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Dokumentenidentifikation DE69900944T2 21.11.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 1076487
Titel PUMPENANORDNUNG MIT SCHWENKBAREM DEFLEKTOR, INSBESONDER FÜR FILTER, BEHÄLTER UND AQUARIEN
Anmelder Eden S.R.L., Vicenza, IT
Erfinder LOLATO, Samuele, I-36020 Solagna, IT
Vertreter Schmid, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 68165 Mannheim
DE-Aktenzeichen 69900944
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.05.1999
EP-Aktenzeichen 999170178
WO-Anmeldetag 07.05.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/IB99/00823
WO-Veröffentlichungsnummer 0009957971
WO-Veröffentlichungsdatum 18.11.1999
EP-Offenlegungsdatum 21.02.2001
EP date of grant 27.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.11.2002
IPC-Hauptklasse A01K 63/04

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Pumpen und Filter für Aquarien und Behälter unterschiedlicher Art und insbesondere mit einer Pumpenanordnung mit einem schwenkbarem Deflektor.

Stand der Technik

Die bekannten Pumpen für Behälter und Aquarien vom Typ "unter dem Sand" oder montiert auf Filtern umfassen im wesentlichen eine Druckkammer, in dem ein blattartiger Propeller angeordnet ist, der von einem elektrischen Motor angetrieben wird. Die Druckkammer ist mit einer Ein- und einer Auslassöffnung versehen.

Im allgemeinen ist stromabwärts der Auslassöffnung eine Vorrichtung vorgesehen, die üblicherweise als Deflektor bezeichnet wird, und die manchmal fälschlicherweise als Diffusor bezeichnet wird, die verwendet wird, um die austretende Strömung in eine bevorzugte Richtung zu lenken, unter Umständen mit einem Ventil oder einer Drossel. Die bekannten Deflektoren können normalerweise von Hand ausgerichtet werden, indem diese um eine Achse der Einlassöffnung geschwenkt werden, wie z. B. in der EP-A 0 857 420.

Ein Nachteil solcher Pumpen und Deflektor-Einheiten liegt in dem Phänomen der Stagnation der Flüssigkeit in besonderen Bereichen des Tanks, die verursacht ist durch die Verminderung oder das Fehlen von örtlicher Zirkulation. Eine Folge der oben genannten Phänomene ist die ungenügende oder nicht angepasste Versorgung des Wassers mit Sauerstoff oder fehlende Filtrierung der stagnierenden Flüssigkeit.

Die herkömmlichen Deflektoren der schwenkbaren Art, die ausgerichtet werden können, geben keine Lösung für solche Probleme, wenn die Ausrichtung des Deflektors nicht von Hand variiert wird. Offensichtlich hängt eine solche Lösung von der Absicht des Nutzers ab und ist daher unzuverlässig und unsicher. Überdies ist es nicht möglich, das Phänomen der Stagnation vollständig zu beseitigen in einigen besonderen Bereichen, in denen Hindernisse vorhanden sind, welche nur überwunden werden könnten mit einer variierten oder wellenförmigen Bewegung.

Ein mit den bekannten Pumpeneinheiten verbundenes Problem, hauptsächlich in Verbindung mit Aquarien, ist die Beständigkeit der Zirkulation in dem Behälter, die sich deutlich unterscheidet von dem Zustand typischer Variabilität einer natürlichen Umgebung. Tatsächlich können die gut bekannten Pumpeneinheiten nicht die Zufälligkeit oder den Fluss der Ströme wiedergeben, die in einer realen Umgebung auftreten.

Aus der US-A 4944457 ist eine schwingende Vorrichtung bekannt, die ausgebildet ist angeschlossen zu werden zwischen einer Wasserleitung und einer Düse eines Duschkopfs, wobei die Vorrichtung im allgemeinen ein Gehäuse aufweist mit einem Ein- und einem Auslass, in dem sich ein Impellerrad in dem Durchgang der Wasserströmung befindet. Die Düse ist schwingend montiert und ist funktionell mit dem Impellerrad über ein Reduktionsgetriebeeinheit verbunden, das drei Sätze von Zahnrädern aufweist und einen Arm, um die Drehbewegung des Impellet in eine reziproke Bewegung des Duschkopfs um zu formen.

Diese bekannte Vorrichtung ist ein Zubehör, das entworfen wurde, um mit einer Wasserleitung verbunden zu werden mit der Absicht hauptsächlich das manuelle Schwenken des Duschkopfs zu vermeiden, insbesondere für ältere Menschen oder für Behinderte. Zudem ist diese bekannte Vorrichtung vorgesehen, fern von jeder Quelle von Wasser unter Druck angeordnet zu sein, und wegen der ziemlich komplizierten Struktur des Reduktionsgetriebes könnte es nicht direkt und einfach in das Gehäuse einer Wasserpumpe eingebaut werden, um die oben genannten Nachteile der Stagnation von Wasser und ungenügender Versorgung der Aquarien mit Sauerstoff zu lösen.

Beschreibung der Erfindung

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu beseitigen oder mindestens zu vermindern mit einer Pumpeneinheit von dem Typ, der im Oberbegriff offenbart ist, der es ermöglicht die Richtung der Einlassströmung zu variieren auf eine im wesentlichen kontinuierliche und automatische Weise ohne jeden Eingriff des Benutzers von aussen.

Ein besonderes Ziel ist es, eine Pumpeneinheit zu schaffen, die die Variierung der Richtung der Einlassströmung ermöglicht in Abhängigkeit von der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit.

Ein weiteres Ziel ist es, eine Pumpeneinheit zu schaffen, die die Verminderung der Stagnation von Wasser und die Verbesserung der Filtration der Flüssigkeit ermöglicht.

Ein weiteres Ziel ist es, eine neue Einlassströmung zu schaffen, die Zustände wiedergibt, die den natürlich Vorkommenden näher sind.

In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist eine Pumpenanordnung mit einem schwenkbaren Deflektor, insbesondere für die Umwälzung von Flüssigkeit in Filtern, Behältern und Aquarien vorgesehen mit einem Gehäuse, in dessen Inneren ein Elektromotor, eine Druckkammer mit einer Zufuhröffnung und eine Auslassöffnung, ein Zentrifugal-Blatt- Pumpenantrieb, der von dem Elektromotor betrieben wird und in der Druckkammer angeordnet ist, einem Deflektor, der stromabwärts von der Auslassöffnung angeordnet und schwenkbar ist, um den Ausfluss in eine vorbestimmte Richtung zu lenken, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungseinrichtungen im Inneren des Gehäuses unmittelbar stromabwärts von dem Pumpenantrieb angeordnet sind, wobei der Deflektor einen Vorsprung aufweist, der versetzt bezüglich der Rotationsachse des Pumpenantriebs um eine Achse schwingt, wobei die Betätigungseinrichtungen hydraulische Motoreinrichtungen aufweisen, die von dem Ausfluss betrieben werden, der von dem Pumpenantrieb hervor gebracht ist, und mechanisch verbunden sind mit dem schwingenden Vorsprung, um diesem eine kontinuierliche und automatisch schwingende Bewegung aufzuprägen.

Diese Ausgestaltung schafft den Vorzug einer gleichförmigeren und variierten Verteilung der Flüssigkeit in dem Behälter, so dass die Erzeugung von Bereichen der Stagnation und stationärer Strömung im Inneren vermieden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten aber nicht ausschließlichen Ausgestaltung einer Pumpeneinheit, die im Folgenden dargestellt ist mittels eines nicht einschränkenden Beispiels mit den beigefügten Figuren, von denen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene seitliche Ansicht einer Pumpeneinheit zeigt;

Fig. 2 eine Ansicht von oben der Vorrichtung von Fig. I zeigt;

Fig. 3 eine perspektivische und teilweise Explosions- Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1 zeigt.

Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung

Mit Bezug auf die genannten Figuren ist die Pumpenanordnung für Filter, Behälter und Aquarien insgesamt bezeichnet mit der Ziffer 1 mit einem wasserdichten Deckel 2 und einem Elektromotor 3 von bekannter Art mit einem Stator 4 und einem Rotor 5, die mit Harzen eingekapselt sind. Der Rotor 5 ist befestigt auf einer Achs e 6, an den ein Zentrifugal-Blatt- Propeller 7 starr gekoppelt ist.

Der Propeller 7 ist in einer Druckkammer 8 angeordnet mit einem Ansauggatter oder Öffnung 9 in im wesentlichen axialer Stellung, die ausgebildet ist um mit einem Filter oder untergetaucht in dem Behälter oder in dem Sand verbunden zu werden und einem Gatter oder einer Auslassöffnung 10 in im wesentlichen radialer Stellung.

Stromabwärts der Druckkammer 8 ist eine Auslasskammer 11 angeordnet und mit einer Auslassöffnung 12 versehen an dem gegenüberliegenden Ende zu dem Propeller 7. Die Auslasskammer 11 ist mit Seiten 13, 14 versehen, die zunehmend konvergieren in Richtung der Auslassöffnung 12, einer unteren Wand 15, die auch die Einlassöffnung 9 bildet und einer Schließwand 16. In der Nähe der Auslassöffnung 12 ist ein Deflektor angeordnet, der allgemein bezeichnet ist mit der Zahl 17 und bestimmt ist, die Strömung in eine vorbestimmte Richtung zu lenken.

Gemäß der Erfindung ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, die geeignet ist den Deflektor 17 mit einer kontinuierlichen und automatischen Schwingung zu beaufschlagen, die durch die Strömung der austretenden Flüssigkeit erzeugt wird.

Insbesondere ist der Deflektor 17 ein schwingender Vorsprung, hergestellt aus einer Scheibe 18, von der sich seitliche Wände 19, 20 und eine zentrale Achse 21 erstrecken. In den beigefügten Zeichnungen ist die Achse 21 des schwingenden Vorsprungs befestigt und im wesentlichen parallel zu der Achse des Propellers 7.

Die seitlichen Wände 19, 20 des schwingenden Vorsprungs 17 haben eine Höhe, die etwas niedriger ist als der minimale Abstand zwischen der unteren Wand 15 und der Abdeckwand 16 der Auslasskammer 11, so dass die Auslassströmung durch die Auslassöffnung 12 geleitet wird.

Die Oszillations-Achse 21 ist hohl und ihr unteres Ende ist in einem Sitz 22 der unteren Wand 15 der Auslasskammer 11 unter gebracht und das obere Ende in einem Sitz 23, der in einer Verbindung 24 gefertigt ist in der Abdeckwand 16 der Auslasskammer 11 zum Anschluss einer kleinen Leitung 25 zur Luftzufuhr. Die Achse 21 ist versehen nur einem Schlitz 26, durch den die durch die Leitung 25 strömende Luft zu dem schwingenden Vorsprung 13 gelenkt wird.

Vorzugsweise umfasst die Betätigungseinrichtung hydraulische Motoreinrichtungen, die von der aus dem Propeller 7 tretenden Strömung betrieben werden und mechanisch mit dem schwingenden Vorsprung 17 gekoppelt sind.

Insbesondere können die genannten hydraulischen Motoreinrichtungen gebildet sein von mindestens einem oder vorzugsweise zwei blattartigen Rädern 26, 27, die auf einer gemeinsamen Achse 28 befestigt und auf Endhaltern 29, 30 montiert sind stromabwärts der Auslassöffnung 10. Jedes Rad 26, 27 ist Versehen mit einer jeweiligen Reihe von im wesentlichen radialen oder leicht gekrümmten Blättern 31, 32, die sich ausgerichtet zu der Auslassöffnung der Druckkammer 8 ergeben, um so jeweils Turbinen mit tangentialer Wirkung zu ergeben.

Vorzugsweise ist die hydraulische Motoreinrichtung mechanisch verbunden mit dem schwingenden Vorsprung 17 über Bewegungsminderer und Umformeinrichtungen zum Umformen der Bewegung vom kontinuierlich drehenden zum alternierenden.

Insbesondere können die Reduziermittel gebildet sein aus einem Zahnantrieb von der Art eines Schneckengetriebes 33 und Zahnrads 34. Die Schneckenwelle 33 ist an den Rädern 26, 27 befestigt und an der gemeinsamen Achse 28, wohingegen das Zahnrad 34 auf einer Achse 35 montiert ist, die in der unteren Wand 15 der Auslasskammer 11 verankert ist.

Die Einrichtungen zur Umformung der Bewegung können gebildet sein aus einer Kurbel und Mechanismen mit Schlitzen, die gefertigt sind aus einem Zapfen, der in exzentrischer Stellung auf dem Zahnrad 34 befestigt ist und gleitend in einen Führungsschlitz 36 eingreift, der in einer radialen Erstreckung 37 der Scheibe 18 des schwingenden Vorsprungs 17 gefertigt ist.

Alternativ können die Einrichtungen zur Umformung der Bewegung so ausgebildet sein, dass Schwingen des Vorsprungs 17 auf reziprok senkrechten Ebenen erzeugt wird. Zu diesem Zweck können neben den Kurbel- und Schlitz-Einrichtungen Nockeneinrichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die zum Beispiel durch eine geneigte oder geformte Oberfläche gebildet sind, die auf der oberen Oberfläche des Zahnrads 34 geformt sind. Um das Schwingen des Vorsprungs 17 in zwei orthogonalen Ebenen zu ermöglichen, kann die letztere an die untere Wand 15 gebunden werden mittels eines Kugelstifts (nicht dargestellt).

In Entsprechung mit dem Zufuhrkanal 9 der Druckkammer 8 ist ein Verschluss 38 vorgesehen um die eintretende Strömung zu regulieren.

Im Betrieb wird die durch den Einlasskanal 9 in die Druckkammer 8 eintretende Flüssigkeit durch den radialen Blatt-Propeller 7 beschleunigt. Die Flüssigkeit verlässt die Druckkammer 8 durch den Aulasskanal 10 und überträgt Teile ihrer Energie auf das blattartige Rad 26, 27. Die Drehung der Achse 28 wird übertragen auf das Zahnrad 34 durch die Schneckenwelle 33 und wird in Schwingung des Vorsprungs 17 umgeformt mittels der Kurbel und Mechanismen 35 mit Schlitzen, die gebildet werden von dem Rad 34 und dem Schlitz 36 der radialen Erstreckung 37.

Deshalb wird das Schwingen des Vorsprungs 17 erzeugt von der aus der Pumpeneinheit austretenden Strömung.

Es ist zu beobachten, dass der Durchgangsabschnitt zwischen dem vorderen Ende der seitlichen Wände 19, 20 des Vorsprungs 17 teilweise verdeckt ist von den Seiten 13, 14 der Auslasskammer in Entsprechung der Endpositionen der Seite. Der durchschnittliche Druck der Flüssigkeit in solchen Positionen wird so niedriger sein, als der der zentralen Position des Vorsprungs, der der Position mit maximaler Strömung entspricht.

Durch Regulieren der eintretenden Strömungsgeschwindigkeit durch den Verschluß 38 ist es möglich den auf das blattartige Rad 26, 27 übertragenen Schwung zu variieren und damit die Schwingungsfrequenz des Vorsprungs 17 um die Achse 21.

Der Inhalt der Italienischen Patentanmeldung Nr. V198A000097, deren Priorität beansprucht ist, ist hiermit als Bezug eingefügt.


Anspruch[de]

1. Pumpenanordnung mit schwenkbarem Deflektor, insbesondere für die Umwälzung von Flüssigkeit in Filtern, Behältern und Aquarien mit einem Gehäuse (2), in dessen Inneren ein Elektromotor (3), eine Druckkammer (8) mit einer Zufuhröffnung (9) und einer Auslaßöffnung (10), ein Zentrifugal-Blatt-Pumpenantrieb (7), der von dem Elektromotor (3) betrieben wird und in der Druckkammer (8) angeordnet ist, ein Deflektor (17), der stromabwärts von der Auslaßöffnung (10) angeordnet und schwenkbar ist, um den Ausfluß in eine vorbestimmte Richtung zu lenken, vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungseinrichtungen (26-37) im Inneren des Gehäuses unmittelbar stromabwärts von dem Pumpenantrieb (7) angeordnet sind, wobei der Deflektor (17) einen Vorsprung aufweist, der versetzt bezüglich der Rotationsachse des Pumpenantriebs (7) um eine Achse 21 schwingt, wobei die Betätigungseinrichtungen hydraulische Motoreinrichtungen (26-32) aufweisen, die von dem Ausfluß betrieben werden, der von dem Pumpenantrieb (7) hervor gebracht ist, und mechanisch verbunden sind mit dem schwingenden Vorsprung (17), um diesem eine kontinuierliche und automatisch schwingende Bewegung aufzuprägen, die verursacht ist von der Strömung der abfließenden Flüssigkeit.

2. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Motoreinrichtungen (26-32) mindestens ein Rad (26, 27) aufweisen mit im wesentlichen radialen Blättern (31, 32), die an einer Achse (28) befestigt sind, die stromabwärts von dem Auslasskanal (10) angeordnet sind.

3. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Motoreinrichtung (26-32) mechanisch verbunden ist mit dem schwingenden Vorsprung (17) mittels Reduktionseinrichtungen (33, 34) und Einrichtungen (35-37) für die Umwandlung von einer kontinuierlich rotierenden zu einer schwingenden Bewegung.

4. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionseinrichtungen (33, 34) ein Rotationsgetriebe von dem Typ eines Schneckengetriebes (33, 34) aufweisen.

5. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsachse (21) des Vorsprungs (17) im wesentlichen fest und parallel zu der Achse des Antriebs ist.

6. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsachse (21) verbunden ist mit dem Boden der Ausflusskammer mittels eines räumlichen Gelenks.

7. Pumpenanordnung gemäß Ansprüch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (35-37) zur Umwandlung der Bewegung eine Kurbel und einen geschlitzten Mechanismus (35) umfassen, die verbunden sind mit dem Zahnrad (34), und in einen Schlitz einer radialen Führung (36) des schwingenden Vorsprungs (17) eingreifen.

8. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (35-37) zur Umwandlung der Bewegung Nockeneinrichtungen aufweisen, um dem Vorsprung eine Schwingung aufzuprägen in Ebenen, die reziprok senkrecht um dieses räumliche Gelenk sind.

9. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingende Vorsprung (17) und die Betätigungseinrichtungen (26-37) in einer Auslasskammer (11) unmittelbar stromabwärts von und in Verbindung mit der Druckkammer (8) angeordnet sind.

10. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasskammer (11) eine Ausflussöffnung (12) aufweist entsprechend der der schwingende Vorsprung (17) angeordnet ist.

11. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingende Vorsprung (17) mit seitlichen Wänden (19, 20) versehen ist, die ausgebildet sind, um mit der Ausflussöffnung (12) zusammen zu wirken, um den Ausfluß entsprechend von dessen End- Schwenk-Betriebsstellung zu reduzieren.

12. Pumpenanordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rad (26, 27) vorgesehen ist mit im wesentlichen radialen Blättern, die an einer gemeinsamen Achse (28) mit dem dazwischen angeordneten Schneckengetriebe (35) befestigt sind.







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