Strömungsbox

Betriebseinheit zur pumpenlosen Strömungserzeugung in geschlossenen Behältern
Die Erfindung betrifft eine Betriebseinheit zur Erzeugung einer pumpenlosen, flächigen Strömung in geschlossenen flüssigkeitsgefüllten Behältern, beispielsweise Aquarien.
Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik wird in oben genannten Behältern mittels Pumpen Strömung erzeugt die für die in diesen lebenden Tiere unabdingbar ist.
Der Nachteil bei dieser Art der Strömungserzeugung besteht darin, das die Pumpen bedingt durch deren Bauart einen Wasserstrahl abgeben der als Strömung, beziehungsweise zur Umwälzung des Wassers, dient. Besonders in Seewasseraquarien lebende Tiere, zum Beispiel Korallen, benötigen zu ihrem Wohlbefinden eine sehr starke dennoch sanfte großflächige Wasserbewegung, ähnlich des Wellenschlages in Ihrem natürlichen Lebensraum, dem Meer.
Durch die Bereitstellung einer Strömung mittels eines durch Pumpen erzeugten scharfen Strahles werden Korallen unnötig belästigt und sie können beim direkten auftreffen des Strahles im schlimmsten Fall absterben. Des weiteren meiden in Aquarien lebende Fische, insbesondere kleine, den Pumpenstrahl da sie durch diesen herumgeschleudert werden und sich an Dekorationsgegenständen verletzen können.
Diese Nachteile wirken sich kontraproduktiv auf ein angestrebtes biologisches Gleichgewicht in Aquarien aus.
Ein weiterer Nachteil besteht darin das Pumpen rotierende Teile aufweisen was zu Vibrationen und einhergehend zur Geräuschentwicklung führt, wodurch besonders in geschlossenen Wohnbereichen, Probleme entstehen.
Aufgabe der erfindungsgemäßen Betriebseinheit (Figuren1 bis 9) ist es, die angeführten Nachteile der dem Stand der Technik entsprechenden Strömungserzeugung in geschlossenen Behältern mittels Pumpen, durch Bereitstellen einer sanften sowie großflächigen Strömung (Figur 9) mit hohem Volumen zu minimieren, beziehungsweise auszuschließen, daraus resultiert eine der Brandungszone des Meeres nachempfundene natürliche Wellenbewegung.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 12 beschriebene Erfindung gelöst und anhand der Figuren 1 bis 9 näher erläutert.

Es zeigen dabei :
Figur 1 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in der Ausführung mit zumindest je einer Hauptkammer 1, Einlaufkammer 3 sowie Auslaufkammer 2.
Figur 2 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in der Ausführung mit zumindest einer Hauptkammer 1 sowie mindestens einer weiteren Kammer welche gleichzeitig die Funktion der Einlaufkammer 3 und Auslaufkammer 2 übernimmt.
Figur 3 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in der Ausführung mit zumindest je einer Hauptkammer 1, Einlaufkammer 3 sowie Auslaufkammer 2 mit der senkrechten Aufwärtsbewegung 23 der Druckplatte 11 bis zur oberen Endlage 8 und dem dadurch bedingten einsaugen der Flüssigkeit durch die schlitzförmigen Öffnungen 16 der Einlaufkammer 3 und der ihr zugeordneten geöffneten Klappe 14 bei geschlossener Klappe 13 der Auslaufkammer 2.
Figur 4 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in der Ausführung mit zumindest je einer Hauptkammer 1, Einlaufkammer 3 sowie Auslaufkammer 2 mit der senkrechten Abwärtsbewegung 23 der Druckplatte 11 bis zur unteren Endlage 9 und dem dadurch bedingten ausstoßen der Flüssigkeit durch die schlitzförmigen Öffnungen 16 der Auslaufkammer 2 und der ihr zugeordneten geöffneten Klappe 13 bei geschlossener Klappe 14 der Einlaufkammer 3.
Figur 5 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in der Ausführung mit zumindest einer Hauptkammer 1 sowie mindestens einer weiteren Kammer die gleichzeitig die Funktion der Einlaufkammer 3 und Auslaufkammer 2 übernimmt mit der senkrechten Aufwärtsbewegung 23 der Druckplatte 11 bis zur oberen Endlage 8 und dem dadurch bedingten einsaugen der Flüssigkeit durch die schlitzförmigen Öffnungen 16 der kombinierten Kammer 2/3.
Figur 6 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in der Ausführung mit zumindest einer Hauptkammer 1 sowie mindestens einer weiteren Kammer die gleichzeitig die Funktion der Einlaufkammer 3 und Auslaufkammer 2 übernimmt mit der senkrechten Abwärtsbewegung 23 der Druckplatte 11 bis zur unteren Endlage 9 und dem dadurch bedingten ausstoßen der Flüssigkeit durch die schlitzförmigen Öffnungen 16 der kombinierten Kammer 2/3.
Figur 7 : Schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit in einer Ausführung mit diagonalen Trennwänden 27 in der Einlaufkammer 3 beziehungsweise Auslaufkammer 2.
Figur 8 : Schematische Darstellung der Platzierung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit 20 im Behälter 19 mit dem Deckel 4 über der Wasseroberfläche 21 und den schlitzförmigen Öffnungen 16 unter dieser.
Figur 9 : Schematische Darstellung der Strömungsrichtung 25 sowie der Platzierung der erfindungsgemäßen Betriebseinheit 20 im Behälter 19.

Die erfindungsgemäße Betriebseinheit (Figuren 1 bis 9) besteht im wesentlichen aus einem mehreckigem Gehäuse 20 das sich in seinem inneren durch an einem Ende offene Trennwände 10 je nach Ausführung (Figur 2,5 und 6), in mindestens eine Hauptkammer 1, in der sich eine senkrecht bewegliche 23, abgedichtete Druckplatte 11 befindet, sowie mindestens einer weiteren, vorzugsweise kleineren, Kammer 2/3 die an der parallel zur jeweiligen Trennwand 10 verlaufenden Gehäusewand, die auf ihrer gesamten Fläche Öffnungen 16 aufweist, verläuft und am jeweilig offenen Ende der Trennwand 10 über deren gesamte Länge eine offene Verbindung zur Hauptkammer 1 besitzt, oder (Figur 1,3 und 4) in mindestens eine Hauptkammer 1, in der sich eine senkrecht bewegliche 23, abgedichtete Druckplatte 11 befindet, sowie in mindestens zwei weitere, vorzugsweise kleinere, Kammern 2 und 3 die an der parallel zur jeweiligen Trennwand 10 verlaufenden Gehäusewand, die auf ihrer gesamten Fläche Öffnungen 16 aufweist, verlaufen und am jeweilig offenen Ende der Trennwand 10 über deren gesamte Länge eine mit beweglichen Klappen 13 und 14, die mittels Anschlägen 15 und 17 in ihrer Bewegung begrenzt werden, eine direkte Verbindung zur Hauptkammer 1 besitzen und einem, mit mindestens einer Öffnung 5 im Bereich der Hauptkammer 1 versehenen, Deckel 4.

Nachfolgend wird der Aufbau sowie die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Betriebseinheit für beide Ausführungen (Figuren 1 bis 9) erläutert.

Aufbau der erfindungsgemäßen Betriebseinheit :
Das Gehäuse 20 besitzt eine mehreckige Grundplatte mit der senkrechte Wände verbunden sind und das am oberen Ende mittels einem Deckel 4, der Öffnungen zur Belüftung und Entlüftung 5 enthält, verschlossen ist. Des weiteren kann dieser, je nach gewählter Antriebsart der Druckplatte in der Hauptkammer, eine weitere, mit einer Führungsbuchse versehene 7, Öffnung besitzen. Je nach Ausführung der Betriebseinheit weisen mindestens eine beziehungsweise mindestens zwei der Gehäusewände über Ihre gesamte Fläche eine Vielzahl von Öffnungen 16, vorzugsweise in Form von gitterförmig angeordneten Schlitzen, auf.
Das Gehäuse 20 teilt sich mittels eingebrachter Trennwände 10 bei einer Ausführung der Betriebseinheit in mindestens eine Hauptkammer 1 und eine als Einlauf und Auslaufkammer 2/3 dienende Kammer oder in mindestens eine Hauptkammer 1 sowie mindestens je eine Einlaufkammer 3 und eine Auslaufkammer 2. Bei beiden Ausführungen sind die Trennwände 10 jeweils so angeordnet das deren größte Fläche parallel zur mit Öffnungen 16 versehenen Außenfläche des Gehäuses 20 verlaufen und an einem Ende über die gesamte Länge eine direkte Verbindung zur Hauptkammer 1 besitzen. In Abhängigkeit vom Volumen aller Kammern können die Einlaufkammer 3 und die Auslaufkammer 2 über, diagonal über die gesamte Fläche verlaufende, Trennwände 27 verfügen wobei die Öffnung der diagonalen in Richtung der Verbindung mit der Hauptkammer 1 weist (Figur 7).
Die Trennwände 10 der Ausführung der Betriebseinheit welche über mindestens drei Kammern verfügt (Figur 1,3 und 4) weisen an dem Ende das die direkte Verbindung zur Hauptkammer 1 besitzt bewegliche Klappen 13 und 14 auf. Diese werden durch mindestens je zwei Anschläge 15 und 17 in Ihrer Bewegung begrenzt. Ein Anschlag mit Dichtung 17 verschließt die Verbindung zur Hauptkammer während der andere 15 der Klappe 13 und 14 gestattet sich in einem Winkel, kleiner dem rechten Winkel, zu öffnen.
Die Klappe 14 der als Einlaufkammer 3 festgelegten Kammer muss sich in Richtung der Hauptkammer 1 öffnen lassen während sich die Klappe 13 der als Auslaufkammer 2 festgelegten Kammer in die der Hauptkammer 1 abgewanden Richtung öffnen lassen muss.
Im inneren der Hauptkammer 1 befindet sich eine senkrecht bewegliche 23 Druckplatte 11 die umlaufend mit einer Dichtung 12 ausgestattet ist. Die Dichtung 12 und eine Dichtung 26 an der am Deckel 4 befindlichen weiteren Kammer 2,2/3 verhindert das eindringen von Flüssigkeit in den sich über der Druckplatte 11 befindenden Teil der Hauptkammer 1. Die Druckplatte 11 wird mit einer dem derzeitigen Stand der Technik bekannten Antriebseinheit 22 in Einheit mit einem Getriebe senkrecht auf und ab 23 bewegt. Die Antriebseinheit 22 kann wie im Beispiel außerhalb der Hauptkammer 1 in Verbindung mit einem Stößel 6 sowie einer Führungsbuchse 7 realisiert sein oder aber sich innerhalb der Hauptkammer 1, oberhalb der Druckplatte 11 , befinden. Unter Wahrung der Dichtheit zwischen der Druckplatte 11 und dem darüber befindlichen Teil der Hauptkammer 1 kann diese auch mittels senkrechter Schienen an den Innenseiten der Hauptkammer 1, sowie dazu passender Nuten an der Druckplatte 11, geführt werden.
Die Druckplatte 11 besitzt im Zusammenhang mit der Dichtung 12 an deren umlaufender Kante im wesentlichen die gleichen Maße und Form der Hauptkammer 1.
Der Hub der Druckplatte wird in seiner senkrechten Bewegung 23 in seiner oberen 8 und unteren 9 Endlage mittels Anschlägen begrenzt.
Die breite des gesamten Gehäuses 20 wird vorzugsweise so gewählt das die mit schlitzförmigen Öffnungen 16 versehenen Seitenflächen sich über annähernd die komplette Breite des zu beströmenden Behälters (Figur 8) erstrecken und in Richtung der längsten Seite dessen (Figur 9) weisen.
Die erfindungsgemäße Betriebseinheit (Figuren 1 bis 9) besteht vorzugsweise aus physiologisch unbedenklichen Kunststoffen alternativ können, soweit der erfindungsgemäßen Funktion dienlich, auch andere Werkstoffe zum Einsatz kommen.

Funktion der erfindungsgemäßen Betriebseinheit :
Die Betriebseinheit wird, in oben genannter Lage (Figuren 8 und 9), in den mit Flüssigkeit 24 gefüllten Behälter 19, beispielsweise ein mit Wasser gefülltes Aquarium eingebracht und, mittels dem derzeitigen Stand der Technik bekannten Mitteln 18 so befestigt, dass sich alle schlitzförmigen Öffnungen 16 des Gehäuses 20 unterhalb der Wasseroberfläche 21 befinden, während sich der Deckel 4 mit den Öffnungen 5 welche zur Belüftung bei Abwärtsbewegung und Entlüftung bei Aufwärtsbewegung 23 der Druckplatte 11 im Bereich der Hauptkammer 1, darüber befindet.
Zum Störungsfreien Anlauf der Betriebseinheit befindet sich die Druckplatte 11 in Ihrer unteren Endlage begrenzt durch Anschläge 9 .
Bei der Ausführung (Figuren 2, 5 und 6 ) mit einer Hauptkammer 1 und mindestens einer Kammer welche als Einlaufkammer und Auslaufkammer 2/3 gleichzeitig dient füllt sich diese bis zur Druckplatte 11 mit Wasser. Nachfolgend wird die Druckplatte 11 senkrecht nach oben , bis zu deren oberer Endlage begrenzt durch Anschläge 8, bewegt wodurch nochmals Wasser durch die schlitzförmigen Öffnungen 16 eingesogen wird. Danach wird die Druckplatte 11 mit Dichtung 12, beeinflusst durch eine dem derzeitigen Stand der Technik bekannte Intervallsteuerung, periodisch auf und ab bewegt 23 wodurch abwechselnd Wasser durch die kombinierte Einlaufkammer und Auslaufkammer 2/3 in die Hauptkammer 1 eingesogen beziehungsweise in umgekehrter Reihenfolge ausgestoßen wird. Eventuell vom Eintauchen verbliebene Luftansammlungen werden nach den ersten Bewegungen entgast.
Bei der zweiten Ausführung (Figuren 1, 3 und 4) mit einer Hauptkammer 1 und mindestens einer Einlaufkammer 3 und mindestens einer Auslaufkammer 2 befindet sich die Druckplatte 11 ebenfalls in Ihrer unteren Endlage begrenzt durch Anschläge 9. Nachfolgend wird die Druckplatte 11 mit Dichtung 12 senkrecht 23 nach oben bis zu deren oberer Endlage, begrenzt durch Anschläge 8, bewegt. Durch den daraus resultierenden Unterdruck öffnet sich selbsttätig die der Einlaufkammer 3 zugeordnete Klappe 14 bis zu deren Anschlag 15 in einem Winkel kleiner dem rechten während die der Auslaufkammer 2 zugeordnete Klappe 13 sich durch erwähnten Unterdruck und deren Eigengewicht verschließt und fest an den mit einer Dichtung ausgestatteten Anschlag 17 herangezogen wird. Bei der folgenden Abwärtsbewegung 23 der Druckplatte 11 und dem einhergehenden Druckaufbau öffnet sich selbsttätig die der Auslaufkammer 2 zugeordnete Klappe 13 bis zu deren Anschlag 15 in einem Winkel kleiner dem rechten während die der Einlaufkammer 3 zugeordnete Klappe 14 sich durch erwähnten Druck und deren Eigengewicht verschließt und fest an den mit einer Dichtung ausgestatteten Anschlag 17 herangepresst wird.
Danach wird die Druckplatte 11, beeinflusst durch eine dem derzeitigen Stand der Technik bekannte Intervallsteuerung , periodisch auf und ab bewegt 23 und durch die sich abwechselnd öffnenden und schließenden Klappen 13 und 14 Wasser durch die Einlaufkammer 3 in die Hauptkammer 1 eingesogen beziehungsweise aus der Hauptkammer 1 durch die Auslaufkammer 2 ausgestoßen. Eventuell vom Eintauchen verbliebene Luftansammlungen werden nach den ersten Bewegungen entgast. Die nach Bedarf in der Einlaufkammer 3 und Auslaufkammer 2 eingebrachte diagonale Trennwand 27 sorgt für einen gleichmäßigeren Ausstoß der Flüssigkeit.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Betriebseinheit bestehen vorrangig darin, das bedingt durch sich über eine große Fläche erstreckende Vielzahl von Öffnungen 16 eine weiche kraftvolle Strömung beziehungsweise Umwälzung von sich mit Flüssigkeit 24 gefüllten Behältern 19 erzeugen lässt (Figuren 8 und 9). Durch den Einsatz einer dem derzeitigen Stand der Technik entsprechenden Intervallsteuerung, welche die Hubgeschwindigkeit, die Senkgeschwindigkeit sowie die Pausenzeit der Druckplatte 11 zwischen beiden steuert, lässt sich nahezu perfekt die natürliche Wellenbewegung des Meeres imitieren.

Bezugszeichenliste:

1 Hauptkammer
2 Auslaufkammer
3 Einlaufkammer
2/3 Kombinierte Einlaufkammer und Auslaufkammer
4 Deckel
5 Belüftungsöffnungen , Entlüftungsöffnungen
6 Stößel
7 Führungsbuchse
8 oberer Endanschlag Druckplatte
9 unterer Endanschlag Druckplatte
10 Trennwand
11 Druckplatte
12 umlaufende Dichtung
13 Klappe Auslaufkammer
14 Klappe Einlaufkammer
15 Anschlag Klappe offen
16 schlitzförmige Öffnungen
17 Anschlag Klappe geschlossen mit Dichtung
18 Befestigungsmittel, beispielsweise Gummisauger
19 Behälter, beispielsweise Aquarium
20 Gehäuse
21 Flüssigkeitsoberfläche, Wasseroberfläche
22 Antriebseinheit
23 Bewegungsrichtung
24 Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser
25 Strömungsrichtung
26 Dichtung
27 Diagonale Trennwand