BRPI1106279A2 - método para fabricar uma pá de rotor de turbina eólica - Google Patents

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Abstract

método para fabricar uma pá de rotor de turbina eólica . a presente invenção se relaciona com um método para moldar um perfil para um componente oco fabricado de fibra composta, em particular, uma pá oca para uma turbina eálica. uma primeira camada de fibra composta (101) é disposta em uma primeira superfície de molde de um primeiro elemento de molde (110), onde a primeira superfície de molde corresponde a uma primeira seção de perfil do componente oco a ser fabricado. uma segunda camada de fibra composta (102) é disposta em uma segunda superfície de molde de um segundo elemento de molde (120), onde a segunda superfície de molde corresponde a uma segunda seção de perfil do componente oco a ser fabricado. um saco (201) é disposto em um estado contraído sobre a primeira camada de fibra composta (101). o saco (201) e a primeira camada de fibra composta (101) são fixados junto à primeira su- perfície de molde. o primeiro elemento de molde (110) é acop lado com o segundo elemento de molde (120) de um modo tal que a primeira superfície de molde e a segunda superfície de molde correspondam ao perfil do componente oco a ser fabricado, o saco (201) é inflado de um modo tal que a primeira camada de fibra composta (101) é pressionada junto à primeira superfície de molde e a segunda camada de fibra composta (102) é pressionada junto à segunda superfície de molde, de modo que a primeira camada de fibra composta (101) e a segunda camada de fibra composta (102) sejam acopladas para formarem o perfil a ser fabricado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA FABRICAR UMA PÁ DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA".
Campo da Invenção A presente invenção se relaciona com um método para formar um perfil para fabricar um componente oco fabricado de fibra composta, em particular, uma pá oca para uma turbina eólica. Além disso, a presente invenção se relaciona com uma pá para uma turbina eólica e com um sistema de moldagem. Técnica de Fundamento As pás de turbina eólica para turbina eólica se tornam cada vez maiores em tamanho. Por consequência, as pás modernas de turbina eólica são principalmente fabricadas de fibra composta, em particular, fabricadas de fibra de vidro. De modo a fabricar grandes pás de turbina eólica, vários métodos de fabricação, tais como moldagem por transferência de resina, são aplicados. A EP 1 310 351 A1 revela um método para fabricar pás para uma turbina eólica. Um núcleo do molde é colocado junto a uma camada de fibra de vidro, a qual é depositada em uma parte do molde formando um lado de baixo de uma pá. Na parte de cima do núcleo do molde, uma camada adicional de fibra de vidro é depositada. Finalmente, uma parte superior do molde é depositada sobre o núcleo do molde, de modo que as camadas de fibra que são pressionadas junto ao núcleo do molde formam o perfil da pá.
Após a cura das camadas de fibra nas partes do molde, o núcleo do molde tem que ser removido, o que pode causar dificuldades devido ao grande tamanho das pás de turbina eólica e devido aos perfis complexos das pás de turbina eólica.
Sumário da Invenção Um objetivo da presente invenção pode ser simplificar um método de fabricação para uma pá de turbina eólica.
Este objetivo é alcançado por um método para formar um perfil para fabricar componentes ocos fabricados de fibra composta, em particular, uma pá oca para uma turbina eólica, por uma pá para uma turbina eólica e por um sistema de moldagem para aplicação do método de acordo com as reivindicações independentes.
De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um método para formar um perfil para fabricar um componente oco fabricado de fibra composta, em particular, uma pá oca para uma turbina eólica, é apresentado. De acordo com o método, uma primeira camada de fibra composta é disposta em uma primeira superfície do molde do primeiro elemento de molde, onde a primeira superfície do molde corresponde a uma primeira seção do perfil do componente oco a ser fabricado. Uma segunda camada de fibra composta é disposta em uma segunda superfície do molde dos segundos elementos, onde a segunda superfície do molde corresponde a uma segunda seção do perfil do componente oco a ser fabricado. Um saco é disposto em um estado contraído sobre a primeira camada de fibra composta. O saco e a primeira camada de fibra composta são fixos junto à primeira superfície do molde. O primeiro elemento do molde é acoplado com o segundo elemento do molde de um modo tal que a primeira superfície do molde e a segunda superfície do molde correspondam ao perfil do componente oco (por exemplo, a pá da turbina eólica) a ser fabricada. O saco é inflado de um modo tal que a primeira camada de fibra composta é pressionada junto à primeira superfície do molde e a segunda camada de fibra composta é pressionada junto à segunda superfície do molde, de modo que a primeira camada de fibra composta e a segunda camada de fibra composta são acopladas para formarem o perfil do componente oco a ser fabricado.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, uma pá para uma turbina eólica é apresentada, onde a pá é fabricada pelo método mencionado acima.
Além disso, de acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um sistema de moldagem para aplicar o método mencionado acima para fabricar componentes ocos fabricados de fibra composta é apresentado. O primeiro elemento do molde pode ser uma parte superior do molde e o segundo elemento do molde pode ser uma parte inferior do molde de um dispositivo de moldagem. O primeiro elemento do molde pode compreender a primeira superfície do molde, onde a primeira superfície do molde forma, por exemplo, um molde fêmea de uma primeira seção de um perfil do componente oco a ser moldado. Quando dispondo uma primeira camada de fibra composta dentro do primeiro elemento do molde na primeira superfície do molde, a primeira fibra composta forma a primeira seção do perfil do componente oco. Por exemplo, se o primeiro elemento do molde for uma metade superior e o segundo elemento do molde for uma metade inferior, a primeira superfície do molde forma um molde fêmea da metade superior do componente oco (por exemplo, metade superior de uma pá) a ser fabricado e a segunda superfície do molde forma um molde fêmea da metade inferior do componente (metade inferior da pá) a ser fabricado. Além disso, o dispositivo de moldagem pode compreender o primeiro elemento do molde, o segundo elemento do molde e elementos adicionais de molde, de modo que a superfície do molde é formada pela primeira superfície do molde, pela segunda superfície do molde e pelas superfícies adicionais do molde, junto às quais duas ou várias camadas individuais de fibra composta podem ser dispostas. Em outras palavras, o perfil final do componente a ser fabricado pode ser dividido em mais do que duas seções do perfil.
As camadas de fibra composta podem ser formadas com fibras em uma orientação unidirecional ou multidirecional com respeito umas às outras. Além disso, as fibras compostas podem ser proporcionadas em uma forma de rede, em uma forma entrelaçada, tal como um emaranhado de fibras ou uma prepreg. A primeira camada de fibra pode descrever uma ou várias camadas de fibra dispostas na parte de cima de cada outra localizada junto ao primeiro elemento do molde e a segunda camada de fibra descreve uma ou várias camadas de fibra dispostas na parte de cima de cada outra localizada junto ao segundo elemento do molde.
As fibras compostas podem compreender fibras de vidro, fibras de carbono ou outros materiais de fibra de polímero.
O saco é um corpo flexível, isto é, que pode ser inflado e dobrá-vel, oco, fabricado, por exemplo, de borracha ou de outro material elástico. O saco pode ser contráctil e pode ser inflado. Em um estado contraído, o saco é dobrado e minimizado em tamanho e no estado inflado, o saco é maximizado em tamanho. O estado inflável do saco pode ser alcançado pelo sopro de ar pressurizado dentro do saco oco ou pela aplicação de subpressão no ambiente do saco. O saco é impermeável com respeito, por exemplo, aos líquidos, isto é, resina e hermeticamente fechado.
Pela presente invenção, um espigão de molde junto ao qual camadas de fibra são colocadas nos métodos de fabricação da técnica anterior pode ser obsoleto e um componente oco, tal como a pá de turbina eólica, pode ser fabricado em uma etapa. Isto é alcançado por fixar (segurar) o saco contraído e a primeira camada de fibra composta junto ao primeiro elemento do molde. A fixação do saco e da primeira camada de fibra composta podem ser obtida pela aplicação de um adesivo (por exemplo, resina) ou pelo apro-visionamento de subpressão entre o saco e a primeira superfície do molde. Por consequência, quando o saco e a primeira camada de fibra composta são fixados junto à superfície do molde, o primeiro elemento do molde pode ser manipulado de forma muito simples e nenhum deslizamento e movimento relativo da primeira camada de fibra composta com respeito á primeira superfície do molde é causado, devido à primeira camada de fibra composta ser pressionada sobre a primeira superfície do molde pelo saco. Por esta razão, o primeiro elemento do molde pode ser girado suspenso sem espa-Ihamento do saco e da primeira camada de fibra composta para fora do primeiro elemento do molde. Por consequência, o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde podem ser montados facilmente e posteriormente após um acoplamento de ambos os elementos do molde, e etapas de finalização, tais como injeção de resina ou cura, podem ser aplicadas para finalizar o perfil do componente a ser formado.
Pelos métodos de fabricação da técnica anterior, um espigão massivo é colocado junto à uma camada de fibra composta em um elemento do molde e posteriormente, a segunda camada de fibra composta tem que ser colocada na parte de cima do espigão massivo. Finalmente, o segundo elemento do molde é acoplado com o primeiro elemento do molde, onde e- xiste um risco de que a segunda camada de fibra composta escape. Além disso, o ajuste de todas as partes no elemento do molde é complexo. Com o método da presente invenção, a primeira camada de fibra composta e o saco inflável já estão fixos e alinhados com o primeiro elemento do molde antes do primeiro elemento do molde ser acoplado com o segundo elemento do molde. Por esta razão, um deslizamento da primeira camada de fibra composta com respeito ao primeiro elemento do molde pode ser impedido. Um pressionamento das camadas de fibra composta junto às superfícies dos elementos do molde pode ser realizado pelo saco inflável. Para a fixação do saco e da primeira camada de fibra composta junto ao primeiro elemento superior do molde, um espigão massivo pode ser obsoleto.
Adicionalmente, após a cura das camadas de fibra composta, o saco pode ser contraído e assim, reduzido novamente em tamanho, de modo que o saco pode ser facilmente removido da cavidade interna do componente oco fabricado.
Isto é benéfico se um componente complexo, tal como uma pá para turbina eólica, for fabricado, ou seja, por exemplo, torcido na sua direção do comprimento. Por tal torção da pá da turbina eólica, espigões massi-vos convencionais são complexos de remover. Com o saco inflável, uma remoção fácil do saco a partir da cavidade interna de uma pá de turbina eólica finalizada é alcançada.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional da presente invenção, a fixação do saco é obtida por sugar o ar entre o saco e a primeira superfície do molde, de modo que o saco e a primeira camada de fibra composta sejam fixos junto à primeira superfície do molde por subpres-são (isto é, vácuo). Por consequência, pela presente concretização ilustrativa, o saco pode ser facilmente removido quando parando de sugar o ar. Adicionalmente ou alternativamente, o saco e/ou a primeira camada de composto podem ser fixos junto à primeira superfície do molde por um adesivo (por exemplo, resina). Uma pressão de fixação adicional a partir do exterior, por exemplo, por um espigão massivo, pode ser obsoleta.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, a primei- ra camada compota é maior do que a primeira superfície do molde de modo que a primeira camada de fibra composta forma uma seção excedente que se estende sobre uma borda da primeira superfície do molde. A seção excedente descreve um comprimento em excesso, uma saliência ou uma protu-berância. Por utilizar uma seção excedente, em particular, na área de margem da primeira camada de fibra composta, uma sobreposição da segunda camada de fibra composta sobre as bordas do elemento de molde, bordas estas que definem a área da primeira superfície do molde que corresponde ao tamanho de uma respectiva seção do perfil, pode ser obtida. A seção excedente é móvel (por exemplo, dobrável) e não é fixa junto à primeira superfície do molde pelo saco.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, o acoplamento do primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde compreende um ajuste do primeiro elemento do molde para o segundo elemento do molde de um modo tal que a seção excedente sobrepõe parcialmente a segunda camada de fibra composta no segundo elemento do molde. Por consequência, as áreas de contato (seções de interface) entre a primeira camada de fibra composta e a segunda camada de fibra composta podem ser reforçadas, de modo que um componente mais robusto pode ser fabricado. Desse modo, durante o ajuste dos primeiros elementos do moldes em relação aos segundos elementos do molde, a seção excedente é curada para o interior para uma cavidade formada entre os elementos do molde a-coplados, de modo que a seção excedente sobrepõe a segunda camada de fibra composta.
Em outra concretização ilustrativa da presente invenção, o ajuste compreende uma disposição do primeiro elemento de molde de um modo tal que a seção excedente fique alinhada em uma posição predeterminada por gravidade. A seguir, o primeiro elemento do molde é juntado com o segundo elemento do molde, onde, quando a seção excedente está na posição predeterminada, a seção excedente sobrepõe parcialmente a segunda camada de fibra composta no segundo elemento do molde. Por exemplo, se o primeiro elemento do molde for virado suspenso, a seção excedente, a qual não é fixa junto ao primeiro elemento do molde, fica alinhada em uma orientação aproximadamente vertical, devido à gravidade. Quando juntando o primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde, a extremidade da seção excedente toca a segunda camada de fibra composta. Quando movendo o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde para mais juntos, a extremidade da seção excedente desliza ao longo da segunda camada de fibra composta na direção para a cavidade interna formada entre o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde. Por consequência, em um estado final, quando o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde são fixados juntos finalmente, a seção excedente forma a seção de sobreposição com a segunda camada de fibra composta.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, o enchimento do saco compreende um levantamento da seção excedente pelo enchimento do saco de um modo tal que a seção excedente sobrepõe parcialmente a segunda camada de fibra composta no segundo elemento do molde. Pela presente concretização ilustrativa, a seção excedente pode ser dobrada de um modo tal que a seção excedente fica sobre a superfície contraída do saco. O enchimento do saco causa que a seção excedente se mova junto com as superfícies do saco até que o saco seja inflado até sua posição final. Na posição final, a seção excedente é pressionada sobre a segunda camada de fibra composta.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional do método, uma segunda camada de fibra composta é maior do que a segunda superfície do molde de modo que a segunda camada de fibra composta forma uma seção excedente adicional, a qual se estende sobre uma borda da segunda superfície do molde. O acoplamento do primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde adicionalmente compreende um ajuste do primeiro elemento do molde em relação ao segundo elemento do molde de um modo tal que a seção excedente adicional sobrepõe parcialmente a primeira camada de fibra composta no primeiro elemento do molde.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, o método compreende, antes de acoplar o primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde, uma montagem de uma alma junto à primeira camada de fibra composta ou junto à segunda camada de fibra composta, de um modo tal que após o acoplamento do primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde, a alma fique acoplada com a primeira camada de fibra composta e com a segunda camada de fibra composta para reforçar o componente oco a ser fabricado. A alma descreve um elemento robusto e rígido que consiste , por exemplo, de madeira, metal, materiais de fibra composta ou outros materiais rígidos e não elásticos. A alma é montada dentro da cavidade interna do componente oco a ser fabricado e está em contato com a primeira camada de fibra composta e com a segunda camada de fibra composta, de modo que uma força pode ser transmitida entre as camadas. Por consequência, um reforço do componente de fibra composta é gerado. A alma pode ser fixa junto à primeira camada de fibra composta, por exemplo, por solda ou colagem. Além disso, a alma pode ser envolta no material de fibra composta da primeira e/ou da segunda camada de fibra composta.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, o método compreende, antes de acoplar o primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde, uma montagem de uma alma junto à primeira camada de fibra composta e uma montagem de uma alma junto à segunda camada de fibra composta, de modo que após o acoplamento do primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde, a alma e a alma adicional sejam acopladas uma com a outra para reforçar o componente oco a ser fabricado. Cada uma dentre a alma e a alma adicional compreende, por exemplo, uma primeira face junto a qual a alma e a alma adicional são montadas junto à respectiva camada de fibra composta. Cada uma dentre a alma e a alma adicional pode compreender uma face adicional, com a qual as almas entram em contato uma com a outra. Por consequência, uma força pode ser transmitida entre a alma e a alma adicional e, por consequência, uma força pode ser transmitida entre as camadas de fibra composta para reforçar o componente oco a ser fabricado.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, o enchimento do saco compreende um chupar o ar entre a) o saco e a primeira superfície do molde, e b) o saco e a segunda superfície do molde. Por consequência, o saco pressiona a primeira camada de fibra composta junto à primeira superfície do molde e a segunda camada de fibra composta junto à segunda superfície do molde. O saco pode compreender, no seu estado inflado, um formato do perfil do componente a ser fabricado. Alternativamente, o saco pode ser elástico, de modo que o saco pode compreender um formato arbitrário e o formato inflado do saco elástico inflado se ajusta por sugar o ar ou por inflar o saco até que o perfil final do componente a ser fabricado seja obtido e o formato do saco (elástico) se ajuste ao formato da primeira superfície do molde e da segunda superfície do molde. O primeiro elemento do molde e/ou o segundo elemento do molde pode compreender conexões, junto às quais uma bomba a vácuo pode ser conectada para chupar o ar a partir das respectivas superfícies do molde. Por consequência, por exemplo, chupar o ar entre o saco e a primeira superfície do molde leva ao enchimento do saco. Em outras palavras, o enchimento do saco pode ser obtido por uma diferença de pressão entre o interior do saco e o exterior do saco.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional, o enchimento do saco compreende soprar ar pressurizado dentro do saco, de modo que o saco pressiona a primeira camada de fibra composta junto a esta primeira superfície do molde e a segunda camada de fibra composta junto á segunda superfície do molde. Por consequência, a diferença de pressão entre o interior do saco e o exterior do saco é obtida por soprar ar pressurizado.
De acordo com uma concretização ilustrativa adicional da presente invenção, um sistema de moldagem para aplicar o método descrito acima para fabricar um componente oco fabricado de fibra composta é apresentado. O sistema de moldagem compreende o primeiro elemento do molde, o segundo elemento do molde e o saco.
Pela presente invenção, um método de fabricação é apresenta- do, onde um componente, por exemplo, uma pá de turbina oca, pode ser fabricado em um único processo de molde e onde um espigão massivo dentro do componente oco para propósitos de fabricação pode ser obsoleto.
Em uma primeira etapa, camadas de fibra composta, tais como camadas de fibra de vidro, que formam a pá, são dispostas dentro de dois elementos de molde separados, onde cada um dentre o primeiro e o segundo elemento de molde pode formar aproximadamente um meio perfil da pá. Por exemplo, o perfil da pá de turbina eólica pode ser dividido pela linha de abaulamento principal (linha principal) que conecta a borda dianteira da pá da turbina com a borda traseira da pá da turbina, de modo que o primeiro elemento do molde compreende uma superfície do molde que corresponde à metade superior do perfil da pá da turbina, e a segunda superfície do molde do segundo elemento do molde corresponde à metade inferior da pá da turbina, por exemplo.
As camadas de fibra de vidro são dispostas nos respectivos e-lementos do molde para cada metade da pá, respectivamente. Com as metades da pá, uma ou mais almas da pá podem ser conectadas, por exemplo, por envolver as almas dentro do material de fibra de vidro, de modo a garantir uma fixação segura da alma junto ao resto da estrutura da pá.
Além disso, um material de fibra de vidro excedente, o qual se estende sobre uma lateral de uma das superfícies do molde, pode ser proporcionado.
Em uma segunda etapa do método, um ou mais sacos á prova de ar e de resina são dispostos substancialmente em toda a superfície do molde da camada de fibra composta, em particular, junto ao primeiro elemento do molde, o qual, por exemplo, também compreende a seção excedente do material de fibra de vidro. O saco cobre pelo menos uma maior parte da primeira camada de fibra composta. Em particular, o saco não cobre a seção excedente da primeira camada de fibra composta, de modo que a seção excedente ainda fica móvel. A superfície do saco ou a soma da superfície dos vários sacos deve possuir um tamanho de superfície que seja pelo menos duas vezes a área que está em contato com a primeira camada de fibra composta, de modo que após o enchimento, o saco também cubra uma seção correspondente da segunda camada de fibra composta.
Em uma terceira etapa, em particular, um vácuo é aplicado no espaço entre a primeira superfície do molde e o saco. Pela aplicação de um vácuo (subpressão) no espaço, o saco é arrastado em direção à primeira superfície do molde e pressiona a primeira camada de fibra composta junto à primeira superfície do molde. Isto por sua vez mantém a primeira camada de fibra composta e o saco fixos na posição no primeiro molde, mesmo se o saco não cobrir completamente toda a área de superfície da primeira camada de fibra composta.
Em uma quarta etapa, o primeiro elemento do molde é girado suspenso, por exemplo, 180 graus, ao redor de um eixo geométrico longitudinal do primeiro elemento do molde, até uma posição de cabeça para baixo do primeiro elemento do molde, incluindo o saco, a primeira camada de fibra composta e, por exemplo. Por meio disso, a seção excedente livremente móvel fica pendurada a partir do primeiro elemento do molde em uma direção aproximadamente vertical causada pela gravidade.
Em uma quinta etapa, o primeiro elemento do molde é abaixado e posicionado com respeito ao segundo elemento do molde. Desse modo, a seção excedente é dobrada dentro da cavidade que é formada entre o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde e a seção excedente fica alinhada com a superfície interna do segundo material de fibra composta no segundo molde.
Em uma sexta etapa, o saco é desdobrado e inflado de modo a preencher toda a cavidade interna entre o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde, respectivamente entre a primeira camada de fibra composta e a segunda camada de fibra composta. Desse modo, o saco mantém as camadas de fibra composta junto às respectivas superfícies do molde. O desdobramento do saco pode ser executado pela aplicação de uma subpressão (vácuo) junto à cavidade, em particular, entre a superfície do saco e a primeira superrície do molde e a segunda superfície do molde. Além disso, o saco pode ser inflado por ar pressurizado que é soprado dentro do saco.
De modo a proporcionar uma conexão à prova de ar entre o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde e de modo a obter uma cavidade interna à prova de ar, vedações podem ser interpostas entre as interseções entre o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde.
Quando o saco é desdobrado e inflado, uma subpressão (vácuo) pode ser aplicada para o espaço entre a primeira superfície do molde, a segunda superfície do molde e o saco, de modo que por injeção de resina, resina é injetada para a primeira camada de fibra composta e para a segunda camada de fibra composta. Finalmente, a cura e fundição dos componentes ocos podem ser realizadas e o componente oco terminado pode ser facilmente removido a partir dos elementos do molde. A seção excedente pode ser levantada para sua posição final, por exemplo, pelo enchimento e desdobramento do saco. A seção de fibra excedente igualmente pode ser formada em ambas as camadas de fibra composta. Se o componente oco for uma pá de uma turbina eólica, a seção excedente pode ser formada, por exemplo, na primeira e/ou na segunda camada de fibra composta, por exemplo, em uma borda dianteira da pá ou em uma borda traseira da pá a ser formada. É para ser observado que as concretizações da invenção foram descritas com referência a diferentes temas. Em particular, algumas concretizações foram descritas com referência às reivindicações do tipo de aparelho, ao passo que outras concretizações foram descritas com referência às reivindicações de tipo de método. Entretanto, os versados na técnica irão entender a partir do dito acima e da descrição seguinte que, a não ser que notificado de outro modo, em adição a qualquer combinação dos aspectos pertencendo a um tipo de tema, também qualquer combinação entre os aspectos se relacionando com as reivindicações de tipo de aparelho e aspec- tos das reivindicações do tipo de método, é considerada como sendo revelada com este pedido.
Breve Descrição dos Desenhos Os aspectos definidos acima e aspectos adicionais da presente invenção são aparentes a partir dos exemplos de concretizações a serem descritas daqui para frente e são explicados com referência aos exemplos de concretização. A invenção será descrita em mais detalhes daqui para frente com referência aos exemplos de concretizações, mas as quais a invenção não está limitada. A Fig. 1 apresenta o primeiro elemento do molde e o segundo elemento do molde em um estado separado de acordo com uma concretização ilustrativa da presente invenção; A Fig. 2 apresenta o primeiro elemento do molde, junto ao qual o saco é colocado de acordo com uma concretização ilustrativa da presente invenção; A Fig. 3 apresenta o primeiro elemento do molde, o qual é virado de cabeça para baixo de acordo com uma concretização ilustrativa da invenção; A Fig. 4 apresenta um acoplamento do primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde de acordo com uma concretização ilustrativa adicional da presente invenção; e A Fig. 5 apresenta um estado acoplado do primeiro elemento do molde com o segundo elemento do molde de acordo com uma concretização ilustrativa da invenção.
Descrição Detalhada As ilustrações nos desenhos são esquemáticas. É observado que nas diferentes figuras, elementos similares ou idênticos recebem os mesmos sinais de referência.
Na Fig. 1 até a Fig. 5, um método para formar um perfil para fabricar um componente oco fabricado de fibra composta, em particular, uma pá oca para uma turbina eólica, é apresentado. A Fig. 1 apresenta um primeiro elemento do molde 11 e um se- gundo elemento do molde 120. Junto a uma primeira superfície do molde do primeiro elemento do molde 110, uma primeira camada de fibra composta 101 é disposta. A primeira superfície do molde corresponde a uma primeira seção de perfil do componente oco a ser fabricado. Por exemplo, o componente oco é uma pá de uma turbina eólica, de modo que a primeira seção de perfil pode formar uma metade (superior) da pá a ser fabricada.
Uma segunda camada de fibra composta 102 pode ser disposta sobre uma segunda superfície do molde do segundo elemento do molde 120, onde a segunda superfície do molde corresponde a uma segunda seção do perfil do componente oco a ser fabricado. A segunda seção do perfil pode formar uma metade (inferior) da pá a ser fabricada.
Além disso, como apresentado na Fig. 1, uma alma 105 pode ser conectada com o primeiro elemento do molde, a qual é adaptada para reforçar o componente oco a ser fabricado. Junto ao primeiro elemento do molde 110, uma ou várias almas 105 podem ser conectadas e junto ao segundo elemento do molde 120, uma ou várias almas adicionais 106 podem ser conectadas. As almas 105, 106 podem ser coladas, soldadas ou presas com a alma junto às respectivas camadas de fibra composta 101, 102. A primeira e a segunda superfícies do molde são limitadas pelas respectivas bordas 104. Como apresentado na Fig. 1, a primeira camada de fibra composta 101 pode compreender a seção excedente 103 que passa sobre as bordas 104 em uma direção para o exterior da respectiva superfície do molde. As seções excedente 103 são formadas quando a primeira camada de fibra composta 101 é feita maior do que a primeira seção do perfil definida pela primeira superfície do molde, respectivamente. A Fig. 2 apresenta o primeiro elemento do molde 110 em uma etapa adicional do método. Junto à terceira camada de fibra composta 101, um saco 201 é disposto, onde o saco 201 está em um estado contraído. Como apresentado na Fig. 2, também é possível dispor vários sacos contraídos 201 junto à primeira camada de fibra composta 101. As seções excedentes 103 não são cobertas pelo saco 201, de modo que as seções excedentes 103 são livremente móveis. A alma 105 pode ser adaptada para ficar em contato com a superfície da segunda camada de fibra composta 102 ou compreender uma face que fica em contato com uma face da alma adicional 106 montada junto à segunda camada de fibra composta 102. A face da alma 105 ou da alma adicional 106 não é coberta por um respectivo saco 201. A Fig. 3. apresenta uma vista do primeiro elemento do molde 110 que é movido de cabeça para baixo e em uma posição suspensa. As seções excedentes livremente móveis 103 estão alinhadas em geral em uma posição vertical, por exemplo, pela gravidade. Os sacos 201 e a primeira camada de fibra composta 101 estão fixos junto à primeira superfície do molde do primeiro elemento do molde 110. A fixação pode ser gerada, por exemplo, por colagem (com resina) dos elementos juntos ou pela aplicação de subpressão entre o saco 201 e a primeira superfície do molde. Por consequência, o saco 201, a alma 105 e a primeira camada de fibra composta 101 não cai do primeiro elemento do molde 110 pela gravidade. Além disso, um movimento relativo entre o saco 201, a alma 1095 e a primeira camada de fibra composta 101 é impedido, de modo que nenhum reajuste posterior é necessário. A Fig. 4 ilustra o primeiro elemento do molde 110 e o segundo elemento do molde 120 em um estado antes do primeiro elemento do molde 110 e o segundo elemento do molde 120 entrarem em contato um com o outro. As seções excedentes 103 estão dobradas para o interior por dispositivos adicionais. Além disso, as faces de extremidade das seções excedentes 103 podem entrar em contato com a segunda camada de fibra composta 102, de modo que durante o movimento do primeiro elemento do molde 110 até o segundo elemento do molde 102, as seções excedentes 103 se movem (deslizam) por atuação própria em uma direção até a cavidade interna formada entre o primeiro elemento do molde 110 e o segundo elemento do molde 120. A Fig. 5 ilustra o primeiro elemento do molde 110 e o segundo elemento do molde 120 que estão em contato um com o outro. Como apresentado na Fig. 5, as seções excedentes 103 da primeira camada de fibra composta 101 sobrepõem a segunda camada de fibra composta 102. Em particular, as seções excedentes 103 sobrepõem a segunda camada de fibra composta 102 em uma posição, onde a interface do primeiro do molde 110 e o segundo elemento do molde 120 está localizada. Em particular, se a primeira superfície do molde formar uma metade superior de uma pá a ser fabricada e a segunda superfície do molde formar uma segunda metade da pá a ser fabricada, a interface do primeiro elemento do molde 110 com o segundo elemento do molde 120 é construída na região da borda dianteira e da borda traseira da pá a ser fabricada.
Como apresentado na Fig. 5, no estado acoplado do primeiro e-lemento do molde 110 com o segundo elemento do molde 120, a alma 105 e a alma adicional 106 estão em contato uma com a outra, de modo que uma força pode ser transmitida a partir da primeira camada de fibra composta 101 para a segunda camada de fibra composta 102. Por consequência, a alma 105 e a alma adicional 106 formam um reforço do componente oco a ser fabricado. Na cavidade interna que é formada no espaço entre a primeira superfície do molde e a segunda superfície do molde , os sacos 201 são inflados. Por consequência, os sacos 201 pressionam a primeira camada de fibra composta 101 e a segunda camada de fibra composta 102 junto às respectivas superfícies do molde. O enchimento do saco 201 pode ser obtido, por exemplo, pela injeção de ar pressurizado dentro dos respectivos sacos 201. Em outra concretização preferida, uma bomba a vácuo pode ser conectada com os elementos do molde 110, 120, de modo que o ar é chupado a partir de um espaço entre a superfície do saco 201 e a primeira superfície do molde e a segunda superfície do molde (e o espaço entre os sacos 201 e as respectivas superfícies da alma). Por consequência, pela diferença de pressão entre o volume interno do respectivo saco 201 e o espaço externo entre o saco 201 e as respectivas superfícies do molde, os sacos 201 inflam e pressionam as respectivas camadas de fibra composta junto às superfícies do molde. De modo a otimizar chupar o ar, os elementos de vedação 501 podem ser conectados com as interfaces entre o primeiro elemento do molde 110 e o segundo elemento do molde 120 de modo a vedar a cavidade interna formada dentro do primeiro elemento do molde 110 e do segundo elemento do molde 120.
Adicionalmente, quando uma subpressão é gerada entre os sacos 201 e a primeira e a segunda superfícies do molde e as almas 105, 106, resina pode ser injetada, de modo que as camadas de fibra composta 101, 102 são encharcadas com resina.
Por consequência, após injetar a resina, as camadas de fibra composta 101, 102 podem ser curadas, de modo que o perfil final e o componente oco robusto final, tal como a pá, é fabricado. Após curar as camadas de fibra composta 101, 102, a subpressão entre os sacos 201 e a primeira e a segunda superfícies do molde pode ser reduzida, de modo que os sacos 201 novamente se contraem. No estado contraído dos sacos 201, os sacos 201 compreendem um volume reduzido e pequeno, de modo que eles podem ser facilmente removidos a partir da cavidade interna do componente fabricado.
Deve ser observado que o termo "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas e "um" ou "uma" não exclui vários. Além disso, os elementos descritos em associação com diferentes concretizações podem ser combinados. Também deve ser observado que os sinais de referência nas reivindicações não devem ser construídos como limitando o escopo das reivindicações.
REIVINDICAÇÕES

Claims (13)

1. Método para formar um perfil para um componente oco fabricado de fibra composta, em particular, uma pá oca para uma turbina eólica, o método compreendendo: dispor uma primeira camada de fibra composta (101) em uma primeira superfície de molde de um primeiro elemento de molde (11), onde a primeira superfície de molde corresponde a uma primeira seção de perfil do componente oco a ser fabricado, dispor uma segunda camada de fibra composta (102) em uma segunda superfície de molde de um segundo elemento de molde (120), onde a segunda superfície de molde corresponde a uma segunda seção de perfil do componente oco a ser fabricado, dispor um saco (201) em um estado contraído sobre a primeira camada de fibra composta (101), fixar o saco (201) e a primeira camada de fibra composta (101) junto à primeira superfície de molde, acoplar o primeiro elemento de molde (11) com o segundo elemento de molde (12) de um modo tal que a primeira superfície de molde e a segunda superfície de molde correspondam ao perfil do componente oco a ser fabricado, e inflar o saco (201) de um modo tal que a primeira camada de fibra composta (101) seja pressionada junto à primeira superfície de molde e a segunda camada de fibra composta (102) seja pressionada junto à segunda superfície de molde, de modo que a primeira camada de fibra composta (101) e a segunda camada de fibra composta (102) sejam acopladas para formarem o perfil a ser fabricado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a fixação compreende chupar o ar entre o saco (201) e a primeira superfície de molde de modo que o saco (201) e a primeira camada de fibra composta (101) sejam fixados junto à primeira superfície de molde por subpressão.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a primeira camada de fibra composta (101) é maior do que a primeira superfície de molde de modo que a primeira camada de fibra composta (101) forma uma seção excedente (103) que se estende sobre uma borda (104) da primeira superfície de molde.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, em que o acoplamento do primeiro elemento de molde (11) com o segundo elemento de molde (120) compreende ajustar o primeiro elemento de molde (11) ao segundo elemento de molde (12) de um modo tal que a seção excedente (103) sobreponha parcialmente a segunda camada de fibra composta (102) no segundo elemento de molde (120).
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, em que o ajuste compreende dispor o primeiro elemento de molde (110) de um modo tal que a seção excedente (103) fique alinhada em uma posição predeterminada por gravidade reunir o primeiro elemento de molde (11) com o segundo elemento de molde (120), onde, quando a seção excedente (103) está na posição predeterminada, a seção excedente (103) sobrepõe parcialmente a segunda camada de fibra composta (102) no segundo elemento de molde (120).
6. Método, de acordo com a reivindicação 3, em que o enchimento do saco (201) compreende levantar a seção excedente (103) pelo enchimento do saco (201) de um modo tal que a seção excedente (103) sobreponha parcialmente a segunda camada de fibra composta (102) no segundo elemento de molde (120).
7. Método, de acordo com uma das reivindicações 3 até 6, em que a segunda camada de fibra composta (102) é maior do que a segunda superfície de molde de modo que a segunda camada de fibra composta (102) forma uma seção excedente adicional (103) que se estende sobre uma borda (104) do segunda superfície de molde, e onde o acoplamento do primeiro elemento de molde (11) com o segundo elemento de molde (120) adicionalmente compreende ajustar o primeiro elemento de molde (110) ao segundo elemento de molde (120) de um modo tal que a seção excedente adicional (103) sobrepõe parcialmente a primeira camada de fibra composta (102) no primeiro elemento de molde (120).
8. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 até 7, em que, antes de acoplar o primeiro elemento de molde (110) com o segundo elemento de molde (120), o método adicionalmente compreende montar uma alma (105) junto à primeira camada de fibra composta (101) ou junto à segunda camada de fibra composta (101) de um modo tal que após o acoplamento do primeiro elemento de molde (11) com o segundo elemento de molde (120), a alma (105) é acoplada com a primeira camada de fibra composta (101) e com a segunda camada de fibra composta (101) para reforçar o componente oco a ser fabricado.
9. Método, de acordo com as reivindicações 1 até 7, em que, antes de acoplar o primeiro elemento de molde (110) com o segundo elemento de molde (12), o método adicionalmente compreende montar uma alma (105) junto à primeira camada de fibra composta (101), e montar uma alma adicional (106) junto à segunda camada de fibra composta (102) de um modo tal que após o acoplamento do primeiro elemento de molde (11) com o segundo elemento de molde (120) a alma (105) e a alma adicional (106) sejam acopladas uma com a outra para reforçar o componente oco a ser fabricado.
10. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 até 9, em que o enchimento do saco (201) compreende chupar o ar entre a) o saco (201) e a primeira superfície de molde, e b) o saco (201) e a segunda superfície de molde, de modo que o saco (201) pressione a primeira camada de fibra composta (101) junto à primeira superfície de molde e a segunda camada de fibra composta (102) junto à segunda superfície de molde.
11. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 até 10, em que o enchimento do saco (201) compreende soprar ar pressurizado dentro do saco (201) de modo que o saco (201) pressione a primeira camada de fibra composta (101) junto à primeira superfície de molde e a segunda camada de fibra composta (102) junto à segunda superfície de molde.
12. Pá para uma turbina eólica, em que a pá é fabricada pelo método de acordo com uma das reivindicações 1 até 11.
13. Sistema de moldagem para aplicação do método de acordo com uma das reivindicações 1 até 11 para fabricar um componente oco fabricado de fibra composta, o sistema de moldagem compreendendo o primeiro elemento de molde (11), o segundo elemento de molde (120), e o saco (201).
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