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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Rotorblatt mit einer Befestigungsvorrichtung
sowie einen Rotor mit einem derartigen Rotorblatt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein besonders kostengünstiges und einfach herzustellendes
Rotorblatt zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Befestigungsvorrichtung einen mit einem Gewinde versehenen
Hals einer PET-Flasche aufweist und dass das Rotorblatt zumindest
von einem Abschnitt der Wandung der PET-Flasche gebildet wird.
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Die
Getränkeindustrie
geht zunehmend dazu über,
Getränke
in Kunststoffflaschen aus Polyethylenterephtalat, sogenannten PET-Flaschen
auszuliefern. Diese Flaschen haben den Vorteil, dass sie in der
Herstellung kostengünstig
und sehr leicht sind. Der Gewichtsanteil der Verpackung ist bei
einem Getränk
in einer PET-Flasche nur der Bruchteil des Gewichtsanteils einer
Glasflasche. Folglich fallen weltweit eine Vielzahl von PET-Flaschen
an, die meist recycled werden. Wanderer nehmen PET-Flaschen aufgrund
des geringen Gewichts als Getränkebehälter mit
auf Wanderschaft. Folglich stehen PET-Flaschen nahezu jederzeit
und in unbegrenzter Menge zur Verfügung.
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Die
vorliegende Erfindung macht sich diese Tatsache zunutze und schlägt vor,
aus einer PET-Flasche einen Gebrauchsgegenstand zu fertigen, der äußerst nützlich eingesetzt
werden kann und zudem auch dekorative Qualitäten aufweisen kann.
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Die
Form einer PET-Flasche ist ideal geeignet um strömungsgünstige axial durchströmte Rotoren,
wie beispielsweise die Rotoren von Windrädern oder die die Propeller
für Flugzeug-
oder Schiffsantriebe zu bilden. Insbesondere kann in der Praxis
der das Rotorblatt bildende Wandabschnitt gewunden sein, so dass
der Anstellwinkel mit zunehmender Entfernung von der Befestigungsvorrichtung
abnimmt. Auf diese Weise lassen sich Konturen verwirklichen, die
bei dem vorbestimmten Betriebszustand das optimale Drehmoment erzeugen
(im Falle eines Windrades) oder den optimalen Vortrieb erzeugen
(im Falle eines Antriebspropellers). Ein Rotorblatt für einen Antriebspropeller
für ein
Wasserfahrzeug, also für eine
Schiffsschraube wird vorzugsweise aus dem kuppelartig gewölbten Wandabschnitt
der PET-Flasche nahe dem Flaschenhals gebildet. Eine Schiffsschraube
benötigt
auch anders als ein Windrad keine großen Durchmesser, um optimal
zu wirken. Eine Wasserschraube oder ein Windrad kann mehrflügelig aus
einer einzigen PET-Flasche gefertigt werden, wobei jeder Rotorflügel von
einem Abschnitt der Flaschenwand gebildet wird.
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Das
Rotorblatt für
ein Windrad wird dagegen durch die gesamte Länge der PET-Flasche gebildet. Auf
diese Weise lassen sich bei der Verwendung von Flaschen mit einem
Aufnahmevolumen von üblicherweise
1,5 Liter Rotoren mit einem Durchmesser in der Größenordnung
von 0,6 m erzeugen. Allerdings sind auch größere PET-Flaschen bekannt (z.
B. 2 Liter) und eine Verlängerung
der Rotorblätter
durch ansetzen eines zweiten Flaschenabschnitts ist möglich, so
dass Durchmesser von 1 m und mehr erreicht werden können. Mit
kleineren PET-Flaschen, z. B. mit einem Volumen von 0,5 l, lassen
sich kleinere Rotoren realisieren.
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In
der einfachsten Ausbildung bildet die einlagige Flaschenwand das
Rotorblatt. Dies ist zum Beispiel bei Schiffsschrauben ausreichend.
Insbesondere aerodynamisch leistungsfähige Rotorblätter lassen
sich dadurch herstellen, dass die Wand der PET-Flasche im Bereich
der Anströmkante
und/oder der Abströmkante
geknickt oder gebogen ist und ein doppelwandiges Rotorblatt bildet.
Auf diese Weise kann eine Tragflächenkontur
verwirklicht werden, die eine über
die Sehnenlänge
der Tragfläche
variierende Dicke und an der Oberseite und der Unterseite unterschiedliche
Wölbungen
aufweist. Dabei ist die Anströmkante
vorzugsweise mit einem gewissen Radius gebogen, während die
Abströmkante
scharfkantig geknickt ist. Das Wandmaterial der Flasche kann sich an
der Oberseite oder an der Unterseite des Rotorblattes über einen
gewissen Abschnitt überlappen.
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Alternativ
kann der Wandabschnitt des Rotorblatts die Form einer Schaufel aufweisen.
Wenn zum Beispiel die Flaschenwand nahe dem kuppelförmigen Ende
im Bereich des Flaschenhalses und nahe dem Flaschenboden über den
halben Umfang eingeschnitten wird und die Enden dieser Halbkreisförmigen Einschnitte
durch gerade Schnitte entlang einer Mantellinie verbunden werden,
ergibt sich ein schaufelartiges Rotorblatt, dass sich zum Beispiel zur
Bildung eines Wasserrades nach Art eines Raddampfers oder einer
Wassermühle
eignet. Durch die stabilisierende Wirkung des Flaschenbodens und des
Halsabschnittes hält
das Wasserrad den hohen Belastungen durch fließendes Wasser stand.
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Die
Erfindung betrifft natürlich
auch einen Rotor mit mindestens einem Rotorblatt der oben beschriebenen
Art. Vorzugsweise wird bei diesem Rotor auch die Nabe durch eine
PET-Flasche gebildet. Der Rotor kann insbesondere eine Nabe aufweisen, die
aus einem zylinderförmigen
Mantel einer PET-Flasche besteht. Dabei kann eine sehr lange Rotornabe
gebildet werden, indem zum Beispiel bei zwei PET-Flaschen die Böden entfernt
und die zylindrischen Flaschenwände
ineinander geschoben werden. Auf diese Weise kann man beispielsweise
ein Wasserrad mit mehreren Schaufeln nebeneinander herstellen.
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Die
Nabe kann in der Praxis Öffnungen
aufweisen, welche von dem PET-Flaschenhals durchragt werden. An
der Innenseite der zylinderförmigen Nabe
ist ein Schraubdeckel auf das Gewinde des PET-Flaschenhalses aufgeschraubt
und verbindet so wirksam den PET-Flaschenhals mit der Nabe. Wenn die
Nabe aus mehreren ineinander geschobenen PET-Flaschen besteht, verbinden
die PET-Flaschenhälse
auch die verschiedenen ineinander geschobenen Nabenabschnitte. In
die verschiedenen Nabenabschnitte sind die gleichen Lochbilder einander überdeckend
zu schneiden, so dass die durchgesteckten und festgeschraubten Falschenhälse die Nabenabschnitte
miteinander verbinden.
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Bei
Wasserschrauben oder Wasserrädern, bei
denen mehrere Flügel
aus der Wand einer einzigen PET-Flasche gebildet werden, Bildet
der Flaschenhals mit Gewinde, der die Befestigungsvorrichtung für einen
derartigen Rotor darstellt, gleichzeitig die Nabe. Die einzelnen
Flügel
werden derart gebogen, dass sie sich im Wesentlichen radial zur
Achse des Flaschenhalses erstrecken.
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Eine
bevorzugte Art der Nutzung des erfindungsgemäßen Rotors ist zur Stromerzeugung.
Zu diesem Zweck kann die Nabe an einem Generator befestigt werden.
Die Nabe kann insbesondere auf den Läufer des Generators aufgesteckt
werden. Insbesondere eignen sich so genannte Scheibenläufer als
Generatoren zur Erzeugung von Strom mit Hilfe des erfindungsgemäßen Rotors.
Der Generator kann zu jeder Gelegenheit Strom erzeugen, beispielsweise
beim Zelten oder Wandern zum Betrieb eines Mobiltelefons oder eines ähnlichen
Gerätes.
Wird der Rotor zum Vortrieb eines Fahrzeugs verwendet, kann seine
Nabe mit einem elektrischen Motor oder einem anderen Motor wie z.
B. einem Gummiband-Motor verbunden werden.
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Der
Rotor kann aber auch an einer Welle befestigt werden. Insbesondere
wenn der Rotor eine Schiffsschraube bildet kann er über einen
geeigneten Antrieb mittels einer Welle in Drehung versetzt werden.
Dabei können
weitere PET-Flaschen als Schwimmer eingesetzt werden, so dass sich
aus PET-Flaschen ein vollständiges
Floß zum
Tragen von Menschen bauen lässt.
Als Antrieb eignet sich zum Beispiel ein Kurbelantrieb mit einer
Tretkurbel. Bei kleineren Schiffen kann für eine kurze Strecke auch ein
Gummibandmotor verwendet werden, bei dem ein verdrilltes Gummiband
ein Drehmoment erzeugt.
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Schließlich betrifft
die Erfindung eine PET-Flasche zur Herstellung eines oben beschriebenen
Rotorblatts. Um eine möglichst
genaue Herstellung des Rotorblatts aus der PET-Flasche zu ermöglichen
kann die auszuschneidende Kontur des Rotorblatts auf der Flaschenwand
markiert sein. Die Markierung kann aufgedruckt aber auch insbesondere eingeprägt sein.
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Die
meisten PET-Flaschen weisen eine Banderole auf. Um das Bauen des
Rotors und eine den Rotor enthaltende Vorrichtung zu vereinfachen,
kann auf der Innenseite der Banderole ein Bauplan für die Vorrichtung
abgedruckt sein.
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PET-Flaschen
werden in der Regel in Gebinden geliefert, zum Beispiel in Kästen oder
in durch eine Verpackungsfolie gebildete Einheit mit vier oder sechs
PET-Flaschen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein derartiges
Gebinde eine elektrische Maschine, z. B. einen Motor oder insbesondere einen
Generator umfassen, an dem ein oben beschriebener Rotor befestigbar
ist. Der Generator kann sehr einfach aufgebaut sein und zu geringen Kosten
bereitgestellt werden. Es kann auch ein wieder verwendbares Gebinde
wie ein Transportkasten für
PET-Flaschen hergestellt werden, dass immer wieder mit neuen PET-Flaschen
gefüllt
werden kann. Auf diese Weise kann wiederholt ein gewisser Gertränkebedarf
zum Beispiel auf einen Zeltplatz transportiert werden und mittels
des aus den PET-Flaschen hergestellten Rotors mit Generator Strom
erzeugt werden.
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Ausführungsformen
der Erfindung und Anleitungen zu ihrer Umsetzung werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 und 1a zeigen
zwei Seitenansichten von mehreren PET-Flaschen, die die Herstellung einer
Nabe erläutern.
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2 zeigt
eine Vorderansicht und 2a zeigt eine dreidimensionale
Ansicht zweier zu einem Trag- oder Schwimmelement verbundener PET-Flaschen.
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Die 3 und 3a zeigen
die Verwendung einer aus einer PET-Flasche hergestellten Verbindungsstrebe.
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Die 4 und 4a zeigen
die Verwendung eines aus einer PET-Flasche hergestellten Verbindungsbands.
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Die 5 und 5a zeigen,
wie mehrere PET-Flaschen durch Aneinanderfügung in Längsrichtung miteinander verbunden
werden.
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Die 6 und 6a zeigen,
wie eine Nabe für
einen Rotor aus PET-Flaschen hergestellt wird.
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Die 6c und 6d zeigen
verschiedene Ansichten einer Konstruktion eines Tragrahmens aus PET-Flaschen.
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Die 7 und 7a zeigen
einen komplexen Knoten für
Konstruktionen aus PET-Flaschen.
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Die 8 und 9 zeigen
zwei alternative Verbindungstechniken für PET-Flaschen.
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Die 10 bis 13 zeigen
Verbindungstechniken unter Verwendung von aus PET-Flaschen hergestellten
Bändern.
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14 ziegt
eine dreidimensionale Darstellung einer Nabe eines aus PET-Flaschen
hergestellten Rotors.
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Die 15 bis 21 zeigen
schematisch die Herstellung von Rotorblättern gemäß der Erfindung.
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Die 22 bis 24 zeigen
die Schritte der Nabenherstellung.
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25 zeigt
ein aus PET-Flaschen hergestelltes Windrad.
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26 zeigt
einen Generator, der mit einem PET-Flaschenrotor verbunden ist,
im Längsschnitt.
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27 zeigt
eine zweite Ausführungsform eines
Generators im Längsschnitt.
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28 zeigt
ein aus PET-Flaschen gefertigtes Wasserfahrzeug mit Luftpropellerantrieb.
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Die 29 bis 31 zeigen
ein PET-Flaschen gefertigtes Wasserfahrzeug mit Wasserpropellerantrieb.
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Die 32 bis 35 zeigen
die zur Fertigung eines Wasserpropellers erforderlichen Schritte.
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36 zeigt
eine alternative Anordnung aus PET-Flaschen, die zur Stromerzeugung
genutzt werden kann und einen als Wasserrad ausgebildeten Rotor
aufweist.
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Die
Zeichnungen zeigen eine Vielzahl von Konstruktionselementen, die
der Herstellung von nützlichen
Gegenständen
unter der Verwendung von gemäß der Erfindung
hergestellten Rotoren dienen.
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In
den 1 und 1a ist dargestellt, wie PET-Flaschen 1 mit
einander verbunden werden. Von der links in 1 dargestellten
PET-Flasche 1 ist lediglich der obere Halsabschnitt zu
erkennen. Der Flaschenhals 4 selbst trägt ein Außengewinde, auf das ein Schraubdeckel 2 aufgeschraubt
ist. In der linken Darstellung in 1 ist zusätzlich der
Frischering 3 zu erkennen, der über dünne Stege mit dem Schraubdeckel
verbunden ist, die beim ersten Aufschrauben des Schraubdeckels 2 reißen.
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Zum
Verbinden zweier PET-Flaschen können
in die zylinderförmige
Wand 6 der mindestens einer PET-Flasche Löcher geschnitten
werden, deren Umfang im wesentlichen identisch oder etwas größer als
der Umfang des Flaschenhalses 4 ist. Optimalerweise entspricht
der Innendurchmesser der Löcher 5 in
der Flaschenwand 6 identisch dem Außendurchmesser der Gewindegänge auf
dem Flaschenhals 4 mit Außengewinde. Der Flaschenhals 4 mit
Außengewinde
kann durch eines der Löcher 5 gesteckt
werden bis die Flaschenwand 6, in der das Loch 5 angeordnet
ist, auf dem Frischering 3 aufliegt. Anschließend kann
der Schraubdeckel 2 aufgeschraubt werden, bis sein freier
Rand die Flaschenwand 6 gegen den Frischering 3 presst.
Diese Verbindung ist fest und dauerhaft.
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Selbstverständlich muss
vor dem Einbringen des Deckels in das Flascheninnere eine Öffnung in die
Flaschenwand 6 geschnitten werden. Hierzu kann üblicherweise
der Flaschenboden abgeschnitten oder eine Montageöffnung 8 (vgl. 2a und 3a)
in die Flaschenwand geschnitten werden.
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Wie
in 1a zu erkennen, können mehrere Löcher 5 in äquidistanter
Anordnung um den Umfang der Flaschenwand 6 verteilt werden.
An jedem der Löcher
kann ein Flaschenhals geschraubt werden, der ein erfindungsgemäßes Rotorblatt
trägt.
Die Flaschenwand 6 mit den Löchern bildet dabei Nabe des Rotors.
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Die 2 und 2a zeigen
eine andere Verbindungsalternative mit der zwei PET-Flaschen 1 mit
Hilfe eines Schraubdeckels 2 verbunden werden können. Hier
sind die Flaschenhälse 4 zweier PET-Flaschen
mit dem Außengewinde
abgetrennt. Die abgetrennten Halsabschnitte 7 bilden die
Verbindungselemente. Sie werden durch gleichgroße miteinander fluchtende Löcher zweier
benachbarter PET-Flaschen gesteckt und anschließend durch Aufschrauben der
Schraubdeckel 2 befestigt. Zum Einbringen der Halsabschnitte 7 der
PET-Flaschen sowie der Schraubdeckel 2 weisen die zwei
nebeneinander liegenden PET-Flaschen abdeckbare Montageöffnungen 8 auf.
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Die
Verwendung abgetrennter Halsabschnitte 7 als Verbindungselement
ermöglicht
auch die Herstellung komplexerer Strukturen. Eine derartige komplexe
Struktur ist beispielsweise in den 3 und 3a dargestellt.
In 3 ist zu erkennen, dass jeder abgetrennte Halsabschnitt 7 in
nur eine Flaschenwand 6 eingeschraubt ist. Zwischen den zwei
Halsabschnitten 7 erstreckt sich eine Verbindungsstrebe 9,
welche aus einer Wand einer PET-Flasche zusammengerollt, bei der
Bodenabschnitt und Halsabschnitt abgetrennt wurden. Zwei zueinander
parallele Schnitte trennen aus der PET-Flaschenwand das zylindermantelförmige Mittelteil
heraus. Ein axialer Schnitt trennt dieses Mittelteil auf. Anschließend kann
der sich ergebende rechteckige Kunststoffstreifen zusammengerollt
und mit seinen Enden in die zwei Flaschenhälse eingesteckt werden.
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Die 3a zeigt
ein mit derartigen Verbindungsstreben 9 hergestelltes Floß.
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Die 4 und 4a zeigen
weitere Konstruktionselemente für
Strukturen aus PET-Flaschen. In der linken Darstellung der 4 wird
eine PET-Flasche spiralförmig
aufgeschnitten, wobei ein langes, festes Kunststoffband 10 entsteht.
Das Kunststoffband 10 kann im Bedarfsfall mit Augen 12, 12' versehen werden,
welche zur Verbindung zweier PET-Flaschen um den Halsabschnitt einer
der zwei Flaschen gelegt werden können. Ferner kann ein Ende 11 des
Kunststoffbands 10 über
das Außengewinde
des Flaschenhalses 4 gelegt werden und beim anschließenden Aufschrauben
des Schraubdeckels 2 dort arretiert werden.
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Die 6a zeigt
beispielsweise eine mit einem derartigen Kunststoffband 10 zusammengesetzte
Nabe eines Rotors.
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In 4a rechts
ist die Verwendung des kleineren Auges 12 dargestellt.
Dieses kann mit geringem Spiel um den Flaschenhals 4 gelegt
und durch anschließendes
Aufschrauben des Schraubdeckels 2 dort festgelegt werden.
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Die 5 zeigt
die Möglichkeit
des drehfesten Verbindens zweier PET-Flaschen. Die Flaschenböden von üblichen
PET-Flaschen weisen ineinander steckbare Verzahnungen auf. Eine
aus einer Flaschenwand geschnittene zylinderförmige Hülse 13 dient der Verbindung,
indem die zwei PET-Flaschen 1 mit ihrem Flaschenboden in
die Hülse 13 eingesteckt
werden. Die Zähne
der Flaschenböden
greifen dabei wie in 5 gezeigt ineinander und verhindern ein
Verdrehen der zwei PET-Flaschen zueinander.
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Die
linke Darstellung in 5a zeigt zusätzlich die radiale Anbindung
einer PET-Flasche 1. Eine derartige Konstruktionsweise
schafft eine sehr lange Rotornabe.
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Die 6 und 6a zeigen
dagegen das Vorgehen bei der Herstellung einer sehr kurzen Rotornabe.
Zwei PET-Flaschen 1 werden auf unterschiedliche Längen gekürzt. Die
zwei Flaschenabschnitte mit dem Flaschenhals werden ineinander gesteckt
und über
ein aus einer weiteren Flasche hergestelltes Kunststoffband 10 miteinander
verbunden. Hier sind auch schematisch drei Rotorblätter 17 zu
erkennen, die weiter unten detailliert beschrieben werden.
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Die 6c, 6d, 7 und 7a zeigen
weitere Konstruktionselemente für
Strukturen aus PET-Flaschen. Die Verbindungstechniken beruhen im
wesentlichen auf dem Anbringen von Löchern mit dem Durchmesser des
Flaschenhalses in der Flaschenwand und dem anschließenden Einstecken
eines Flaschenhalses in das Loch. Verbunden werden die Elemente
jeweils durch Aufschrauben des Schraubdeckels auf einen Flaschenhals.
In den 7 und 7a werden die kuppelförmigen Abschnitte
zweier PET-Flaschen, jeweils mit Flaschenhals miteinander verbunden.
Wiederum weisen sie recht kurze Einsteckabschnitte auf, die zylindrisch sind
und durch Aneinanderstecken miteinander verbunden werden. Es entsteht
ein kugelförmiges
Element, an dem Löcher
zum Befestigen der Flaschenhälse 4 weiterer
PET-Flaschen befestigt werden können.
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Die 8 zeigt
eine alternative Verbindungstechnik. Hier wird auf beiden Seiten
einer Flaschenwand ein Loch 20 ausgeschnitten, dessen Durchmesser
nur unwesentlich kleiner als der Durchmesser der Flaschenwand 6 ist.
Die Löcher
werden an zwei aneinander gegenüber
liegenden Seiten der PET-Flasche angebracht, so dass zwischen den
zwei Löchern 20 nur
ein schmaler Steg, bestehend aus dem Kunststoffmaterial der Flaschenwand,
verbleibt. Anschließend
wird eine PET-Flasche 1 quer durch die Löcher 20 geschoben.
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Schließlich zeigt
die 9 eine alternative Verbindungstechnik. Hier wird
ein rechteckiger Streifen mit drei Löchern versehen. Dieser rechteckige Streifen 21 wird
derart um zwei mit den geschlossenen Seiten aufeinander liegende
Schraubdeckel 2 gewickelt, dass die Löcher jeweils das Innengewinde eines
Schraubdeckels freigeben. Anschließend werden die zwei PET-Flaschen 1 in
die zwei Schraubdeckel 2 geschraubt, wobei diese durch
den rechteckigen Streifen 21 fest miteinander verbunden
sind.
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Die 10 und 10a zeigen weitere Konstruktionen aus PET-Flaschen.
Es handelt sich um ein Schwimmerlement (10a),
welches durch ein Kunststoffband 10 zusammengehalten wird,
das aus einer PET-Flasche geschnitten wurde. Wiederum dienen Halsabschnitte 7 als
Verbindungselemente der die drei PET-Flaschen 1 umschlingenden
Kunststoffbänder 10.
Im vorliegenden Fall sind zwei Anordnungen aus drei PET-Flaschen
zusammengefasst, wobei jeweils zwei Flaschen in Längsrichtung
miteinander im Bereich ihrer Böden
verbunden sind. Es entsteht ein langer Schwimmer, der große Lasten
tragen kann.
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Die 11, 12 und 13 zeigen,
wie drehbare Verbindungen zwischen einzelnen PET-Flaschen erreicht
werden können.
Die Schraubdeckel 2 der PET-Flaschen werden an gegenüberliegenden
Seiten ihres Umfangs mit Bohrungen 25, 27 versehen,
welche von stabförmigen
Achsen 26, 28 durchragt werden. Das Ende der Achse 26 kann
wie in 12 ersichtlich durch einen einseitig
durchbohrten Schraubdeckel 2 abgedeckt und gesichert werden.
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Auch
eine drehbare Lagerung der aus PET-Flaschen zusammengesetzten Konstruktionselemente
um ihre Längsachse
herum ist möglich. Wenn
beispielsweise zwei Endabschnitte einer PET-Flasche mit Flaschenhals
zusammengefügt werden,
um die Nabe eines Rotors zu bilden, können die Schraubdeckel 2 an
den gegenüberliegenden Flaschehälsen axial
durchbohrt werden. Eine Längsachse 29 wird
durch die zwei miteinander fluchtenden Bohrungen 30 gesteckt,
die jeweils in der Mitte der Schraubdeckel 2 angebracht
sind. Diese Bohrungen 30 können durch eine Niet 22 oder
andere Aussteifungsmittel dauerhaft belastbar gemacht werden. Eine
Metallniet 22 reduziert auch die Reibung zwischen der Bohrung 30 und
der Achse 29.
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Die 14 zeigt
einen Rotor mit einer aus einem Abschnitt einer PET-Flasche gebildeten
Nabe und drei mittels jeweils eines Flaschenhalses befestigten Rotorblättern 17.
Zwischen den Schraubkappen 2 der Rotorblätter 17 ist
eine Schraubkappe 2 angeordnet, welche die Rotorblätter 17 in
ihrer Position stabilisiert und den gesamten Rotor versteift.
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Die 15 bis 21 illustrieren
ein Verfahren zur Herstellung dreier erfindungsgemäßer Rotorblätter 17.
In 15 sind drei PET-Flaschen 1 dargestellt,
die sich jeweils durch ihre Drehposition unterscheiden. Die Kontur
des auszuschneidenden Rotorblatts 17 ist auf der Wanderung 6 der
PET-Flaschen 1 eingezeichnet. Die Kontur des auszuschneidenden Wandabschnitts
ist mit dem Bezugszeichen 32 versehen. Die Kontur 32 des
Rotorblatts kann auf die Wand 6 der PET-Flasche 1 aufgedruckt
oder aufgeprägt
sein. Sie kann, wie in den 16 und 17 dargestellt,
auch manuell aufgezeichnet werden. Hierfür wird die Banderole 33,
welche die Flasche umgibt, entfernt und mit ihrer ersten Ecke 34 nahe dem
Flaschenhals angesetzt. Anschließend wird die Banderole in
einer Schraubenlinie um die Flasche geführt. Der Rand 35 der Banderole 33 kann
dann als Lineal für
einen Stift verwendet werden, um einen Rand der Kontur aufzuzeichnen.
Die Banderole kann 33 dann ein zweites mal angesetzt werden und
axial über
die Wand der PET-Flasche geführt
werden. Mit einem Stift kann dann der zweite Rand der auszuschneidenden
Kontur eingezeichnet werden.
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Die 18 zeigt
einerseits den ausgeschnittenen Mantelabschnitt 38 und
andererseits den das Rotorblatt 17 bildenden Wandabschnitt 40 der PET-Flasche 1.
Um möglichst
einheitliche Rotorkonturen zu erhalten, kann eine ausgeschnittene
Kontur 32 als Schablone für die nachfolgend auszuschneidenden
Konturen verwendet werden (siehe 18).
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Auf
dem ausgeschnittenen Abschnitt 40 wird nun eine Knicklinie 41 eingezeichnet.
Dies ist in 19 dargestellt. Der ausgeschnittene Wandabschnitt 40 wird
entlang der Knicklinie 41 bis zur Spitze 42 des
Rotorblatts geknickt.
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In 20 ist
ein Seitenabschnitt des Rotorblatts 17, eine Ansicht in
axialer Richtung auf die Blattspitze sowie vier Schnittdarstellungen
abgebildet. Es ist zu erkennen, dass das entstehende Rotorblatt 17 nahe
dem Flaschenhals (Schnittlinie 44) an seiner Vorderkante
(leading edge) 47 einen Anstellwinkel aufweist, der sich
kontinuierlich und schraubenförmig
verändert.
Bei richtiger Montage des Rotorblatts 17 ist der Anstellwinkel
nahe der Nabe groß und
reduziert sich zur Spitze des Rotorblatts 17 hin. Ferner
lässt sich
durch die doppelwandige Ausbildung des umgeknickten PET-Flaschenwandmaterials
ein Rotorblattprofil mit nahezu optimalem Auftrieb erzeugen.
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Die 22 bis 25 zeigen
die Vorgehensweise bei der Herstellung eines Rotors aus den erfindungsgemäßen Rotorblättern 17.
Die Banderole 33 der PET-Flasche wird auch zum Markieren
der Positionen zum Anbringen der Löcher 5 zur Befestigung
der Rotorblätter 17 verwendet.
Im vorliegenden Fall wird ein Windrad (25) hergestellt,
welches nicht der Stromerzeugung dient.
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Wie
die 26 zeigt, können
die Rotorblätter 17 aber
auch dazu verwendet werden, einen Generator 43 zu betreiben.
In der 27 ist der Generator 44 als
Scheibenläufer
ausgebildet.
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Selbstverständlich kann
auch ein Motor mit den Rotorblättern 17 gekoppelt
werden. In diesem Fall wirken sie als Ventilator oder Antriebspropeller.
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Die 28 zeigt,
wie mit den hier schematisch dargestellten Rotorblättern 17 unter
Verwendung weiterer PET-Flaschen ein Spielgefährt gebaut werden kann. Zwei
PET-Flaschen sind über
eine Zylinderhülse 13,
die aus der Wand einer PET-Flasche geschnitten ist, miteinander
verbunden. Zumindest in der axialen Mitte ist der Boden der zwei
miteinander verbundenen PET-Flaschen 1 entfernt. Zwischen dem
Deckel der vorderen PET-Flasche 1 und dem Rotor mit den
Rotorblättern 17 ist
ein Gummiband 45 angeordnet. Dieses kann zur Speicherung
von Energie verdreht werden. Lässt
man den Rotor mit den Rotorblättern 17 los,
wird er durch die in dem Gummiband 45 gespeicherte Energie
in Drehung versetzt und treibt das Fahrzeug nach vorne. Zwei untere PET-Flaschenanordnungen
dienen als Schwimmer, so dass es sich hier um ein Wasserfahrzeug
handelt.
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Es
ist selbstverständlich
auch möglich,
das Wasserfahrzeug mit einem Rotor anzutreiben, der in dem Wasser
dreht. Eine derartige Ausführungsform ist
in den 29 bis 31 dargestellt.
Der mittlere Verbund aus zwei PET-Flaschen 1 steht hier
schräg zu
den beiden als Schwimmer 46 dienenden äußeren PET-Flaschenverbünden. Auf
diese Weise befindet sich das Ende des mittleren Verbunds, an dem
der Rotor oder Propeller angeordnet ist, unter der Wasseroberfläche. Die 30 bis 33 zeigen
die Technik der Herstellung eines im Wasser laufenden Rotors aus
einer PET-Flasche. Da das Wasser einen sehr viel höheren Strömungswiderstand
leistet als Luft, ist die Größe der einzelnen
Flügel
des Rotors sehr viel geringer. Es reicht im wesentlichen aus, als Rotorblätter einzelne
Flügel 48 aus
der Flaschenwand nahe dem Flaschenhals auszuschneiden, entsprechend
umzustülpen
und zu falten, bis sich eine geeignete Rotorblattgeometrie ergibt.
Auf diese Weise wird aus einer PET-Flasche nicht nur ein einzelnes Rotorblatt,
sondern ein ganzer Rotor mit mehreren Flügeln 48 gefertigt.
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Die
in den vorangehenden Beispielen dargestellten Rotoren waren Axial
oder Diagonal durchströmt.
Die Erfindung ist aber auf keinen besonderen Strömungsverlauf beschränkt und
erfasst Rotoren mit beliebigen Strömungsrich tungen. Die 36 zeigt
beispielsweise einen Rotor 23 nach Art eines Wasserrads
oder Schaufelrads, der tangential angeströmt wird. Der Rotor weist Der
Rotor 23 befindet sich auf einer Schwimmerkonstruktion
aus PET-Flaschen, die über
ein Zugseil 24 am Ufer oder an einer Brücke in einer Flussströmung befestigt
werden kann. Die Schwimmer werden dabei von den in 10 dargestellten
Elementen gebildet. Die Rotorblätter 17' des Rotors
bestehen aus halben PET-Flaschen, bei denen durch etwa mittige axial
verlaufende Schnitte der halbe Flaschenmantel weggeschnitten ist.
Die Rotorblätter 17' sind folglich
schaufelartig und erzeugen ein sehr starkes Drehmoment.
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- 1
- PET-Flasche
- 2
- Schraubdeckel
- 3
- Frischering
- 4
- Flaschenhals
mit Außengewinde,
Befestigungsvorrichtung
- 5
- Loch
- 6
- Flaschenwand
- 7
- Halsabschnitt
- 8
- abdeckbare
Montageöffnung
- 9
- Verbindungsstrebe
- 10
- Kunststoffband
- 11
- Bandende
- 12,
12'
- Auge
- 13
- Zylinderhülse
- 14
- langer
Zylindermantel
- 15
- kurzer
Zylindermantel
- 16
- Einsteckabschnitt
- 17
- Rotorblatt
- 18
- kuppelformiger
Abschnitt
- 19
- kugelförmiges Verbindungselement
- 20
- Loch
- 21
- rechteckiger
Streifen
- 22
- Niet
- 23
- Rotor
- 24
- Zugseil
- 25
- horizontale
Bohrung
- 26
- horizontale
Achse
- 27
- vertikale
Bohrung
- 28
- vertikale
Achse
- 29
- Längsachse
- 30
- Bohrung
- 32
- Kontur
des auszuschneidenden Wandabschnitts
- 33
- Banderole
- 34
- Ecke
der Banderole
- 35
- Rand
der Banderole
- 38
- weggeschnittener
Mantelabschnitt
- 40
- Rotor
bildener Wandabschnitt
- 41
- Knicklinie
- 42
- Spitze
- 43
- Generator
- 44
- Scheibenläufer-Generator
- 45
- Gummiband
- 46
- Schwimmer
- 47
- Vorderkante
- 48
- Flügel, Rotorblatt