang zu einer Innenseite 22 des Behälters 2 auf.
Die Ausflussöffnung 21 kann an der Aussenseite 23 des Behälters 2 einen Auslaufstutzen 24 (Figur 1) aufweisen, der in solchen Ausführungsformen die Bildung eines Strahls unterstützt. In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung auch einen Sensor 61 auf, wobei der Sensor 61 ein Sensorsignal bestimmt, das dem Flüssigkeitsniveau 25 entspricht. Die Steuerung 6 ist dazu ausgebildet, das Flüssigkeitsniveau 25 nach Massgabe des Sensorsignals zu regeln. Das Flüssigkeitsniveau 25 wird ausserdem nach Massgabe einer Zeitinformation in einem bestimmten/definierten Höhenband 26 eingestellt.
Nach dem Einstellen des Flüssigkeitsniveaus 25 nach Massgabe der Zeitinformation durch die Steuerung 6 strömt die Flüssigkeit aus allen Ausflussöffnungen 21 die unterhalb des Flüssigkeitsniveaus 25 liegen. Je nach Anzahl und Grösse der Ausflussöffnungen 21 regelt die Steuerung 6 eine Pumprate der Pumpe, um das Flüssigkeitsniveau 25 innerhalb des eingestellten Höhenbandes 26 zu halten.
In einigen Ausführungsformen ist es möglich die Ausflussöffnungen 21 individuell mit einem jeweils zugeordneten Ventil zu verschliessen.
In einigen Ausführungsformen wird der aus den Ausflussöffnungen 21 herausströmende Flüssigkeitsstrahl in einer Auffangschale 5 aufgefangen und die Flüssigkeit in das Reservoir 4 zurückgeführt. Dabei ist die Form der Auffangschale 5 an die Orientierung der Ausflussöffnungen 21 angepasst.
Die Ausflussöffnungen 21 sind in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen im Lot über die Flöhe des Behälters 2 verteilt angeordnet. In anderen Ausfühiungsformen sind mindestens zwei Ausflussöffnungen 21 auf der gleichen Höhe des Behälters 2 angeordnet. Es ist auch möglich, dass die Ausflussöffnung 21 zudem über den Umfang des Behälters 2 verteilt, beispielsweise schraubenförmig oder stufenförmig, angeordnet sind.
In A u s fü hrn n gs orm en kann der Behälter 2 der Vorrichtung eine zylindrische Form aufweisen. Der Behälter 2 kann einen Durchmesser von mindestens 2 cm und einer Höhe von 24 cm aufweisen, wobei die Ausflussöffnungen 21 mindestens 2 cm im Lot voneinander beabstandet sind. Die Dimensionen der Vorrichtung sind frei skalierbar und können einerseits der Art der Flüssigkeit und andererseits der Umgebung angepasst werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Eine Vorrichtung zum Anzeigen einer Zeit aufweisend mindestens einen Behälter (2), mindestens ein Reservoir (4), mindestens eine mit dem Behälter (2) verbundene Pumpe (3), wobei mit Hilfe der Pumpe (3) eine Flüssigkeit aus dem Reservoir (4) in ein Inneres des Behälters (2) pumpbar ist, und eine Steuerung (6) zur Einstellung eines Flüssigkeitsniveaus (25) im Inneren des Behälters (2) nach Massgabe einer Zeitinformation, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) mehrere seitliche Ausflussöffnungen (21) aufweist und die Ausflussöffnungen (21) auf unterschiedlichen Höhen des Behälters (2) angeordnet sind.
2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, wobei mindesten eine der Ausflussöffnungen (21) in einem Übergang zu einer Aussenseite (23) des Behälters (2) eine scharfe Kante aufweist.
3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei mindestens eine der Ausflussöffnungen (21) in einem Übergang zu einer Innenseite (22) des Behälters (2) eine abgerundete und/oder angefaste Kante aufweist.
4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine der Ausflussöffnungen (21) an einer Aussenseite (23) des Behälters (2) einen
Auslaufstutzen (24) aufweist.
5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend einen Sensor (61) zur Bestimmung eines Sensorsignals entsprechend des Flüssigkeitsniveaus (25), wobei die Steuerung (6) dazu ausgebildet ist das Flüssigkeitsniveau (25) nach
Massgabe des Sensorsignals zu regeln.
6. V o richtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend Leuchtmittel zum Einkoppeln von Lieht in einen oder mehrere Flüssigkeitsstrahlen, welche im Betrieb der Vorrichtung durch die A us Π ussö fnungen (21) austreten.
7. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend eine Schnittstelle zur drahtlosen Femsteuerung der Vorrichtung zur Einstellung von Betriebs- zuständen und Parametern der Steuerung (4).
8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend eine Auffangschale (5), wobei mit Hilfe der Auffangschale (5) eine Flüssigkeit in das Reservoir (4) zurückführbar ist.
9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerung (6) dazu ausgebildet ist, das Flüssigkeitsniveau (25) im Behälter (2) innerhalb eines Höhenbandes (26) einzustellen, wobei das Höhenband (26) mit einem Höhenabschnitt des Behälters (2) korrespondiert, und sich das Höhenband (26) von einer Minimalhöhe (27) bis zu einer Maximalhöhe (28) erstreckt, wobei die Minimalhöhe (27) mit einem Mindestabstand (29) oberhalb einer ersten
Ausflussöffnung (21) liegt und die Maximaihöhe (28) unterhalb einer zweiten Ausflussöffnung (21) oder unterhalb einer Gesamthöhe des Behälters liegt, wobei zwischen der ersten und der zweiten Ausflussöffnung (21) keine weitere Ausilussöffnung (21) angeordnet ist.
10. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei nach Ablaufen eines Zeitintervalls das Flüssigkeitsniveau (25) von einem Höhenband (26) auf ein anderes Höhenband (26) einstellbar ist.
1 1. Vorrichtung gemäss Anspruch 10, wobei eine Änderung des Flüssigkeitsniveaus (25) auf ein anderes Höhenband (26) einer Stufenfunktion folgt.
12. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 1- 11 wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Bereitstellen einer Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 1-1 1 , Einstellen eines/des Flüssigkeitsniveaus (25) im Behälter (2) innerhalb eines Höhenbandes (26),
wobei das Höhenband (26) mit einem Höhenabschnitt des Behälters (2) korrespondiert, und sich das Höhenband (26) von einer Minimalhöhe (27) bis zu einer Maximalhöhe (28) erstreckt, wobei die Minimalhöhe (27) mit einem
Mindestabstand (29) oberhalb einer ersten Ausflussöffnung (21) liegt und die Maximalhöhe (28) unterhalb einer zweiten Ausflussöffnung (21) oder unterhalb einer Gesamthöhe des Behälters liegt, wobei zwischen der ersten und der zweiten Ausflussöffnung (21) keine weitere Ausflussöffnung (21) angeordnet ist.
13. V erfahren gemäss Anspruch 12, wobei nach Ablaufen eines Zeitintervalls das Flüssigkeitsniveau (25) von einem Höhenband (26) auf ein anderes Höhenband (26) eingestellt wird.
14. Verfahren gemäss Anspruch 13, wobei eine Änderung des Flüssigkeitsniveaus (25) auf ein anderes Höhenbandes (26) einer Stufenfunktion folgt.
15. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 12-14, wobei der Mindestabstand (29) jeweils (50)% und insbesondere (80)% des vertikalen Abstandes zwischen den
Ausflussöffnungen (21) eines I löhenbandes (26) beträgt.
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