WO2002081906A2 - Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile - Google Patents

Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile Download PDF

Info

Publication number
WO2002081906A2
WO2002081906A2 PCT/AT2002/000098 AT0200098W WO02081906A2 WO 2002081906 A2 WO2002081906 A2 WO 2002081906A2 AT 0200098 W AT0200098 W AT 0200098W WO 02081906 A2 WO02081906 A2 WO 02081906A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
diameter
semicircular
blank
design element
cutout
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/AT2002/000098
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2002081906A3 (de
Inventor
Ernst Thannesberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP02712606A priority Critical patent/EP1409098A2/de
Priority to AU2002244492A priority patent/AU2002244492A1/en
Publication of WO2002081906A2 publication Critical patent/WO2002081906A2/de
Publication of WO2002081906A3 publication Critical patent/WO2002081906A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2200/00—Mathematical features
    • F05B2200/10—Basic functions
    • F05B2200/11—Sum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/16—Air or water being indistinctly used as working fluid, i.e. the machine can work equally with air or water without any modification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/301—Cross-section characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2200/00—Mathematical features
    • F05D2200/10—Basic functions
    • F05D2200/11—Sum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/301—Cross-sectional characteristics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a design element for aero- or hydrodynamic components in the form of rotating bodies, flow devices or the like, which mechanically derive energy from a fluid or energy into a fluid.
  • the invention relates to a design element for aero- or hydrodynamic components bring in which design element is formed from a flat material blank by spatial deformation.
  • the invention seeks to remedy this situation, on the one hand by enriching and improving the development work for aero- or hydrodynamic body shapes with an innovative design element, and on the other hand in certain cases also minimizing the manufacturing costs by means of a manufacturing technique that is largely on one level and therefore Easy to produce blank supports, which only requires a non-cutting and therefore inexpensive deformation in the further shaping.
  • the flat blank has the shape of a semicircular surface, which is enclosed by a semicircular line and a diameter, the semicircular line being followed by a semicircular extension from one end with the diameter and the other with the diameter
  • the sum of the diameter of the neck and neck is equal to the diameter of the semicircular area, so that the semicircular lines of the neck and neck adjoin one another in an S-shape and that this blank is deformed in space, for example by rolling in, Bending, twisting, edging, dividing, overlapping, connecting, etc., individually or in combination with the same blanks, or blanks that complement one another to form a full circle, and / or one or more complementary supporting bodies, for example Balls or waves, is formed or assembled into the desired component.
  • the cut forms a shape which in turn forms half of a circular area and is well known to many places in this shape.
  • This material cutting can be inexpensively made in any number of different flat, twistable materials such as Paper, cardboard, plastics, foils, sheets, etc. are produced and brought into those desired spatial shapes by further simple, non-cutting manufacturing steps (twisting, bending, edging, rolling, overlapping, etc.), which can then be seamlessly combined as design elements to form a complex aero- or hydrodynamic component.
  • This not only avoids complex manufacturing processes (metal casting, extensive milling processes, etc.) in some cases, it also results in a reduction in the use of materials, which in turn means cost savings but also a reduction in mass and weight.
  • 2a is a perspective view of the already rolled (rolled) design elements
  • Fig. 3 three of these rotor blades, which are combined to form a rotor (still without a hub)
  • 5a a varied pair of blanks with an unequal approach and cutout.
  • Figures 1, 1a and 1b show the construction steps for the flat cutting of a design element, which is the basis of the invention.
  • Fig. 1 the large semi-circular area (K), which is enclosed by the semi-circular line (b) and the diameter (d) can be seen.
  • Fig. La shows the attached to this large semicircular area (K) as a small semicircular area (Hi) with a half the diameter (dj), which starts at the end of the diameter of the large semicircular area and coincides with it, so that the semicircle line (b ) of the large semicircle to the semicircle line (b) of the approach (R).
  • Fig. Lb shows the large semicircular area (K) with approach (H **) and the small semicircular area (H 2 ) taken as a detail from the large semicircular area (K).
  • Fig. Lc shows the finished shape of a flat blank for a design element.
  • this flat cut is twisted through simple manufacturing steps to a targeted spatial design element and in multiple execution by a variety of combination and or variation options to aero- or hydrodynamically shaped components, the actual use of this design element and thus an essential part of the invention.
  • the blank (1) is made six times from a flat material. Each of these blanks is formed into that design element by rolling or twisting, as can be seen in a double view in FIG. 2a in a perspective view.
  • This non-cutting deformation which is carried out in the same way in all six blanks, to form a combinable design element enables the seamless integration of two of these design elements in the next work step.
  • this double-shell rotor blade is manufactured in triplicate and then combined to form a rotor (FIG. 3), the blade roots of the three rotor blades being fixed on an imaginary or real spherical surface with a corresponding diameter in such a way that the rotor blades touch one another without joints and there is only one opening at two points on the spherical surface, each of which corresponds to a triangular shape which is formed by three curved side edges (FIG. 3 - plan view!).
  • the centers of these two openings lie exactly on the rotor axis, which can be designed as required and advantageously connected to the rotor.
  • this exemplary embodiment represents only one of countless further design options. With some of these possibilities, situations can also arise in which individual cuts or design elements overlap, as shown in FIGS. 4 and 4a as examples. If such an overlap is not desired, it is of course also possible to use only the corresponding cut parts on their own or in combination with the original cut to design further aero- or hydrodynamic components. 4 and 4a, such blank parts (1 'and 1 ") are shown as a hatched area.
  • a further enrichment of this invention are the various variations in the shape of the blank itself.
  • FIGS. 5 and 5a a case example is shown in FIGS. 5 and 5a, in which the small, forming semicircular lines of the approach and cutout of the two blanks are varied.
  • the areas (A ⁇ and A) of these two blanks no longer each represent a half of a circle, but are in the same relationship to each other as the two diameters of the neckline and the cutout.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gestaltungselement für aero-oder hydrodynamische Bauteile in Form von Rotationskörpern, Strömungseinrichtungen oder dgl., die auf mechanische Weise Energie aus einem Fluid gewinnen oder Energie in ein Fluid einbringen, welches Gestaltungselement aus einem ebenen Materialzuschnitt durch räumliche Verformung gebildet ist. Der ebene Zuschnitt (1) weist die Form einer Halbkreisfläche (K) auf, wobei an die Halbkreislinie (b), von dem einen am Durchmesser (d) liegenden Ende ein halbkreisförmiger Ansatz anschließt und vom anderen, am Durchmesser (d) liegenden Ende ein ebenfalls halbkreisförmiger Ausschnitt der Halbkreisfläche (K) ist, so dass die Halbkreislinien von Ansatz und Ausschnitt etwa S-förmig aneinander anschließen und dass dieser Zuschnitt unter räumlicher Verformung, beispielsweise durch Einrollen, Verwinden, Teilen, Überlappen, Verbinden u.a.m, für sich oder in Kombination mit gleichen bzw. zu einem vollen Kreis sich ergänzenden Zuschnitten und bzw. oder einem oder einem oder mehreren ergänzenden Tragkörpern zugeordneter Form z.B. Kugeln oder Wellen, zu dem gewünschten Bauteil geformt bzw. zusammengesetzt ist.

Description

G E5 TALTUNG5ELE ME NT FÜR AERO- ODE R HYDRODYNAM IS CHE BAUTE ILE Die Erfindung betrifft ein Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische Bauteile in Form von Rotationskörpern, Strömungseinrichtungen oder dgl., die auf mechanische Weise Energie aus einem Fluid gewinnen oder Energie in ein Fluid einbringen, welches Gestaltungselement aus einem ebenen Materialzuschnitt durch räumliche Verformung gebildet ist.
Es ist bekannt, dass bei derartigen Rotationskörpern wie sie bei Windrädern, Turbinen, Antriebsschrauben, Pumpenrädern, Ventilatoren, Rührarmen, Förderspiralen, mechanischen Wasseraufbereitungsgeräten oder dgl. zu finden sind, stets eine möglichst effiziente aero- bzw. hydrodynamische Formgebung angestrebt wird. Dieser Anspruch erfordert jedoch meistens aufwendige Entwicklungs- und Fertigungsmethoden und somit relativ hohe Herstellungskosten.
Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen, indem sie einerseits die Entwicklungsarbeit für aero- bzw. hydrodynamische Körperformen durch ein innovatives Gestaltungselement bereichert und verbessert, und andererseits in bestimmten Fällen auch die Herstellungskosten durch eine Fertigungstechnik minimiert, die sich zum größten Teil auf einen ebenen und daher einfach herzustellenden Zuschnitt stützt, der bei der weiteren Formgebung lediglich einer spanlosen und somit kostengünstigen Verformung bedarf.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der ebene Zuschnitt die Form einer Halbkreisfläche aufweist, welche von einer Halbkreislmie und einem Durchmesser eingeschlossen ist, wobei an die Halbkreislinie von dem einen am Durchmesser liegenden Ende ein halbkreisförmiger Ansatz anschließt und vom anderen, am Durchmesser liegenden Ende ein ebenfalls halbkreisförmiger Ausschnitt ausgeht, wobei die Summe der Durchmesser von Ansatz und Ausschnitt gleich dem Durchmesser der Halbkreisflache ist, so dass die Halbkreislinien von Ansatz und Ausschnitt etwa S-förmig aneinander anschließen und dass dieser Zuschnitt unter räumlicher Verformung., beispielsweise durch Einrollen, Biegen, Verwinden, Kanten, Teilen, Überlappen Verbinden u.a.m., für sich oder in Kombination mit gleichen bzw. zu einem vollen Kreis sich ergänzenden Zuschnitten und bzw. oder einem oder mehreren ergänzenden Tragkörpern zugeordneter Form, z.B. Kugeln oder Wellen, zu dem gewünschten Bauteil geformt bzw. zusammengesetzt ist.
Durch diese Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich, dass erstens die beschriebene geometrische Figur als Form für den ebenen Zuschnitt ausgewählt ist und zweitens durch die Idee, diesen Zuschnitt in einer Weise zu verwinden oder zu einem offenen Hohlkörper derart aufzuwölben, dass mehrere Gestaltungselemente dieser Art untereinander kombinierbar und zu komplexen Rotationskörpern, Strömungseinrichtungen oder anderen aero- oder hydrodynamisch geformten Bauteilen zusammengefügt werden können.
Sind die Durchmesser von Ansatz und Ausschnitt gleich groß, so bildet der Zuschnitt eine Form, die als solche wiederum die Hälfte einer Kreisfläche bildet und in dieser Gestalt vielen Ortes bestens bekannt ist.
Dieser Materialzuschnitt kann in beliebiger Stückzahl kostengünstig aus den verschiedensten ebenen, verwindungsfähigen Materialien wie z.B. Papier, Karton, Kunststoffen, Folien, Blechen u.s.w. hergestellt werden und durch weitere einfache, spanlose Fertigungsschritte (Verwinden, Biegen, Kanten, Einrollen, Überlappen u.a.m.) in jene gewünschten räumlichen Formen gebracht werden, die sich dann als Gestaltungselemente fugenlos miteinander zu einem komplexen aero- oder hydrodynamischen Bauteil verbinden lassen. Dadurch werden nicht nur in manchen Fällen aufwendige Herstellungsverfahren (Metallguss, umfangreiche Fräsverfahren u.s.w.) vermieden, es ist damit auch eine Verminderung des Materialeinsatzes zu erzielen, was wiederum Kostenersparnis aber auch Masse- bzw. Gewichtsverminderung bedeutet.
Natürlich kann dieses Gestaltungselement auch lediglich zur Auffindung und Entwicklung von aero- oder hydrodynamischen Bauteilen genützt werden, die dann in beliebiger Fertigungstechnik erzeugt werden können.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, dass es sich lediglich um einen ebenen, in seiner Form auch variablen Zuschnitt handelt, der eine Vielzahl von verschiedenen, sinnvollen Verwindungen bzw. spanlosen Verformungen zu einem räumlich aufgewölbten Gestaltungselement zulässt, das seinerseits dann in unterschiedlicher Anzahl in vielgestaltiger Weise kombiniert und zu komplexen, äußerst effektiven aero- oder hydrodynamischen Bauteilen zusammengefügt werden kann.
Dabei kann so vorgegangen werden, dass die einzelnen Gestaltungselemente direkt auf einem oder mehreren Tragkörpern, wie z.B. Wellen oder Kugeln, aufgebaut und fixiert werden, oder dass der bereits fertige Bauteil im nachhinein mit einem stützenden Tragkörper oder einem anderen erforderlichen Aufnahmezentrum vorteilhaft verbunden wird.
Die Erfindung wird anhand folgender Zeichnungsfiguren in einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 - lc die Konstruktionsschritte und die fertige Form des ebenen Zuschnittes für ein Gestaltungselement,
Fig. 2 zwei, für ein Rotorblatt erforderliche Zuschnitte mit den entsprechenden Markierungen für die gegenseitige Verbindung der beiden Teile,
Fig. 2a die bereits spanlos verformten (eingerollten) Gestaltungselemente in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2b das zusammengefügte, aus den beiden Gestaltungselementen bestehende Rotorblatt mit Blick durch die an der Unterseite entstandene Öffnung in das Innere des hohlen Rotorblattes,
Fig. 2c das fertige Rotorblatt in drei Normalansichten ohne Darstellung der verdeckten Kanten im Grund-, Auf- u. Kreuzriss,
Fig. 3 drei dieser Rotorblätter, die zu einem Rotor (noch ohne Nabe) vereinigt sind ohne
Darstellung der verdeckten Kanten im Grund- u. Aufriss,
Fig. 4, 4a jeweils eine exemplarisch ausgewählte Kombination aus zwei ebenen Zuschnitten, die sich aus einem ganzen Zuschnitt und aus lediglich einem Teil eines zweiten Zuschnittes (schraffierte Fläche) zusammensetzt und als solche wieder kombinierbar ist und
Fig. 5, 5a ein variiertes Paar von Zuschnitten mit ungleich großem Ansatz und Ausschnitt.
Die Figuren 1, 1a und lb zeigen die Konstruktionsschritte für den ebenen Zuschnitt eines Gestaltungselementes, welches der Erfindung zugrunde liegt.
In Fig. 1 ist die große Halbkreisfläche (K), die von der Halbkreislinie (b) und dem Durchmesser (d) eingeschlossen wird, zu sehen.
Fig. la stellt die an diese große Halbkreisfläche (K) als Ansatz angefügte kleine Halbkreisfläche (Hi) mit einem halb so großen Durchmesser (dj) dar, der am Ende des Durchmessers der großen Halbkreisfläche ansetzt und mit diesem zusammenfällt, sodass die Halbkreislinie (b) des großen Halbkreises an die Halbkreislinie (b ) des Ansatzes (R ) stufenlos anschließt.
Fig. lb zeigt die große Halbkreisfläche (K) mit Ansatz (H**) und die der großen Halbkreisfläche (K) als Ausschnitt entnommene kleine Halbkreisfläche (H2).
Fig. lc zeigt die fertige Form eines ebenen Zuschnittes für ein Gestaltungselement. Bei der weiteren Verarbeitung, bei der dieser ebene Zuschnitt durch einfache Fertigungsschritte zu einem zielgerichteten räumlichen Gestaltungselement verwunden wird und in mehrfacher Ausführung durch eine Vielzahl von Kombinations- und oder Variationsmöglichkeiten zu aero- oder hydrodynamisch geformten Bauteilen zusammengefügt werden, stellt die eigentliche Nutzung dieses Gestaltungselementes und damit einen wesentlichen Teil der Erfindung dar.
Durch intentionsgerichtete, geringfügige Maßnahmen bei der spanlosen räumlichen Formgebung und der kombinatorischen Tätigkeit beim Zusammenbau der einzelnen Gestaltungselemente lassen sich immer wieder neue und in ihrem Aussehen nicht selten sehr unterschiedliche, aber stets aero- bzw. hydrodynamisch geformte Bauteile zusammensetzen.
Eine von diesen vielen Möglichkeiten sei an einem exemplarisch ausgewählten Beispiel für die Herstellung der Grundform eines spezifischen Rotors mit drei Rotorblättern gezeigt:
Für diese Aufgabenstellung wird der Zuschnitt (1) in sechsfacher Ausführung aus einem ebenen Werkstoff angefertigt. Jeder dieser Zuschnitte wird durch Einrollen bzw. Verwinden zu jenem Gestaltungselement geformt, wie sie in Fig. 2a in zweifacher Ausführung in perspektivischer Ansicht zu sehen sind. Diese bei allen sechs Zuschnitten gleichartig ausgeführte spanlose Verformung zu einem kombinierbaren Gestaltungselement eπnöglicht beim nächsten Arbeitsschritt die fugenlose Zusammenführung von jeweils zwei dieser Gestaltungselemente.
In Fig. 2 sind an den beiden noch ebenen Zuschnitten jene Umfangsabschnitte und die einander entsprechenden Punkte markiert, entlang derer die beiden Zuschnitte aufgewölbt und zusammengefügt werden und zwar in der Weise, dass die Spitze (2") des zweiten Zuschnittes im Übergangspunkt (2') der beiden kleinen Halbkreislinien des ersten Zuschnittes ansetzt und von dieser Stelle aus die große Halbkreislinie (b") des zweiten Zuschnittes mit der kleinen Halbkreislinie (c') des Ansatzes des ersten Zuschnittes verbunden ist und diese gemeinsame Verbindungslinie so fortgesetzt wird, dass auch der Punkt 3" des zweiten Zuschnittes und der Punkt 3' des ersten Zuschnittes in einen gemeinsamen Punkt zusammenfallen und schließlich der Punkt 4" des zweiten Zuschnittes an der Spitze des ersten Zuschnittes im Punkt (4') zu liegen kommt, wo die gemeinsame Verbindungslinie endet. An der Unterseite des so geformten Rotorblattes ergibt sich eine Öffnung, die aus den beiden Halbkreislinien der Ausschnitte der beiden Gestaltungselemente (a' und a") gebildet ist und als Blattwurzel des zweischaligen, hohlen Rotorblattes dient (Fig. 2, 2b, 2c). In der Folge können zwei dieser Rotorblätter zu einem Rotor zusammengefügt werden, wobei die beiden Rotorblätter an ihren Blattwurzeln fugenlos verbunden sind oder in erforderlicher Anzahl auf einer Welle oder einer Kugel mit entsprechendem Durchmesser fugenlos fixiert und zu einem aero- bzw. hydrodynamischen Bauteil geformt werden.
Im exemplarisch gewählten Ausführungsbeispiel wird dieses zweischalige Rotorblatt in dreifacher Ausführung gefertigt und dann zu einem Rotor (Fig. 3) zusammengefügt, wobei die Blattwurzeln der drei Rotorblätter auf einer gedachten oder realen Kugeloberfläche mit entsprechendem Durchmesser so fixiert werden, dass die Rotorblätter einander fugenlos berühren und sich lediglich an zwei Stellen der Kugeloberfläche eine Öffnung ergibt, die jeweils einer Dreiecksform entspricht, die von drei gekrümmten Seitenkanten gebildet wird (Fig. 3 - Grundriss!). Die Mittelpunkte dieser beiden Öffnungen liegen genau auf der Rotorachse, welche je nach Anspruch auszuführen und mit dem Rotor vorteilhaft zu verbinden ist.
Es sei nochmals erwähnt, dass dieses Ausführungsbeispiel lediglich eine von ungezählten weiteren Gestaltungsmöglichkeiten darstellt. Bei manchen dieser Möglichkeiten können auch Situationen auftreten, in denen sich einzelne Zuschnitte bzw. Gestaltungselemente überlappen, wie dies Fig. 4 und 4a als Beispiele zeigen. Ist eine derartige Überlappung nicht erwünscht, können natürlich auch nur die entsprechenden Zuschnittteile für sich oder in Kombination mit dem ursprünglichen Zuschnitt zur Gestaltung weiterer aero- oder hydrodynamischer Bauteile verwendet werden. In den Fig. 4 und 4a sind solche Zuschnittteile (1 'und 1 ") als schraffierte Fläche dargestellt.
Eine weitere Bereicherung dieser Erfindung stellen die verschiedenen Variationen der Form des Zuschnittes selbst dar. Hier ist in den Fig. 5 und 5a ein Fallbeispiel aufgezeigt, bei dem die kleinen foπngebenden Halbkreislinien von Ansatz und Ausschnitt der beiden Zuschnitte variiert sind. Dadurch entsteht ein formverwandtes Zuschnittpaar bei dessen erstem Zuschnitt der Durchmesser (e**) des Ansatzes größer ist als der Durchmesser (e2) des Ausschnittes und die Durchmesser von Ansatz und Ausschnitt bei dem zweiten Zuschnitt gegengleich groß sind. Die Flächeninhalte (A} und A ) dieser beiden Zuschnitte stellen jedoch nicht mehr jeweils eine Kreishälfte dar, sondern sie stehen im gleichen Verhältnis zueinander wie die beiden Durchmesser von Ansatz und Ausschnitt . Das wesentliche Gestaltungskriterium aber, dass die Umfange (Uj und U2) dieser beiden variierten Zuschnitte gleich lang sind, ermöglicht es ebenfalls, diese Zuschnitte durch räumliche Aufwölbung, Verwindung und dgl. zu variierten Gestaltungselementen zu formen und diese in ähnlicher Vielfältigkeit wie die ursprünglichen Gestaltungselemente einzusetzen und zu nützen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische Bauteile in Form von Rotationskörpern, Strömungseinrichtungen oder dgl., die auf mechanische Weise Energie aus einem Fluid gewinnen oder Energie in ein Fluid einbringen, welches Gestaltungselement aus einem ebenen Materialzuschnitt durch räumliche Verformung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Zuschnitt (1) die Form einer Halbkreisflache (K) aufweist, welche von einer Halbkreislinie (b) und einem Durchmesser (d) eingeschlossen ist, wobei an die Halbkreislinie (b) von dem einen am Durchmesser (d) liegenden Ende ein halbkreisförmiger Ansatz (HO anschließt und vom anderen, am Durchmesser (d) liegenden Ende ein ebenfalls halbkreisförmiger Ausschnitt (H2) ausgeht, wobei die Summe der Durchmesser von Ansatz (H und Ausschnitt (H2) gleich dem Durchmesser der Halbkreisflache (K) ist, so dass die Halbkreislinien von Ansatz (H und Ausschnitt (H2) etwa S-förmig aneinander anschließen und dass dieser Zuschnitt unter räumlicher Verformung, beispielsweise durch Einrollen, Biegen, Verwinden, Kanten, Teilen, Überlappen Verbinden u.a.m., für sich oder in Kombination mit gleichen bzw. zu einem vollen Kreis sich ergänzenden Zuschnitten und bzw. oder einem oder mehreren ergänzenden Tragkörpern zugeordneter Form, z.B. Kugeln oder Wellen, zu dem gewünschten Bauteil geformt bzw. zusammengesetzt ist (Fig. 1 bis lc).
2. Gestaltungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser von Ansatz (Hi) und Ausschnitt (H ) jeweils gleich dem halben Durchmesser (d) der Halbkreisfläche (K) sind.
3. Gestaltungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der Halbkreisfläche (K) entstammende Ausschnitt (H2) als Ansatz (Hi) an die andere Durchmesserhälfte der Halbkreisfläche (K) angefügt ist.
4. Gestaltungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zuschnitt der Durchmesser (ei) des Ansatzes (HO größer als der Durchmesser (e2) des Ausschnittes (H2) ist und die Durchmesser von Ansatz (H und Ausschnitt (H2) bei einem zweiten Zuschnitt gegengleich groß sind (Fig. 5,5a).
5. Gestaltungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Zuschnitte lediglich einen bestimmten Teil (l',l") des ursprünglichen Zuschnittes (1) umfassen und als solche untereinander oder mit vollständigen Zuschnitten (1) neue kombinierte ebene Formteile bilden, die ebenfalls in mehrfacher Anzahl durch räumliche Verformung und entsprechende Kombinationen zu aero- oder hydrodynamischen Bauteilen zusammengefügt sind (Fig. 4, 4a).
6. Gestaltungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zur Auffindung und Entwicklung von Modellen für aero- oder hydrodynamische Bauteile genützt ist, wobei die entwickelten Modelle und bzw. oder Bauteile anschließend in beliebiger Fertigungstechnik erzeugt sind.
7. Gestaltungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweischaliges Rotorblatt bestehend aus zwei gleichsinnig gewölbten Zuschnitten (Fig. 2) in der Form zusammengesetzt ist, dass die Spitze (2") des zweiten Zuschnittes im Übergangspunkt (2') der beiden kleinen Halbkreislinien des ersten Zuschnittes ansetzt und von dieser Stelle aus die große Halbkreislinie (b") des zweiten Zuschnittes mit der kleinen Halbkreislinie (c') des Ansatzes des ersten Zuschnittes verbunden ist und diese gemeinsame Verbindungslinie bis zur Spitze (4') des ersten Zuschnittes weitergeführt ist (Fig. 2), wobei die aus den beiden kleinen Halbkreisünien (a' und a") sich ergebende Öffnung als Blattwurzel des zweischaligen, hohlen Rotorblattes dient (Fig. 2b, 2c).
8. Gestaltungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rotorblätter einen Rotor bilden, wobei die beiden Rotorblätter an ihren Blattwurzeln fugenlos verbunden sind.
9. Gestaltungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei Rotorblätter einen Rotor bilden, wobei die Blattwurzeln der drei Rotorblätter auf einer gedachten oder einer realen Kugeloberfiäche mit entsprechendem Durchmesser miteinander verbunden sind, wobei die Rotorblätter einander fugenlos berühren und sich lediglich an zwei Stellen der Kugeloberfläche eine Öffnung ergibt, die jeweils einer Dreiecksform entspricht, die von drei gekrümmten Seiten gebildet wird, wodurch die Mittelpunkte dieser beiden Öffnungen genau auf der Rotorachse liegen (Fig. 3).
PCT/AT2002/000098 2001-04-03 2002-04-02 Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile Ceased WO2002081906A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02712606A EP1409098A2 (de) 2001-04-03 2002-04-02 Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile
AU2002244492A AU2002244492A1 (en) 2001-04-03 2002-04-02 Shaped element for aerodynamic or hydrodynamic parts

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0053201A AT410004B (de) 2001-04-03 2001-04-03 Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile
ATA532/2001 2001-04-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2002081906A2 true WO2002081906A2 (de) 2002-10-17
WO2002081906A3 WO2002081906A3 (de) 2003-03-13

Family

ID=3676121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2002/000098 Ceased WO2002081906A2 (de) 2001-04-03 2002-04-02 Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1409098A2 (de)
AT (1) AT410004B (de)
AU (1) AU2002244492A1 (de)
WO (1) WO2002081906A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068529A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Dumitru Panu-Misailescu High capacity relativist rotor
CN100410530C (zh) * 2004-05-27 2008-08-13 株式会社Ipb 垂直轴风车用叶片及垂直轴风车
DE102014003887A1 (de) 2014-03-19 2015-09-24 Festo Ag & Co. Kg Propeller und damit ausgestattete Strömungsmaschine und/oder Antriebsmaschine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2996120A (en) * 1957-12-06 1961-08-15 John L Mcgregor Fluid flow transducer
GB2053010B (en) * 1979-06-06 1983-03-09 Newnham J H Propellers and windmills
FR2549402B2 (fr) * 1981-05-22 1985-09-27 Lumpp Henry Procede de fabrication d'une helice a pales a double flux et produit en resultant
BR8504587A (pt) * 1985-09-19 1987-04-22 Silbene Ind E Comercio Ltda Sistema de montagem de um catavento
US4758197A (en) * 1986-10-29 1988-07-19 Hop Lee Toy windmill and noise maker
DE19545977A1 (de) * 1995-12-09 1997-06-12 Fluck Hans Joachim Dr Dipl Ing Lauf- bzw. Lüfterrad für Strömungsmaschinen und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100410530C (zh) * 2004-05-27 2008-08-13 株式会社Ipb 垂直轴风车用叶片及垂直轴风车
WO2006068529A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 Dumitru Panu-Misailescu High capacity relativist rotor
DE102014003887A1 (de) 2014-03-19 2015-09-24 Festo Ag & Co. Kg Propeller und damit ausgestattete Strömungsmaschine und/oder Antriebsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002081906A3 (de) 2003-03-13
AT410004B (de) 2003-01-27
ATA5322001A (de) 2002-05-15
EP1409098A2 (de) 2004-04-21
AU2002244492A1 (en) 2002-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69104016T2 (de) Maschinenelement mit mindestens einem mit Druck auf einer Welle befestigten Verbindungsteil.
DE69810196T2 (de) Herstellung oder Reparierung einer beschaufelten Scheibe durch Linearreibschweissen
EP2035694B1 (de) Rotornabe einer windenergieanlage
EP2489903B1 (de) Planetenradträger
DE2521764A1 (de) Puzzlering
DE3538599A1 (de) Schaufelhalterungseinrichtung
DE2610568B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kurbelhüben
WO2022078742A1 (de) Tripodegelenk und verfahren zu dessen herstellung
DE69705459T2 (de) Mitnehmerscheibe für Fahrzeuge
AT410004B (de) Gestaltungselement für aero- oder hydrodynamische bauteile
DE102007042835B4 (de) Verfahren zum Verbinden eines Drehelements mit einer Nabe
DE112017002243T5 (de) Exzenterwelle für eine Verdichtungsmaschine
DE10249768B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Spurstangengehäuses
EP3113893A1 (de) Verfahren zur individualisierten anpassung der form von bauteilen
DE102007046131B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerkäfigs und Stanzwerkzeug hierfür
DE2501613A1 (de) Segmentmatrizen
WO2014124717A1 (de) Rotor für eine windkraftanlage
DE102011117920B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Schaufelrades, sowie danach hergestelltes Schaufelrad
WO1995035142A9 (de) Raumelementensatz zur herstellung von aus schmetterlingsformstücken und aus einer ineinander passenden verkettung von schmetterlingsformstücken bestehenden offenen und in sich selbst zurückkehrenden raumstrukturen
DE102007058811B4 (de) Bootsantriebsschraube
WO1995035142A1 (de) Raumelementensatz zur herstellung von aus schmetterlingsformstücken und aus einer ineinander passenden verkettung von schmetterlingsformstücken bestehenden offenen und in sich selbst zurückkehrenden raumstrukturen
DE19707557A1 (de) Schaufelrad für eine von einem Medium durchströmte Maschine
DE2115163B2 (de) Dynamisch abstimmbares federkardangelenk
DE19939510C1 (de) Ausgleichskupplung
DE3814186A1 (de) Verfahren zur herstellung von foerder- und/oder leiteinrichtungen fuer stroemungsmaschinen und nach diesem verfahren hergestelltes radial-laufrad, insbesondere kuehlmittelpumpenrad fuer brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 090682002

Country of ref document: AT

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002712606

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002712606

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2002712606

Country of ref document: EP