AT521599B1 - Rotorblatt für einen rotor für eine windkraftanlage - Google Patents

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AT521599B1
AT521599B1 ATA50201/2019A AT502012019A AT521599B1 AT 521599 B1 AT521599 B1 AT 521599B1 AT 502012019 A AT502012019 A AT 502012019A AT 521599 B1 AT521599 B1 AT 521599B1
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    • 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
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

Rotorblatt (1) für einen Rotor für eine Windkraftanlage, umfassend eine erste Lage (2) und eine zweite Lage (3), die unter Bildung einer Hohlstruktur durch zumindest einen Steg (4), vorzugsweise durch mehrere Stege (4), miteinander verbunden sind, wobei der mindestens eine Steg (4) mehrere Furnierschichten (5) umfasst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Furnierschichten (5) mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) umfassen, wobei in einer von der ersten Lage (2) zur zweiten Lage (3) weisenden ersten Richtung (15) gesehen die mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Wellenbergen (8) und Wellentälern (9) aufweist.

Description

ROTORBLATT FÜR EINEN ROTOR FÜR EINE WINDKRAFTANLAGE
GEBIET DER ERFINDUNG [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt für einen Rotor für eine Windkraftanlage, umfassend eine erste Lage und eine zweite Lage, die unter Bildung einer Hohlstruktur durch zumindest einen Steg, vorzugsweise durch mehrere Stege, miteinander verbunden sind, wobei der mindestens eine Steg mehrere Furnierschichten umfasst.
STAND DER TECHNIK [0002] Aus dem Stand der Technik sind Rotorblätter, insbesondere für Windkraftanlagen, bekannt, die zumindest abschnittsweise aus Holz aufgebaut sind, vgl. z.B. S. Kretz, „Wind aus Holz“ in Geo 6 (2013) oder T. Faber und R. Borrmann, „Rotorblatt komplett aus Holz“ in Erneuerbare Energien, Ausgabe März 2015. Holz erweist sich dabei als nachhaltiges, umweltschonendes Baumaterial. Aus Gewichts- bzw. Massengründen wird bei solchen Rotorblättern üblicherweise eine Profilbauweise verwendet, wobei die sich ergebenden mechanischen Eigenschaften jedoch verbesserungswürdig sind.
AUFGABE DER ERFINDUNG [0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Rotorblatt zur Verfügung zu stellen, das zumindest abschnittsweise aus Holz gefertigt ist und mechanisch besonders belastbar ist bei gleichzeitiger Massenoptimierung.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG [0004] Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist es bei einem Rotorblatt für einen Rotor für eine Windkraftanlage, umfassend eine erste Lage und eine zweite Lage, die unter Bildung einer Hohlstruktur durch zumindest einen Steg, vorzugsweise durch mehrere Stege, miteinander verbunden sind, wobei der mindestens eine Steg mehrere Furnierschichten umfasst, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Furnierschichten mindestens eine gewellte Furnierschicht umfassen, wobei in einer von der ersten Lage zur zweiten Lage weisenden ersten Richtung gesehen die mindestens eine gewellte Furnierschicht eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Wellenbergen und Wellentälern aufweist.
[0005] Die erste Lage und die zweite Lage bilden vorzugsweise eine äußere Oberfläche des Rotorblatts aus.
[0006] Die Furnierschichten des mindestens einen Stegs sind vorzugsweise miteinander verklebt.
[0007] Die Verbindung zwischen der ersten Lage, der zweiten Lage und dem mindestens einen Steg kann beispielsweise durch Verkleben erfolgen.
[0008] Die erste Lage und die zweite Lage sind in an sich bekannter Weise aufgebaut und können ebenfalls Furnierschichten umfassen.
[0009] Die mindestens eine gewellte Furnierschicht wirkt aufgrund der in der ersten Richtung gesehenen Vielzahl - d.h. mindestens zwei - an Wellenbergen und Wellentälern bzw. einer in der ersten Richtung gesehenen Vielzahl an Wellenlängen wie eine Feder, wenn eine Krafteinwirkung auf die erste Lage und/oder die zweite Lage mit einer Kraftkomponente parallel zur ersten Richtung erfolgt. Falls das erfindungsgemäße Rotorblatt bei einem Rotor einer Windkraftanlage eingesetzt wird, kann eine solche Krafteinwirkung beispielsweise durch einen Windstoß hervorgerufen werden. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des Rotorblatts wesentlich erhöht, wobei die Masse optimal gering gehalten werden kann.
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AT 521 599 B1 2020-03-15 österreichisches patentamt [0010] Benachbarte Furnierschichten können in an sich bekannter Weise je nach gewünschten
Materialeigenschaften bezüglich deren Faserrichtungen parallel zueinander oder unter einem oder unterschiedlichen Winkel oder unterschiedlichen Winkeln („multiaxial“) zueinander verbunden sein. Dies gilt insbesondere auch für die gewellten Furnierschichten.
[0011] Die Furnierschichten sind vorzugsweise mit einer Dicke von weniger als 8 mm ausgebildet, bevorzugt mit einer Dicke zwischen 0,2 mm und 6 mm, besonders bevorzugt mit einer Dicke zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere ca. 1 mm. Dies gilt insbesondere auch für die gewellten Furnierschichten.
[0012] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts ist vorgesehen, dass die Furnierschichten des mindestens einen Stegs mehrere gewellte Furnierschichten umfassen, die in einer Querrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind, wobei eine Dicke des mindestens einen Stegs in der Querrichtung gemessen ist. Durch Variation der Anzahl an gewellten Furnierschichten lässt sich die Federkraft gezielt beeinflussen.
[0013] Vorzugsweise sind die Wellenberge bzw. Wellentäler genau zur Querrichtung bestimmt bzw. festgelegt. D.h. die „Auslenkung“ des Verlaufs der Furnierschicht erfolgt genau in Querrichtung, um die gewellte Struktur zu erzeugen.
[0014] Im Allgemeinen sind die Wellenberge bzw. Wellentäler jedenfalls mit einem Richtungsanteil parallel zur Querrichtung bestimmt.
[0015] Vorzugsweise steht die Querrichtung normal auf die erste Richtung.
[0016] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts ist vorgesehen, dass die Furnierschichten des mindestens einen Stegs mindestens eine ungewellte Furnierschicht umfassen und dass in einer Querrichtung gesehen die mindestens eine gewellte Furnierschicht und die mindestens eine ungewellte Furnierschicht hintereinander angeordnet sind, wobei eine Dicke des mindestens einen Stegs in der Querrichtung gemessen ist. Durch die mindestens eine ungewellte Furnierschicht kann die Steifigkeit des mindestens einen Stegs erhöht werden.
[0017] Um die Steifigkeit sowie die Federkraft des mindestens einen Steges noch besser an gewünschte Anforderungen anpassen zu können, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts vorgesehen, dass mehrere ungewellte Furnierschichten vorgesehen sind, wobei in Querrichtung gesehen alternierend mindestens eine gewellte Furnierschicht hinter mindestens einer ungewellten Furnierschicht angeordnet ist und umgekehrt. Neben einer Abfolge von jeweils einer gewellten und ungewellten Furnierschicht sind selbstverständlich auch beliebig andere alternierende Abfolgen vorstellbar, beispielsweise eine/zwei ungewellte Furnierschichten gefolgt von zwei/einer gewellten Furnierschicht oder zwei ungewellte Furnierschichten gefolgt von zwei gewellten Furnierschichten oder zwei ungewellte Furnierschichten gefolgt von drei gewellten Furnierschichten etc.
[0018] Natürlich begünstigen die gewellten Furnierschichten auch die Elastizität des mindestens einen Stegs in Querrichtung. Um die mechanischen Eigenschaften in Querrichtung einstellen zu können, kann die Position der Wellenberge und Wellentäler von zwei aufeinander folgenden gewellten Furnierschichten variiert werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts ist daher vorgesehen, dass in Querrichtung gesehen zumindest abschnittsweise Wellenberge einer der gewellten Furnierschichten unter Zwischenlage von zumindest einer ungewellten Furnierschicht an Wellenbergen einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht angeordnet sind und dass Wellentäler der einen gewellten Furnierschicht unter Zwischenlage der zumindest einen ungewellten Furnierschicht an Wellentälern der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht angeordnet sind.
[0019] Die eine gewellte Furnierschicht liegt mit Wellenbergen an einer Seite der zwischengeschalteten ungewellten Furnierschicht an, wohingegen die (in Querrichtung) unmittelbar darauf folgende gewellte Furnierschicht mit Wellentälern an einer gegenüberliegenden Seite der zwischengeschalteten ungewellten Furnierschicht anliegt.
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AT 521 599 B1 2020-03-15 österreichisches patentamt [0020] Im genannten Ausführungsbeispiel sind die Wellenberge der einen gewellten Furnierschicht quer zur Querrichtung, insbesondere in erster Richtung, gesehen zu den Wellentälern der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht, insbesondere um eine halbe Wellenlänge, versetzt angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein relativ weicher Aufbau, was eine Dämpfung eines parallel zur Querrichtung wirkenden Kraftstoßes begünstigen kann. Die Kraft überträgt sich nämlich von der einen gewellten Furnierschicht über deren Wellenberge auf die zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht, die wiederum die Kraft auf die Wellentäler der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht überträgt. Dabei wird im genannten Ausführungsbeispiel die Kraft von der einen gewellten Furnierschicht nicht geradlinig auf die unmittelbar darauffolgende Furnierschicht weitergeleitet, sondern über einen entsprechenden Winkel zur Querrichtung, der beispielsweise im Wesentlichen 45° betragen kann, was die Dämpfungswirkung begünstigt.
[0021] Um hingegen einen etwas härteren Aufbau in Querrichtung zu erzielen, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts alternativ oder zusätzlich entsprechend vorgesehen, dass in Querrichtung gesehen zumindest abschnittsweise Wellenberge einer der gewellten Furnierschichten unter Zwischenlage von zumindest einer ungewellten Furnierschicht an Wellentälern einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht angeordnet sind und umgekehrt. In diesem Fall wird die Kraft analog zum oben Gesagten im Wesentlichen geradlinig parallel zur Querrichtung von der einen gewellten Furnierschicht über die zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht auf die unmittelbar darauffolgende gewellte Furnierschicht übertragen, wodurch sich eine vergleichsweise etwas geringere Dämpfung ergibt.
[0022] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts ist vorgesehen, dass in Querrichtung gesehen zumindest abschnittsweise Wellenberge einer der gewellten Furnierschichten an Wellentälern einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht angeordnet sind und umgekehrt. In diesem Fall ist also keine ungewellte Furnierschicht zwischen die unmittelbar aufeinander folgenden gewellten Furnierschichten geschaltet. Diese Anordnung bzw. Abfolge kann zusätzlich oder alternativ im mindestens einen Steg vorgesehen sein, wobei in letzterem Fall überhaupt keine ungewellte Furnierschicht zwischen sämtlichen aufeinanderfolgenden gewellten Furnierschichten des mindestens einen Stegs vorhanden ist. Entsprechend wird in diesem Fall eine etwas geringere Steifigkeit des mindestens einen Stegs erreicht.
[0023] Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsvariante ist, dass jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgende gewellte Furnierschichten zwischen sich relativ große Aufnahmevolumina ausbilden, die jeweils von einem Wellental der einen der beiden gewellten Furnierschichten und von einem Wellenberg der anderen der beiden gewellten Furnierschichten begrenzt sind. Aufgrund ihrer Größe eignen sich diese Aufnahmevolumina besonders gut zur Aufnahme von Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündeln. Ein Verstärkungsfaserbündel umfasst grundsätzlich mehrere Verstärkungsfasern, wobei diese auch verdrillt sein können. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts vorgesehen, dass die unmittelbar aufeinander folgenden gewellten Furnierschichten zwischen sich Aufnahmevolumina ausbilden und dass in mindestens einem der Aufnahmevolumina, vorzugsweise in einer Vielzahl der Aufnahmevolumina, mindestens eine Verstärkungsfaser und/oder mindestens ein Verstärkungsfaserbündel angeordnet ist.
[0024] Die Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündel sind in an sich bekannter Weise aufgebaut, beispielsweise aus Kohlenstofffasern oder Glasfasern. Sie erhöhen die mechanische Belastbarkeit, insbesondere die die Zugfestigkeit in Richtung ihres Verlaufs.
[0025] Die Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündel sind vorzugsweise mit den Furnierschichten verklebt, wobei Klebstoff in den Aufnahmevolumina angeordnet ist.
[0026] Die Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündel verlaufen quer, vorzugsweise normal, zur Querrichtung und quer, vorzugsweise normal, zur ersten Richtung. Besonders bevorzugt verlaufen die Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündel parallel zu einer
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Längsrichtung des Rotorblatts.
[0027] Selbstverständlich können Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündel auch in den oben geschilderten Ausführungsvarianten mit zwischengeschalteten ungewellten Furnierschichten vorgesehen sein. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts vorgesehen, dass die mindestens eine gewellte Furnierschicht und die mindestens eine ungewellte Furnierschicht zwischen sich eine Vielzahl von Zwischenräumen ausbilden und dass in mindestens einem der Zwischenräume, vorzugsweise in einer Vielzahl der Zwischenräume, mindestens eine Verstärkungsfaser und/oder mindestens ein Verstärkungsfaserbündel angeordnet ist. D.h. die Zwischenräume werden analog zu den Aufnahmevolumina ausgebildet und weisen entsprechend eine, typischerweise um 50%, geringere Größe im Vergleich zu Aufnahmevolumina auf, die von mehreren (ohne zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht) unmittelbar aufeinanderfolgenden gewellten Furnierschichten derselben Art gebildet würden.
[0028] Zu den Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündeln gilt das oben Gesagte. Insbesondere sind die Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfaserbündel vorzugsweise mit den Furnierschichten verklebt, wobei Klebstoff in den Zwischenräumen angeordnet ist.
[0029] Grundsätzlich sind für das erfindungsgemäße Rotorblatt unterschiedliche Einsatzgebiete denkbar, beispielsweise auch bei Rotoren für Flugzeuge. Gemäß dem oben Gesagten ist erfindungsgemäß ein Rotor für eine Windkraftanlage umfassend mehrere, vorzugsweise drei, erfindungsgemäße Rotorblätter vorgesehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN [0030] Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
[0031] Dabei zeigt:
[0032] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rotorblatt [0033] Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Rotorblatts gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 1 [0034] Fig. 3 eine schematische axonometrische Darstellung eines Stegs einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts [0035] Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht eines Stegs einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts, welche analog zur Ausführungsform der Fig. 3 ist, jedoch zusätzlich Verstärkungsfasern aufweist [0036] Fig. 5 eine schematische axonometrische Darstellung eines Stegs einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts [0037] Fig. 6 eine schematische axonometrische Darstellung eines Stegs einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotorblatts
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG [0038] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäße Rotorblatt 1 für einen Rotor einer Windkraftanlage. Das Rotorblatt 1 weist eine erste Lage 2 und eine zweite Lage 3 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine äußere Oberfläche des Rotorblatts 1 ausbilden, sodass in Fig. 1 die erste Lage 2 erkennbar ist.
[0039] In der schematischen Schnittansicht der Fig. 2 (gemäß Schnittlinie A-A in Fig. 1) ist erkennbar, dass die erste Lage 2 und die zweite Lage 3 eine Hohlstruktur ausbilden, wobei die beiden Lagen 2, 3 in einer ersten Richtung 15 gesehen voneinander beabstandet und durch mehrere Stege 4 miteinander verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 verlaufen die Stege 4 dabei parallel zu einer Längsrichtung 14 des Rotorblatts 1 und weisen in
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AT 521 599 B1 2020-03-15 österreichisches patentamt einer quer zur Längsrichtung 14 und ersten Richtung 15 verlaufenden Querrichtung 10 eine
Stegdicke 11 auf.
[0040] In den dargestellten Ausführungsbeispielen stehen die erste Richtung 15, die Längsrichtung 14 und die Querrichtung 10 wechselseitig normal aufeinander.
[0041] Die Stege 4 sind jeweils aus mehreren Furnierschichten 5 aufgebaut, die in den gezeigten Ausführungsbeispielen miteinander verklebt sind.
[0042] Erfindungsgemäß umfassen die Furnierschichten 5 mindestens eine gewellte Furnierschicht 6, wobei in erster Richtung 15 gesehen die mindestens eine gewellte Furnierschicht 6 eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Wellenbergen 8 und Wellentälern 9 aufweist, wie in den schematischen Detailansichten der Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 zu erkennen ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen umfassen die Stege 4 jeweils mehrere gewellte Furnierschichten 6, die in Querrichtung 10 gesehen hintereinander angeordnet sind. Die gewellten Furnierschichten 6 wirken wie eine Feder mit einer gewissen Federkraft parallel zur ersten Richtung 15, wenn eine Krafteinwirkung auf die erste Lage 2 und/oder die zweite Lage 3 mit einer Kraftkomponente parallel zur ersten Richtung 15 erfolgt. Hierdurch wird die mechanische Stabilität des Rotorblatts 1 wesentlich erhöht, wobei die Masse optimal gering gehalten werden kann.
[0043] In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist jede gewellte Furnierschicht 6 aus drei „Subschichten“ aufgebaut, die deckungsgleich übereinander gelegt und miteinander verbunden, insbesondere verklebt, sind, was insbesondere in der vergrößerten Detailansicht der Fig. 4 besonders gut zu erkennen ist. Natürlich kann aber auch jede gewellte Furnierschicht 6 einstückig ausgebildet sein.
[0044] Um die Steifigkeit der Stege 4 zu erhöhen, können diese neben den gewellten Furnierschichten 6 auch ungewellte Furnierschichten 7 umfassen, vgl. die Ausführungsbeispiele der Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5. In diesen Ausführungsbeispielen folgt in Querrichtung 10 gesehen alternierend auf eine gewellte Furnierschicht 6 eine ungewellte Furnierschicht 7 und so fort. D.h. zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden gewellten Furnierschichten 6 ist jeweils eine ungewellte Furnierschicht 7 zwischengeschaltet, wobei eine der gewellten Furnierschichten 6 eine Seite der ungewellten Furnierschicht 7 mit Wellenbergen 8 kontaktiert und die unmittelbar darauffolgende gewellte Furnierschicht 6 eine gegenüberliegende Seite der ungewellten Furnierschicht 7 mit Wellentälern 9 kontaktiert.
[0045] Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem jeweils zwei aufeinander folgende gewellte Furnierschichten 6 in der ersten Richtung 15 gesehen zueinander versetzt angeordnet sind, sodass sich bezogen auf die jeweils zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht 7 eine symmetrische Anordnung dieser gewellten Furnierschichten 6 ergibt. D.h. in Querrichtung 10 gesehen sind Wellenberge 8 einer der gewellten Furnierschichten 6 unter Zwischenlage einer ungewellten Furnierschicht 7 an Wellentälern 9 einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht 6 angeordnet und umgekehrt. Eine Kraft in Querrichtung 10 wird daher direkt bzw. geradlinig von der einen gewellten Furnierschicht 6 über die zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht 7 auf die unmittelbar darauffolgende gewellte Furnierschicht 7 übertragen, was eine relativ geringe Dämpfung in Querrichtung 10 zur Folge hat.
[0046] Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zeigt demgegenüber eine weichere Auslegung mit einer stärkeren Dämpfung in Querrichtung 10. In diesem Fall sind die unmittelbar aufeinander folgenden gewellten Furnierschichten 6 im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet, sodass jeweils Wellenberge 8 einer der gewellten Furnierschichten 6 unter Zwischenlage einer ungewellten Furnierschicht 7 an Wellenbergen 8 einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht 6 angeordnet sind und Wellentäler 9 der einen gewellten Furnierschicht 6 unter Zwischenlage der zumindest einen ungewellten Furnierschicht 7 an Wellentälern 9 der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht 6 angeordnet sind. D.h. in diesem Ausführungsbeispiel sind die Wellenberge 8 der einen gewellten Furnierschicht 6 in erster Richtung 15 gesehen zu den Wellentälern 9 der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht 6 um
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AT 521 599 B1 2020-03-15 österreichisches patentamt eine halbe Wellenlänge versetzt angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein relativ weicher Aufbau, was eine Dämpfung eines parallel zur Querrichtung 10 wirkenden Kraftstoßes begünstigen kann. Die Kraft überträgt sich nämlich von der einen gewellten Furnierschicht 6 über deren Wellenberge 8 auf die zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht 7, die wiederum die Kraft auf die Wellentäler 9 der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht 6 überträgt. Dabei wird im genannten Ausführungsbeispiel die Kraft von der einen gewellten Furnierschicht 6 nicht geradlinig auf die unmittelbar darauffolgende Furnierschicht 6 weitergeleitet, sondern über einen entsprechenden Winkel zur Querrichtung 10, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ungefähr 45° beträgt, was die Dämpfungswirkung begünstigt.
[0047] Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante mit weniger steifen Stegen 4, die nur aus gewellten Furnierschichten 6, d.h. ohne ungewellte Furnierschichten 7, aufgebaut sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung zweier unmittelbar aufeinander folgender gewellter Furnierschichten 6 in erster Richtung 15 gesehen um eine halbe Wellenlänge versetzt, analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3. Entsprechend kontaktieren jeweils Wellenberge 8 einer der gewellten Furnierschichten 6 die Wellentäler der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht 6. Hierdurch werden relativ große Aufnahmevolumina 12 durch jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgende gewellte Furnierschichten ausgebildet, die zur Aufnahme von an sich bekannten Verstärkungsfasern 16 und/oder Verstärkungsfaserbündeln 17 dienen können (in Fig. 6 aus Klarheitsgründen nicht eingezeichnet).
[0048] Die Verstärkungsfasern 16 bzw. Verstärkungsfaserbündel 17 sind vorzugsweise mit den gewellten Furnierschichten 6 verklebt, wobei Klebstoff in den Aufnahmevolumina 12 angeordnet ist.
[0049] Selbstverständlich können Verstärkungsfasern 16 bzw. Verstärkungsfaserbündel 17 auch in den oben geschilderten Ausführungsvarianten mit zwischengeschalteten ungewellten Furnierschichten 7 vorgesehen sein. Dies ist in Fig. 4 verdeutlicht, die eine schematische vergrößerte Ansicht eines Details des Stegs 4 aus Fig. 3 zeigt, wobei jedoch eine Verstärkungsfaser 16 sowie ein Verstärkungsfaserbündel 17 exemplarisch eingezeichnet sind. Die Verstärkungsfaser 16 und das Verstärkungsfaserbündel 17 sind jeweils in einem Zwischenraum 13 angeordnet. Die Zwischenräume 13 werden dabei zwischen den gewellten Furnierschichten 6 und den ungewellten Furnierschichten 7 ausgebildet und von diesen begrenzt.
[0050] D.h. die Zwischenräume 13 werden analog zu den Aufnahmevolumina 12 ausgebildet und weisen entsprechend eine, typischerweise um 50%, geringere Größe im Vergleich zu Aufnahmevolumina 12 auf, die von mehreren (ohne zwischengeschaltete ungewellte Furnierschicht 7) unmittelbar aufeinanderfolgenden gewellten Furnierschichten 6 derselben Art, d.h. insbesondere im Wesentlichen mit der gleichen Wellenlänge und der gleichen Amplitude, gebildet würden.
[0051] Die Verstärkungsfasern 16 bzw. Verstärkungsfaserbündel 17 bewirken eine mechanische Verstärkung des mindestens einen Stegs 4 in Richtung ihres Verlaufs, insbesondere gegenüber Zugbelastungen in dieser Richtung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 verlaufen die Verstärkungsfaser 16 und das Verstärkungsfaserbündel 17 im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung 14.
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BEZUGSZEICHENLISTE
Rotorblatt
Erste Lage
Zweite Lage
Steg
Furnierschicht
Gewellte Furnierschicht
Ungewellte Furnierschicht
Wellenberg
Wellental
Querrichtung
Stegdicke
Aufnahmevolumen
Zwischenraum
Längsrichtung
Erste Richtung
Verstärkungsfaser
Verstärkungsfaserbündel

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    1. Rotorblatt (1) für einen Rotor für eine Windkraftanlage, umfassend eine erste Lage (2) und eine zweite Lage (3), die unter Bildung einer Hohlstruktur durch zumindest einen Steg (4), vorzugsweise durch mehrere Stege (4), miteinander verbunden sind, wobei der mindestens eine Steg (4) mehrere Furnierschichten (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Furnierschichten (5) mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) umfassen, wobei in einer von der ersten Lage (2) zur zweiten Lage (3) weisenden ersten Richtung (15) gesehen die mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Wellenbergen (8) und Wellentälern (9) aufweist.
  2. 2. Rotorblatt (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Furnierschichten (5) des mindestens einen Stegs (4) mehrere gewellte Furnierschichten (6) umfassen, die in einer Querrichtung (10) gesehen hintereinander angeordnet sind, wobei eine Dicke (11) des mindestens einen Stegs (4) in der Querrichtung (10) gemessen ist.
  3. 3. Rotorblatt (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Furnierschichten (5) des mindestens einen Stegs (4) mindestens eine ungewellte Furnierschicht (7) umfassen und dass in einer Querrichtung (10) gesehen die mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) und die mindestens eine ungewellte Furnierschicht (7) hintereinander angeordnet sind, wobei eine Dicke (11) des mindestens einen Stegs (4) in der Querrichtung (10) gemessen ist.
  4. 4. Rotorblatt (1) nach Anspruch 3 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere ungewellte Furnierschichten (7) vorgesehen sind, wobei in Querrichtung (10) gesehen alternierend mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) hinter mindestens einer ungewellten Furnierschicht (7) angeordnet ist und umgekehrt.
  5. 5. Rotorblatt (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Querrichtung (10) gesehen zumindest abschnittsweise Wellenberge (8) einer der gewellten Furnierschichten (6) unter Zwischenlage von zumindest einer ungewellten Furnierschicht (7) an Wellenbergen (8) einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht (6) angeordnet sind und dass Wellentäler (9) der einen gewellten Furnierschicht (6) unter Zwischenlage der zumindest einen ungewellten Furnierschicht (7) an Wellentälern (9) der unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht (6) angeordnet sind.
  6. 6. Rotorblatt (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Querrichtung (10) gesehen zumindest abschnittsweise Wellenberge (8) einer der gewellten Furnierschichten (6) unter Zwischenlage von zumindest einer ungewellten Furnierschicht (7) an Wellentälern (9) einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht (6) angeordnet sind und umgekehrt.
  7. 7. Rotorblatt (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Querrichtung (10) gesehen zumindest abschnittsweise Wellenberge (8) einer der gewellten Furnierschichten (6) an Wellentälern (9) einer unmittelbar darauffolgenden gewellten Furnierschicht (6) angeordnet sind und umgekehrt.
  8. 8. Rotorblatt (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar aufeinander folgenden gewellten Furnierschichten (6) zwischen sich Aufnahmevolumina (12) ausbilden und dass in mindestens einem der Aufnahmevolumina (12), vorzugsweise in einer Vielzahl der Aufnahmevolumina (12), mindestens eine Verstärkungsfaser (16) und/oder mindestens ein Verstärkungsfaserbündel (17) angeordnet ist.
  9. 9. Rotorblatt (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine gewellte Furnierschicht (6) und die mindestens eine ungewellte Furnierschicht (7) zwischen sich eine Vielzahl von Zwischenräumen (13) ausbilden und dass in mindestens einem der Zwischenräume (13), vorzugsweise in einer Vielzahl der Zwischenräume (13), mindestens eine Verstärkungsfaser (16) und/oder mindestens ein Verstärkungsfaserbündel (17) angeordnet ist.
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