DE2950572A1 - Rotor - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für das Antreiben von Kraft- oder Arbeitsmaschinen oder für das Antreiben von
Fahrzeugen oder dergl. sowie das Fördern von Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen.
Für diese Zwecke werden bisher eine Vielzahl von verschiedenen Propellern oder Antriebsschrauben mit radial um eine Nabe
angeordneten, verwundenen Flügeln oder Blättern zur Schuber- „
zeugung in Achsrichtung oder Laufräder mit Schaufeln zur Umwandlung von Strömungsenergie in Rotationsenergie und
umgekehrt oder beispielsweise Rührschnecken mit einem entlang einer geraden Achse verschraubten Band eingesetzt. Derartige
Schub-, Antriebs- oder Förderorgane besitzen ungerade Parität bezüglich der Spiegelung der Rotationsachse. Insbesondere
bei der Anordnung einzelner radialer Flügel, Blätter oder Schaufeln ist die Festigkeit beschränkt. Der Wirkungsgrad
wird durch die Unstetigkeit am Rand durch unerwünschte Randwirbel beeinträchtigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rotor der gattungsgemäßen Art einfacher Bauart zu schaffen, dessen
Eigenschaften hinsichtlich der zuvor genannten Kriterien verbessert sind.
Ein erfindungsgemäßer Rotor, der diese Aufgabe löst, ist gekennzeichnet durch eine in sich verschraubte Zylindermantelfläche
mit um die Rotationsachse laufender Verschraubungsachse.
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I2sm -A-
PATENTAN WALTE
Die Verschraubungsachse kann im einfachsten Falle kreisförmig, aber auch Schraubenlinien- oder spiralförmig um
die Rotationsachse verlaufen.
Vorzugsweise liegt die kreisförmig geschlossene, die Rotations-
achse umlaufende Verschraubungsachse in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene.
Der neuartige Rotor läßt sich beispielsweise dadurch herstellen,
daß die Zylindermantelfläche aus einem vorzugsweise,
aber nicht notwendigerweise rechteckigen Materialband dadurch gebildet ist, daß nach Verschraubung des Materialbandes
in sich die Bandenden aufeinander zurückgeführt sind.
Der Rotor besteht demnach im einfachsten Falle aus einem
geschlossenen Materialband, welches man sich um einen fiktiven Torus gewunden denken kann, dessen Achse mit der Rotationsachse
zusammenfällt. Den erfindungsgemäßen Rotor kann man in
dieser einfachen Form dann auch als Torusschraube bezeichnen. Mathematisch läßt sich eine solche Torusschraube durch
zwei zueinander senkrechte Rotationen ROt1 = IjT m und Rot_ = +
TT η beschreiben, die eine η-fach verwundene Zylindermantelfläche
(Schraubenfläche) mit vorgegebenem Radius erzeugen, welche entsprechend dem Vorzeichen von Rot? eine eindeutige
Links- bzw. Rechtsschraube bildet. Im Fall m = 2 und η = 2 hat die verschraubte ZylindermantelfLache des erfindungsgemäßen
Rotors die spezielle Form eines Möbius- sehen Bandes. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung mit η = 2 und m = ungradzah-Hg
> 2.
Die erfindungsgemäße mechanische Torusschraube zeichnet
sich durch gute Füllung aus. Sie erzeugt wenig Randwirbel. Die freifahrende Torusschraube hat Wirkungen, die den herkömmlichen
Mantelschrauben ähnlich sind, da die in sich
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verschraubte Zylindermantelfläche sowohl axial in Schubrichtung als auch radial zur Rotationsachse hinweisende Flächenabschnitte
aufweist. Die Art der Verwindung der Zylindermantelfläche kann, wie dies bei Flügeln, Blättern oder
Schaufeln herkömmlicher Art bekannt ist, an die besonderen
Verhältnisse des Antriebs, des Antriebsmediums bzw. des zu fördernden Mediums angepaßt werden.
Der erfindungsgemäße Rotor ist damit vielseitig beispielsweise
als Läufer oder Laufrad in Strömungskraft- oder -Arbeitsmaschinen, z.B. Wind- oder Wasserkraftmaschinen, als Schub-oder
Mischorgan für gasförmige, flüssige oder rieselfähige Materialien, z.B. als Lüfter-, Gebläse- oder Verdichterrad,
aber auch als Vortriebsorgan, z.B. als Luft- oder Wasserschraube für den Antrieb von Flugzeugen oder Schiffen geeignet.
Neben der aufgrund seines geschlossenen Aufbaues als Torusschraube
hohen Festigkeit des erfindungsgemäßen Rotors hat dieser die Eigenschaft, daß sich mit seiner Drehrichtung
die Schubrichtung ändert. Ohne aufwendige Verstellung des Einstellwinkels von Blättern oder Flügeln läßt sich
daher durch Drehumkehr eine Schubumkehr erzielen.
Wenn auf die erfindungsgemäße Torusschraube die Wicklung eines elektrischen Leiters aufgebracht ist, kann sie als
Anker in einem Elektromotor oder Generator Verwendung finden. Die Kombination der Zylindermantelfläche mit der elektrischen
Wicklung bildet in sich einen Turbinengenerator oder einen elektrisch antreibbaren Verdichter.
Eine Antriebs- oder Förderanordnung für Kraft- oder Arbeitsmaschinen
oder Fahrzeuge kann einen, vorzugsweise aber auch mehrere im axialen Abstand bezüglich der Rotationsachse
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hintereinander angeordnete Rotoren der erfindungsgemäßen
Art aufweisen. Die Hintereinanderschaltung mehrerer Rotoren
hat deswegen besonders günstige Wirkung, weil aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Schubflächen der jeweils
vorgeschaltete Rotor in den Schlund des jeweils nachgeordneten
Rotors fördert.
Der Rotor kann auch in einem feststehenden Zylindermantel angeordnet sein, wie dies an sich bei Mantelschrauben herkömmlicher
Art bekannt ist.
Die Lagerung des erfindungsgemäßen Rotors kann entweder
auf der mittigen mechanischen Rotationsachse mittels Stegen zwischen Rotationsachse und der in sich verschraubten Zylindermantelfläche,
oder am Außenumfang der in sich verschraubten Zylindermantelfäche erfolgen, letzteres insbesondere
dann, wenn der Rotor in einem zusätzlichen feststehenden Zylindermantel angeordnet ist.
Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert. Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen die Herstellung und die endgültige Form eines erfindungsgemäßen
Rotors aus einem rechteckigen Materialstreifen für die Rotationen Rot. = 2 Ί/ und Rot? = + 3 ~fi .
Ausgangspunkt ist ein rechteckiger Materialstreifen gemäß Fig. 1, der jedoch vor seiner Zusammenfügung (Rot.) zu
einer geschlossenen Zylindermantelfläche Z mit dem Radius
r. und der Rotationsachse R des Rotors η-fach, im dargestelten
Fall 3-fach in sich zu einer Schraubenfläche verwunden wird (Rotp). Dabei ergibt sich nach der Aneinanderfügung
der Enden des Materialstreifens ein Rotor mit einer in sich verschraubten Zylindermantelfläche, wie sie in Fig.
3 dargestellt ist.
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Claims (7)
- MERTENS & KEILPATENTANWÄLTEFrank f urt/iVain 13.12.19 79W 12 g P 2 K/D£Heinz Wenz
Körnerstr. 266052 Mühlheim am Main"Rotor"
Ansprüche:[Iy Rotor für das Antreiben von Kraft- oder Arbeitsmaschinen oder für das Antreiben von Fahrzeugen oder dergl. sowie das Fördern von Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen, gekennzeichnet durch eine in sich verschraubte Zylindermantelfläche (Z) mit um die Rotationsachse (R) laufender Verschraubungsachse (V). - 2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubungsachse (V) die Rotationsachse (R) kreisförmig geschlossen, spiral- oder schraubenlinienförmig umlauft.
- 3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmig geschlossen die Rotationsachse (R) umlaufende Verschraubungsachse (V) in einer zur Rotationsachse (R) senkrechten Ebene liegt.130025/0419ORIGINAL INSPECTED2 MERTENS & KEILPATENTANWÄLTE
- 4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zy 1 i nder;;iante ] fl Sehe (Z) aus einem z.B. rechteckigen Materialband dadurch gebildet ist, daß nach der'Verschraubung des Katerialt-nces die Bandenden aufeinander zurückgeführt sind.
- 5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zy1inermantelf1äche (Z) die Wicklung eines elektrischen Leiters trägt.
- 6. Antriebs- oder Förderanordnung für Kraft- oder Arbeitsmaschinen, Fahrzeuge oder dgl., gekennzeichnet durch einen Rotor oder mehrere im axialen Abstand bezüglich der Rotationsachse (R) hintereinander angeordnete Rotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
- 7. Antriebs- oder Förderanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Rotor in einem feststehenden Zylindermantel angeordnet ist.130025/0419
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792950572 DE2950572A1 (de) | 1979-12-15 | 1979-12-15 | Rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792950572 DE2950572A1 (de) | 1979-12-15 | 1979-12-15 | Rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2950572A1 true DE2950572A1 (de) | 1981-06-19 |
Family
ID=6088602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792950572 Withdrawn DE2950572A1 (de) | 1979-12-15 | 1979-12-15 | Rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2950572A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0295353A1 (de) * | 1987-06-13 | 1988-12-21 | Khammas, Achmed Adolf Wolfgang | Rotorblatt |
WO1996007824A1 (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-14 | Ppv Verwaltungs Ag | Flow engine |
US20190170113A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | Michael Alden HIGINBOTHAM | Turbine blade assembly |
-
1979
- 1979-12-15 DE DE19792950572 patent/DE2950572A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0295353A1 (de) * | 1987-06-13 | 1988-12-21 | Khammas, Achmed Adolf Wolfgang | Rotorblatt |
WO1996007824A1 (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-14 | Ppv Verwaltungs Ag | Flow engine |
US20190170113A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | Michael Alden HIGINBOTHAM | Turbine blade assembly |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |