DE102008023082A1

DE102008023082A1 - Rotorblatt und Rotor

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Publication number: DE102008023082A1
Application number: DE102008023082A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fuerst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: WO2009135932A2; DE102008023082B4; WO2009135932A3; EP2291584A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt (17, 17', 48) mit einer Befestigungsvorrichtung, das besonders kostengünstig und einfach herzustellen sein soll. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Befestigungsvorrichtung einen mit einem Gewinde versehenen Hals (4) einer PET-Flasche (1) aufweist und dass das Rotorblatt (17, 17', 48) zumindest von einem Abschnitt der Wand der PET-Flasche (1) gebildet wird. Einfache PET-Getränkeflaschen ermöglichen so den Bau eines funktionierenden Rotors.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt mit einer Befestigungsvorrichtung sowie einen Rotor mit einem derartigen Rotorblatt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein besonders kostengünstiges und einfach herzustellendes Rotorblatt zu schaffen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsformen der Erfindung und Anleitungen zu ihrer Umsetzung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 und 1a zeigen zwei Seitenansichten von mehreren PET-Flaschen, die die Herstellung einer Nabe erläutern.
2 zeigt eine Vorderansicht und 2a zeigt eine dreidimensionale Ansicht zweier zu einem Trag- oder Schwimmelement verbundener PET-Flaschen.
Die 3 und 3a zeigen die Verwendung einer aus einer PET-Flasche hergestellten Verbindungsstrebe.
Die 4 und 4a zeigen die Verwendung eines aus einer PET-Flasche hergestellten Verbindungsbands.
Die 5 und 5a zeigen, wie mehrere PET-Flaschen durch Aneinanderfügung in Längsrichtung miteinander verbunden werden.
Die 6 und 6a zeigen, wie eine Nabe für einen Rotor aus PET-Flaschen hergestellt wird.
Die 6c und 6d zeigen verschiedene Ansichten einer Konstruktion eines Tragrahmens aus PET-Flaschen.
Die 7 und 7a zeigen einen komplexen Knoten für Konstruktionen aus PET-Flaschen.
Die 8 und 9 zeigen zwei alternative Verbindungstechniken für PET-Flaschen.
Die 10 bis 13 zeigen Verbindungstechniken unter Verwendung von aus PET-Flaschen hergestellten Bändern.
14 ziegt eine dreidimensionale Darstellung einer Nabe eines aus PET-Flaschen hergestellten Rotors.
Die 15 bis 21 zeigen schematisch die Herstellung von Rotorblättern gemäß der Erfindung.
Die 22 bis 24 zeigen die Schritte der Nabenherstellung.
25 zeigt ein aus PET-Flaschen hergestelltes Windrad.
26 zeigt einen Generator, der mit einem PET-Flaschenrotor verbunden ist, im Längsschnitt.
27 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Generators im Längsschnitt.
28 zeigt ein aus PET-Flaschen gefertigtes Wasserfahrzeug mit Luftpropellerantrieb.
Die 29 bis 31 zeigen ein PET-Flaschen gefertigtes Wasserfahrzeug mit Wasserpropellerantrieb.
Die 32 bis 35 zeigen die zur Fertigung eines Wasserpropellers erforderlichen Schritte.
36 zeigt eine alternative Anordnung aus PET-Flaschen, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann und einen als Wasserrad ausgebildeten Rotor aufweist.
Die Zeichnungen zeigen eine Vielzahl von Konstruktionselementen, die der Herstellung von nützlichen Gegenständen unter der Verwendung von gemäß der Erfindung hergestellten Rotoren dienen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die 3a zeigt ein mit derartigen Verbindungsstreben 9 hergestelltes Floß.
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.
Die 6a zeigt beispielsweise eine mit einem derartigen Kunststoffband 10 zusammengesetzte Nabe eines Rotors.
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.
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.
Die linke Darstellung in 5a zeigt zusätzlich die radiale Anbindung einer PET-Flasche 1. Eine derartige Konstruktionsweise schafft eine sehr lange Rotornabe.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
Selbstverständlich kann auch ein Motor mit den Rotorblättern 17 gekoppelt werden. In diesem Fall wirken sie als Ventilator oder Antriebspropeller.
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.
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.
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.

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

Claims

Rotorblatt (17, 17', 48) mit einer Befestigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung einen mit einem Gewinde versehenen Hals (4) einer PET-Flasche (1) aufweist und dass das Rotorblatt (17,17,48) zumindest von einem Abschnitt der Wand der PET-Flasche (1) gebildet wird.
Rotorblatt (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt gewunden ist, so dass der Anstellwinkel des Rotorblatts (17) mit zunehmender Entfernung von der Befestigungsvorrichtung (4) abnimmt.
Rotorblatt (17) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand der PET-Flasche (1) im Bereich der Anströmkante und/oder der Abströmkante geknickt oder gebogen ist und ein doppelwandiges Rotorblatt (17) bildet.
Rotorblatt (17') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt die Form einer Schaufel aufweist.
Rotor gekennzeichnet durch mindestens ein Rotorblatt (17, 17', 48) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer einzigen PET-Flasche (1) gefertigt ist und mehrere Flügel (48) aufweist, die jeweils aus einem Abschnitt der Wand PET-Flasche (1) hergestellt sind und die mit einer gemeinsamen Befestigungsvorrichtung (4) verbunden sind.
Rotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Nabe aufweist, die aus einem zylinderförmigen Mantel (14, 15) einer PET-Flasche besteht.
Rotor nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe mindestens eine Öffnung (5) aufweist, welche von dem PET-Flaschenhals (4) durchragt wird, wobei an der Innenseite der zylinderförmigen Nabe ein Schraubdeckel (2) auf das Gewinde des PET-Flaschenhalses (14) aufgeschraubt ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er an einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Motor oder Generator (43, 44), befestigt ist.
Rotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er mit dem Läufer des Generators (43, 44) verbunden ist.
Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor an einer Welle befestigt ist.
PET-Flasche (1) zur Herstellung eines Rotorblatts (17, 17', 48) nach Anspruch 1 bis 4 oder eines Rotors nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Rotorblatts (17, 17', 48) auf der Flaschenwand markiert ist.
PET-Flasche (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Banderole (33) aufweist, auf deren Innenseite ein Bauplan für eine Vorrichtung mit einem Rotorblatt (17, 17', 48) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder mit einem Rotor nach Anspruch 5 abgedruckt ist.
PET-Flaschengebinde, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elektrische Maschine, insbesondere einen Motor oder Generator umfasst, an dem ein Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 10 befestigbar ist.