BRPI0616225A2

BRPI0616225A2 - elemento constituÍdo de duas partes ligadas por adesço, lÂmina para uma turbina eàlica e mÉtodo de efetuar a junÇço de pelo menos duas partes por adesço

Info

Publication number: BRPI0616225A2
Application number: BRPI0616225-8A
Authority: BR
Inventors: Kristian Lehmann Madsen; Morten Olesen
Original assignee: Lm Glasfiber As
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-06-14
Also published as: DK176367B1; US20090226702A1; EP1926790B1; DE602006011343D1; ATE452952T1; CN101268160A; EP1926790A1; CN101268160B; DK200501302A; WO2007048408A1; PL1926790T3; US8426018B2

Abstract

ELEMENTO CONSTITUÍDO DE DUAS PARTES LIGADAS POR ADESçO, LÂMINA PARA UMA TURBINA EàLICA E MÉTODO DE EFETUAR A JUNÇçO DE PELO MENOS DUAS PARTES POR ADESçO. A presente invenção trata de um método de efetuar a junção de pelo menos duas partes por adesão, o método compreendendo dispor uma camada porosa na junta adesiva para absorver o adesivo excedente fora da junta adesiva como tal. A invenção trata adicionalmente de um elemento - incluindo em particular uma lâmina para uma turbina eólica - que é combinada por adesão de várias partes, e na qual uma camada porosa é pelo menos parcialmente compreendida na e se projeta pelo menos parcialmente da junta adesiva entre as partes e absorve o adesivo excedente no exterior da junta adesiva. A camada porosa pode ser uma estrutura em forma de malha ou pode ter a estrutura de uma esponja e pode além disso ser inteiramente ou parcialmente pré-impregnada com adesivo.

Description

"ELEMENTO CONSTITUÍDO DE DUAS PARTES LIGADAS PORADESÃO, LÂMINA PARA UMA TURBINA EÓLICA E MÉTODO DEEFETUAR A JUNÇÃO DE PELO KlENOS DUAS PARTES PORADESÃO"

A invenção trata de um método de efetuar a junção de pelomenos duas partes por adesão e de um elemento compreendendo pelo menosduas partes adesivas, incluindo especialmente uma lâmina para turbina eólica.

Fundamentos

Para assegurar uma forte adesão de partes em uma estrutura, éimportante aplicar adesivo suficiente às faces adesivas. Consequentemente,com freqüência uma determina quantidade de adesivo excedente escorre detodos os lados da junta adesiva quando as partes são pressionadas entre si.Grandes tolerâncias sobre os elementos constitutivos e assim variaçõescomparativamente grandes na dimensão final da junta adesiva tambémcontribuem para dificultar a quantidade requerida e suficiente de adesivo paraobter uma junta forte, que seja resolvida da maneira mais simples e maisprática aplicando o adesivo abundantemente. Usualmente o adesivo escorridoé removido e a junta adesiva é alisada tanto por considerações de ordemestética como também por várias considerações funcionais. Isto pode ser feitoquer simplesmente raspando ou limpando o adesivo antes de ter curado porcompleto ou efetuando sua remoção mecanicamente, p.ex. por lixamento.

Ao efetuar a junção de estruturas completamente ouparcialmente fechadas com geometrias especificas por adesão, todavia, podeser difícil ou mesmo impossível remover o adesivo excedente espremido dajunta. Esse é o caso e.g. das pás de turbinas eólicas que consistem de camadasde lâminas mutuamente aderidas com esteios de reforço internos. Aqui oadesivo excessivo apresenta-se no interior da lâmina na forma de grandesrebarbas. Salvo se estas forem removidas, quando a lâmina for posta em uso,irão até certo ponto brecar e chocalhar em torno do interior da pá. Isto éindesejável em si próprio, pois, envolve a geração de muito ruído para oincômodo do ambiente que circunda a turbina eólica. Com o passar do tempo,os fragmentos de adesivo são pulverizados sendo circulados, porém elescomprovam se aglomerar com a umidade e água penetrando no interior dalâmina e formam grandes torrões que, pôr um lado, obstruem os orifícios dedrenagem e, por outro, imprimem severas forças de impacto sobre as partesinteriores da lâmina durante a rotação da pá.

Para evitar isto, por conseguinte, há conveniência em removera umidade excedente espremida pelas juntas adesivas quando a lâmina émontada. Isto pode ser feito manualmente por determinada distância para ointerior da pá, que, todavia, é por um lado um método laborioso e consumidorde tempo e, por outro lado, não é ideal por considerações de ambiente detrabalho. Alternativamente, os denominados coletores de adesivo,assemelhando-se a longas e estreitas valetas, podem ser montados dentro dalâmina e no interior dos quais o adesivo escorre durante a montagem. E quesão opcionalmente posteriormente extraídos da pá. Todavia este é um métodoincômodo e consumidor de tempo.

No documento DK 175718 o esteio reforçador do interior éproduto da combinação de duas partes de esteio que habilitam o ajuste emaltura da altura total da pá, dessa maneira a um determinado grau habilitandocompensação por inexatidões dimensionais sobre os cascos da pá. Todavia, aspartes do esteio ainda necessitam ser mutuamente aderidas e, por conseguinte,apresentam-se também naquele caso problemas associados com o adesivoexcedente proveniente das juntas de adesivo. Na invenção são usados osdenominados painéis de junção que são montados sobre as partes de corpo seestendendo através da superfície de junção, porém com uma fenda intercaladapara o interior da qual uma parte do adesivo excedente pode então fluir. Estemétodo corresponde ao uso dos coletores de adesivo acima mencionado e estáassociado com as mesmas desvantagens.E conhecida do WO 03046394 a prevenção das rebarbas deadesivo escorrido proporcionando configurações específicas das faces deadesivo de uma ou de ambas as partes estruturais, para o interior das quais oadesivo excedente pode fluir. Todavia, isto pressupõe um processamentomecânico das faces de junção, que aumenta consideravelmente os custos dométodo de adesão. Outrossim, as ditas ranhuras ou recortes serão suscetíveisde receber somente uma determinada quantidade de adesivo e assim oescoamento de adesivo não pode ser inteiramente evitado se a junta deadesivo deve compensar, e.g., grandes tolerâncias e inexatidões sobre aspartes constituintes e resultantes necessidades muito variáveis por adesivo.

Objetivo e Descrição da Invenção

Constitui assim um dos objetivos da invenção apresentar umasolução para os problemas acima mencionados de adesivo excedente eescorrido.

De acordo com a invenção isto é realizado por um elementoconstituído por menos duas partes mutuamente aderidas, no qual pelo menosuma camada porosa é pelo menos parcialmente compreendida η junta adesivaentre as partes e absorve o adesivo excedente no exterior da junta adesiva.

Uma camada porosa conforme usada aqui e a seguir deve serentendida como uma camada cheia de poros, orifícios ou aberturas, dessamaneira imprimindo uma estrutura mais ou menos aberta à camada. Umacamada porosa pode assim e.g. ter uma estrutura em forma de malha ouemaranhada (que tanto pode ser aleatória como organizada) e/ou umaestrutura de células aberta assemelhada a uma esponja.

Pelo emprego de uma ou mais das ditas camadas em uma juntaadesiva o aspecto vantajoso é obtido do adesivo extra e supérfluo serabsorvido ou retido pela camada porosa e assim contido na junta adesiva semefetuar uma ação de frenagem em um estágio posterior. O material porosopode simultaneamente servir como reforço do adesivo e assim também podecontribuir para aumentar a junta adesiva. Outrossim, dessa maneira umadesivo mais delgado e mais facilmente fluente pode ser aplicado que é maisfacilmente bombeado e que ode desse modo aumentar a velocidade dométodo de adesão. Além disso, o elemento de acordo com a invenção évantajoso pelo fato de não ser necessário assegurar configurações específicaou procedimento de processamento das faces de junção das partes,uma vezque a camada porosa pode ser configurada com uma flexibilidade tão elevadaque é facilmente deformada para acompanhar o perfil da face adesiva.

De acordo com uma modalidade da invenção, o elementocompreende uma camada porosa que é pelo menos parcialmente pré-impregnada com adesivo. Dessa forma um bom controle é efetuado, de umamaneira simples, de por um lado, onde o adesivo é situado e, por outro lado,de quanto foi distribuído. Uma camada de material pré-impregnado é tambémsimples e prático de aplicar sobre um ou ambas as faces de junção e alocalização da camada pode ser controlada exatamente por recursos simples.

De acordo com uma modalidade a camada porosa tem aestrutura de uma esponja (com poros abertos) ou estrutura em forma demalha. Estes materiais são vantajosos sendo suscetíveis de oferecer apenasligeira resistência à distribuição do adesivo, enquanto simultaneamenteatuando absorvendo e retendo e reforçando o adesivo no material.

De acordo com outra modalidade a camada porosa éconstituída por um feltro de fibras. O feltro em causa pode ser manufatura abaixos custos de produção a partir de uma variedade de diferentes materiaisfibrosos.

De acordo com ainda uma modalidade a camada porosa émanufatura de um material de fibras, tal como e.g. fibras de vidro, fibras deplásticos ou fibras naturais, cujos materiais são vantajosos exercendo umefeito de reforço sobre a junta adesiva.

Outrossim, a invenção trata de uma lâmina para uma turbinaeólica compreendendo um elemento conforme descrito acima. As duasvantagens são conforme descritas acima.

Além disto, a invenção trata de um método de efetuar a junçãode pelo menos duas partes por adesão, o método compreendendo a etapa dedispor pelo menos uma camada porosa pelo menos parcialmente na juntaadesiva para absorver o adesivo excedente escorrido da junta adesiva.

Finalmente a invenção também se refere a um método deefetuar a junção de pelo menos duas partes de acordo com o acima poradesão, e adicionalmente compreendendo a etapa de remover uma camadaprotetora da camada porosa antes da camada porosa ser disposta pelo menosparcialmente na junta adesiva. Por exemplo, a camada protetora pode ser umfilme destacável revestido de silicone como conhecido de vários tipos de fitaadesiva.

Descrição Sucinta do Desenho

A seguir a invenção passa a ser descrita com referência àsfiguras, de acordo com as quais:

A figura 1 mostra a ligação adesiva de dois elementos comuma camada porosa na junta adesiva antes e após a adesão;

A figura 2 mostra a ligação adesiva de dois elementos comuma camada de estrutura esponjosa antes e após a adesão;

A figura 3 uma junta adesiva com uma camada porosa pré-impregnada com adesivo anterior e posterior a adesão;

A figura 4 mostra uma ligação adesiva de dois elementos comfaces adesivas de dimensões distintas antes e após a adesão;

A figura 5 é uma vista em seção transversal de uma lâminapara uma turbina eólica;

A figura 6 mostra a junta adesiva na borda dianteira de umalâmina para uma turbina eólica em maior detalhe;

A figura 7 mostra a junta adesiva na borda traseira de umalâmina para uma turbina eólica em maior detalhe;

A figura 8 mostra as juntas adesivas no topo dos esteios dereforço de uma lâmina de uma turbina eólica em maior detalhe; e

A figura 9 mostra uma junta adesiva anterior e posterior àmontagem como uma camada porosa usada como um elemento auxiliartécnico.

Descrição de Modalidades

A figura 1 mostra duas partes 101 de uma estrutura ligada poradesão com um elemento 102. A esquerda, as partes 101 são mostradas antesde serem combinadas e à direita é mostrado o elemento aderido acabado 102.O adesivo 103 é aplicado, como em um método de adesão usual, sobre umaou ambas as faces de junção 104, após o que uma camada de material poroso105 é interposta entre as faces adesivas, e as partes são conjuntamenteprensadas conforme ilustrado por setas 106. Para efetuar uma junta adesivaresistente, é importante que uma quantidade suficiente de adesivo sejaaplicada, o que é assegurado da maneira mais simples e mais prática pelaaplicação de quantidades abundantes. Comumente, e se possível, o adesivoexcedente espremido para os lados é removido quando as partes sãoconjuntamente prensadas. Isto é realizado tanto por razões de ordem estéticacomo por considerações funcionais, com o efeito das rebarbas de adesivo nãose desprenderem em um estágio posterior e causarem inconvenientes. Deacordo com a presente invenção, aquele problema é resolvido, todavia, pelacamada porosa de material 105, através e para o interior da qual o adesivoexcedente escorre. Completada a adesão o adesivo excedente é assimabsorvido e retido pela junta adesiva do material poroso 105 conformeilustrado à direita na figura 1, e assim o adesivo em um estágio posterior nãoserá suscetível de desprender-se ou cair.

A camada 105, aderida integralmente com o elemento, tem deser de tal estrutura que o adesivo possa penetrar através da camada semsignificativa resistência e ser fixado no seu interior. Isto é realizado por umamodalidade da invenção na qual uma estrutura em forma de malha 107 éusada, como ilustrado na figura 1. Por exemplo, o material pode sermanufaturado como um véu ou uma esteira de fibras, e.g. fibras de vidro,fibras de plásticos e/ou fibras naturais. A estrutura das fibras pode serdesorganizada, como resultado de técnicas conhecidas como feltragem eencrespagem, e sendo conhecida e.g de vários elementos filtro.Alternativamente, as fibras podem ser tecidas ou emalhadas em uma estruturatridimensional organizada como conhecido e.g. de malhas de distribuição paramoldagem por injeção.

A figura 2, como a figura 1, mostra a comparação de duaspartes 101 anterior (à esquerda) e posterior à adesão (à direita). Estamodalidade utiliza uma camada de material 105 na junta adesiva que é, comona figura 1, porosa, porém tendo uma estrutura de material como uma esponjacomo poros abertos 201. Como a estrutura e forma de malha 10 da figuraprecedente, este material permite ao adesivo 103 penetrar através da camada105, 201 e ligar ambas as partes 101 com um elemento 102 simultaneamentecom a quantidade excedente de adesivo sendo espremida de a junta adesivaser absorvida e contida na camada 105.

Constitui assim um aspecto característico da camada dematerial de acordo com a invenção o fato de ser porosa, isto é, compreenderum número de poros ou aberturas ou em outras palavras, ter uma estruturaaberta. Por este meio, o adesivo é suscetível de penetrar por completo ouparcialmente e/ou através da camada de material e a um determinado grau sercontido pelo material. Exemplos dos ditos elementos de material poroso comestruturas abertas são as camadas mencionadas e ilustradas acima tendo umaestrutura emalhada (tal como e.g. de uma esponja). O adesivo pode ser fixadopela camada de material através da resistência estrutura completamenteestrutural e mecânica encontrada pelo adesivo no material. De maneiraidêntica, a camada de material pode ser percebida absorver uma parte doadesivo, e ou alguma reação química pode ocorrer entre a camada de materiale parte ou a totalidade do adesivo.

Desnecessário dizer-se, a camada de material usada na tem deter a mesma estrutura através de sua totalidade, porém pode e.g. ter umaestrutura mais densa ou impenetrável sólida exteriormente ao longo dasbordas. Isto pode ser vantajoso, uma vez que, naquele caso, as bordasextremas externas da camada podem assim servir para impedir o adesivo deser espremido completamente para fora da camada de material e escorrer e seperder. Alternativamente, a camada de material pode ter um núcleo maissólido que pode servir para conferir uma espessura mínima fixa,predeterminada, à junta adesiva, se desejado.

Além de reter a quantidade excedente de adesivo da juntaadesiva, a camada porosa 105 pode, além disso, ter um efeito de reforço eaumentar a resistência da junta adesiva.

A figura 3 ilustra outra modalidade da invenção, na qual acamada porosa 105 é pré-impregnada com adesivo 103 em uma parte daesteira ou camada. Durante o método de montagem, a esteira é posicionadadiretamente sobre uma face de junção, após o que um agente de cura 302 éaplicado imediatamente antes das partes 401 serem conjuntamentecomprimidas. Como nas modalidades acima mencionadas, o adesivo 103penetrará através da camada porosa 105, e o adesivo excedente será recebidono material. Outrossim, a camada porosa pode ser pré-impregnada com umamistura adesiva pronta para uso que é liberada para cura e.g. por uma camadaprotetora extrema externa ser descascada da camada 105 imediatamente antesda aplicação sobre a superfície de junção 104, por calor ou de outra maneiraconhecida.

Para alguns perfis de elementos, tais como elementos completaou parcialmente fechados, pode ser vantajoso se adesivo excedente forremovido de um lado da junta adesiva 401, porém recebido e contido em umacamada porosa 105 sobre o lado oposto 402 da junta adesiva, e,g, caso aquelelado for de difícil acesso. Então a camada porosa 15 pode, de acordo com umamodalidade, ser disposta na junta adesiva com efeito de sobressair somente deum lado, conforme ilustrado na figura 4. O grau de saliência da junta adesivadepende das quantidades de adesivo que se deseja certificar que possam serabsorvidas pelo material. Pela adesão de partes produzidas com grandestolerâncias, a espessura da junta adesiva pode variar consideravelmente aolongo de uma junta, e quantidade de adesivo excedente por conseguintetambém varia. Naquele caso a camada de material poroso tem de ser bastantelarga para a totalidade do adesivo excedente, onde a junta adesiva é maisestreita, a ser absorvida pelo material. A figura também mostra que o métodode montagem não está limitado a ligação por aderência de partes constitutivas101 com faces de junção 104 das mesmas dimensões, porém também pode serusado sobre partes constitutivas dotadas de diferentes dimensões.

A figura 5 delineia a seção transversal de uma lâmina parauma turbina eólica. A lâmina delineada é constituída de dois cascos de lâmina501, de laminados reforçados por fibra. Os cascos de lâmina são ligados poradesão ao longo da borda dianteira 502 e da borda traseira 503 da pá.Internamente, a lâmina é reforçada por intermédio de um número de esteios504. Quando a lâmina é montada os esteios 504 são primeiramente fixadosaderindo sobre o casco de lâmina extremo inferior. Aqui o adesivo excedentepode ser facilmente removido das juntas adesivas. Todavia, este não é o casoquando o casco de lâmina extremo superior deve ser afixado por adesão. Nasjuntas adesivas exteriores ao longo das bordas dianteira e traseira o adesivoexcedente é removido, com isto uma superfície de lâmina homogênea éassegurada, que é importante para as propriedades aerodinâmicas da pá. Nasjuntas interiores nas bordas dianteira e traseira no topo dos esteios, ummaterial poroso de acordo com a invenção é vantajosamente usado pararecolher a quantidade excedente de adesivo, uma vez que este de outro modose acumularia nas juntas adesivas em grandes escaras ou rebarbas. Comomencionado acima, é possível que se desprendam em um estágio posterior echocalhem em torno do interior da lâmina devido às tensões comumenteocorrentes na lâmina quando se flexiona e trabalha em operação. Nas juntasdos esteio em particular, o problema é maior uma vez que, neste ponto,proporções de adesivo extragrandes são aplicadas para levar em consideraçãoas variações comparativamente grandes em espessura das juntas de adesivo nolocal dos esteios. As juntas adesivas nas bordas dianteira e traseira das pás eno tôo dos esteios são mostradas em maior detalhe nas figuras 6-8.

Uma possível junção por adesivo da borda dianteira da lâmina502 de acordo com uma modalidade da invenção é mostrada na figura 6. Osdois cascos de lâmina 501 terminam obliquamente para realizar uma juntamais resistente,no interior da junta adesiva 402 e saliente para o interior dalâmina assenta-se uma camada de material 15 dotada de uma estrutura emforma de malha, que por um lado reforça o adesivo e por outro, absorve eretém aquela parte do adesivo excedente 103 que foi espremida para fora dolado interno da junta adesiva. No exterior 401 o adesivo excedente éremovido para o efeito do exterior da lâmina ser lisa e ter propriedadesaerodinâmicas ideais.

De maneira correspondente o mesmo e empreendido na bordatraseira 503 da lâmina como mostrado na figura 7. Entre as faces adesivas doscascos de lâmina 501 um material poroso 105 é acomodado que, no interiorda lâmina absorve o adesivo excedente 103 proveniente da junta adesiva.

Finalmente, a figura 8 mostra a junta adesiva entre os esteios eo casco de lâmina extremo superior 501. Aqui, uma camada de materialporoso 105 é também disposta entre as partes a serem montadas, através decujo material o adesivo 103 é suscetível de penetrar enquanto enfrentandoresistência comparativamente pequena, encher a junta adesiva esimultaneamente reter o adesivo excedente 103. Como nos demais exemplos,o adesivo excedente é assim impedido de escorrer e penetrar no interior dalâmina ou permanecer consolidado em grandes rebarbas. Na modalidadeilustrada, uma ampla esteira 801 de um material poroso 105 assenta-se sobreo topo de ambos os esteios 504, em vez uma larga esteira, menor peça dematerial pode ser usada para cada parte de esteio separada, dependendo dequal é considerada constituir a solução mais fácil de um ponto de vista demétodo e de realização mais simples.

Outro campo de aplicação para a camada porosa de acordocom a invenção é ilustrado na figura 9. Aqui uma junta adesiva é ilustrada -neste caso na extremidade da lâmina 901 - anterior (à esquerda) e posterior àmontagem (à direita). Sobre a face de junção 104 de um casco de lâmina 501,o material poroso 105 é disposto a uma distância da borda extrema externa docasco da lâmina e disposto de tal maneira que possa ser usado para controlar aaplicação do adesivo 103. Além disso a espessura do material poroso noestado não comprimido ode ser dimensionada de tal maneira que posa serusado como escala e assistência técnica no determina e controlar a dosagemideal de adesivo. Quando o adesivo é aplicado em uma proporçãocorrespondente à altura do material poroso, a quantidade suficiente érequerida é assim depositado. O assentamento do adesivo e dessa formasimplificado e controlado com considerável aperfeiçoamento, tanto comrespeito à localização como quanto a dosagem de adesivo.

Será entendido que a invenção conforme exposta na presentedescrição e figuras pode ser modificada ou alterada enquanto continuando aser compreendida pelo âmbito de proteção das reivindicações que se seguem.

Claims

1. Elemento constituído de duas partes ligadas por adesão,caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada porosa é pelo menosparcialmente compreendida na junta adesiva entre as partes e absorve oadesivo excedente no exterior da junta adesiva.

2. Elemento de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a camada porosa é pelo menos parcialmente pré-impregnadacom adesivo.

3. Elemento de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-2, caracterizada pelo fato de que a camada porosa tem a estrutura de umesponja (com poros abertos).

4. Elemento de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-2, caracterizada pelo fato de que a camada porosa tem a estrutura em forma demalha.

5. Elemento de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-2, caracterizada pelo fato de que a camada porosa compreende um feltro defibras.

6. Elemento de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-5, caracterizada pelo fato de que a camada porosa é manufaturada a partir deum material de fibra, tal como e.g fibras de vidro, fibras de plásticos ou fibrasnaturais.

7. Lâmina para uma turbina eólica, caracterizada pelo fato deque compreende um elemento de acordo com uma ou mais das reivindicações1 -6.

8. Método de efetuar a junção de pelo menos duas partes poradesão, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de dispor pelomenos uma camada porosa pelo menos parcialmente na junta adesiva paraabsorver o adesivo excedente da junta adesiva.

9. Método de efetuar a junção de pelo menos duas partes poradesão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de quecompreende ainda a etapa de remover uma camada de proteção extremaexterna da camada porosa antes da camada porosa ser disposta pelo menosparcialmente na junta adesiva.