CN101070815A - 用于风能设备的转子叶片 - Google Patents
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Abstract
用于风能设备的转子叶片具有许多横向孔,这些横向孔在叶片基部的区域中横向于转子叶片的纵向轴线延伸,其用于接收横向销,其中为将转子叶片紧固于转子叶片固定装置上,张紧元件作用于横向销上,其中至少一个横向孔离毂侧转子叶片边缘的距离不同于其它横向孔到转子叶片边缘的距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于风能设备的转子叶片,其带有许多横向孔,这些横向孔在叶片基部的区域中横向于转子叶片的纵向轴线延伸,其用于接收横向销,其中为将转子叶片紧固于转子叶片固定装置上,张紧元件作用于横向销上。
背景技术
转子叶片利用横向销和张紧元件的此类紧固方案为众所周知。在现代的风能设备中,在毂和转子叶片之间的连接区域中存在高机械负载。这些负载随着风能设备变得越来越大而显著增加。连同预期的重量节省构造,这对用于安装转子叶片的部分的构造提出了最高的要求。相应地,已经设计出了相当一系列不同的方法来改进主要原理。
例如,根据DE 3 103 710A1,已知提供了一种在叶片基部的区域中带有环状连接端的纤维增强塑料材料构成的转子叶片,以及使用一种特定方法在该区域中基本上沿转子叶片的纵向引导纤维定向,以便能够在横向孔的区域中接收更大的力。此外,已经认识到转子叶片壳体被横向孔削弱,并且建议通过带有横向纤维定向的附加覆盖层而增强叶片基部。这样通过附加材料层而增强转子叶片壳体对于大的转子叶片具有限制性,因为当壁的厚度增加时,在通过放热反应硫化纤维增强塑料的基质材料的过程中发生的石南(heath)的消散是一个问题。此外,材料的必需费用增加。
根据DE 3 109 566A1,已知通过均匀强度的螺栓连接两个转子叶片部分,这些螺栓通过横向销锚定在转子叶片部分中并且通过专用设备设定成限定的预加张力。
根据US 4 236 873,已知在紧固的区域中通过内外钢制接合器套筒增强转子叶片的纤维复合材料。横向销穿过纤维复合材料和两个金属加强件。
DE 197 33 372C1示出了一种替代连接方法,其中横向销并不座落于穿过整个转子叶片壳体的横向孔中,但是横向销做得更短并且安装于转子叶片壳体的内外侧上的凹孔中且与相应的张紧元件配合。通过这样可减少横向孔对转子叶片的削弱。
其它紧固转子叶片的可能性见于DE 103 24 166B4。在其中,横向销延伸穿过整个转子叶片壳体并且悬挂在其内外侧上。张紧元件在这些悬垂区域中与横向销连接并且在转子叶片壳体外部延伸。通过这样,意图是避免由用于张紧元件的孔额外削弱转子叶片,这些孔通常在转子叶片壳体内部延伸。
最后,根据DE 102 14 340C1且WO03/057457A1而已知更多的技术,其中具有更复杂的形式的专门紧固元件包含于转子叶片壳体中用于在转子叶片中锚定张紧元件。
发明内容
从这点出发,本发明的目的是提供一种用于风能设备的转子叶片,其相对于可得到的强度改进了利用横向销和张紧元件的已知简单紧固方案。这个目的通过具有权利要求书1的特征的转子叶片解决。有利的实现方式表示于从属权利要求中。
根据本发明的转子叶片具有多个横向孔,这些横向孔在叶片基部的区域中横向于转子叶片的纵向轴线延伸,其用于接收横向销,其中为将转子叶片紧固于转子叶片固定装置上,张紧元件作用于横向销上。转子叶片的特征在于至少一个横向孔离毂侧转子叶片边缘的距离不同于其它横向孔离毂侧转子叶片边缘的距离。
本发明基于以下发现,即在离毂侧转子叶片边缘相等距离的横向孔常规配置中,当横向孔彼此紧邻时,因为孔之间保留相对较少的材料,横向孔对转子叶片的削弱增加。此外,在横向孔的常规配置中,可能促进沿着由横向孔形成的直线的材料断裂。此外,当使用通常的Triax材料时,其中纤维束的部分以相对于转子叶片的纵向轴成大约45°的角度延伸,视情况而定,这些成角度的纤维的大部分被紧邻的横向孔隔断,这又另外减小了可承受应力能力。
转子叶片固定装置可直接形成于风能设备的毂上或者其可由分离的紧固凸缘形成,该凸缘又连接至毂。作为作用于横向销上的张紧元件,特别地考虑螺纹销,它们与横向销拧在一起。横向于转子叶片的纵向轴线延伸的横向孔还可与纵向轴线形成不同于90°的角度,因此“横向”并不限于正交方向。
通过根据本发明的横向孔的设置,实现了在横向孔数量相等时,两个横向孔之间的距离相对于在直线上的设置增加。通过这样,实现了两个横向孔之间剩余的材料的高稳定性。沿着横向孔之间的连接线的材料断裂的危险减少。另外一个优点是在横向销的区域中叶片凸缘可做得更薄,通过这减少了相应地更短的横向销的弯曲应力。视情况而定,销的数量还可增加。总而言之,转子叶片固定装置的强度提高。
特别有利的是,根据本发明的转子叶片可以使用常见制造工艺按照很简单的方法实现。没有产生制造转子叶片或转换待述的现有生产价值所需的额外成本。
根据本发明的一个优选实施例,横向孔设置在平行环绕着转子叶片基部的两个圆上,它们离毂侧转子叶片边缘距离不同。因此,在横向孔和毂侧转子叶片边缘之间只使用两个不同的距离。
优选地,横向孔在两个圆上偏移设置,使得相邻横向孔之间的连接线为之字形线。此外,优选的是,在之字形线上相邻的每两个横向孔之间的距离相等。因此,产生在两个相邻横向孔之间带有均一宽度的桥的对称之字形线。
在本发明的一个优选实施例中,两个平行圆之间的距离大约为一个圆上相邻的两个横向孔之间的距离的一半。通过横向孔的这种特殊设置,之字形线的齿即从一个横向孔到其相邻横向孔延伸的连接线具有90°的角度。
根据本发明的另外一个实施例,对于每个横向孔设置了一个横向于横向孔的方向延伸的纵向孔,其从横向孔引导至毂侧转子叶片边缘并且容纳着张紧元件。这样,在这种情况下,张紧元件位于转子叶片壳体的内部。替代地,还可以在转子叶片壳体外部引导张紧元件,通过这样可避免因为纵向孔而另外削弱转子叶片壳体。然而当在转子叶片壳体中的纵向孔内部引导张紧元件时,可以单个张紧元件实现至横向销的有利的对称连接。
在本发明的另外一个实施例中,横向孔以凹孔实现。就是横向孔并不以穿过转子叶片的整个壁的通孔而实现,而是它们用于容纳更短的横向销。通过这样,可以避免由每个单独的横向孔来削弱转子叶片。
根据本发明的另外一个优选实施例,在横向孔的区域中加固了转子叶片的壁。为了加强的目的,在该区域中的材料的厚度可例如通过另外的纤维层增强,或者另外的增强元件可应用于转子叶片的壁或包含于其中。
附图说明
在下文中,通过一个实例更详细地说明本发明,该实例的实现以两个图表示。
图1示出了根据本发明的转子叶片的叶片基部的示意性透视图,
图2示出了沿其纵向通过根据本发明的转子叶片的壁的剖面图,沿着横向孔和纵向孔,其与转子叶片固定装置连接,
图3示出了转子叶片壳体的切开部分中的横向和纵向孔的示意图。
具体实施方式
转子叶片的叶片基部绘制于图1中,转子叶片按照本身已知的方式由从纤维增强塑料材料制得的两个壳体半部组成。在转子叶片的毂侧端上,具有毂侧转子叶片边缘10,其由近似圆形的环状平面形成。环的宽度与该区域中的转子叶片壳体的材料厚度相对应。转子叶片的纵向轴线以12表示。毂侧转子叶片边缘10基本上垂直于纵向轴线12对准。
转子叶片设置有多个横向孔14、16。在所示的实例中,横向孔14、16横向于转子叶片的纵向轴线12对准,近似垂直地于该纵向轴12。然而,根据转子叶片的形状和靠近风能设备的毂的在图1中未示出的转子叶片固定装置38的形状,它们还可以相对于转子叶片的纵向轴线12倾斜。
横向孔14设置在18处以虚线表示的圆上,其环绕着整个转子叶片基部。与此相对应,横向孔16位于第二圆20上。通过这样,所有设置在圆20上的横向孔16离毂侧转子叶片边缘10具有相同的距离。设置在圆18上的横向孔14的距离也均匀一致,并且在所示的实例中,其大约为横向孔16距毂侧转子叶片边缘10的距离的两倍。
此外,图1示出了纵向孔22,每个纵向孔22分配给一个横向孔14、16。每个纵向孔22从毂侧转子叶片边缘10引导至一个横向孔14、16。因此,纵向孔22具有两种不同的长度,取决于它们是属于圆18上的横向孔14还是圆20上的横向孔16。纵向孔22用于接收张紧元件,要插入横向孔中的横向销通过该张紧元件相对于转子叶片固定装置被张紧。
在图2中,示出了固定于根据图1的转子叶片固定装置38上的转子叶片的壁30的剖面图。毂侧转子叶片边缘10紧密地安放于转子叶片固定装置38上。横向销32放进壁30中的横向孔16中。张紧元件通过螺纹36与该横向销32拧在一起,该横向销32作为圆柱形销34而获得。销34在壁30中的纵向孔22内部延伸,其从毂侧转子叶片边缘10引导至横向孔16,并且还通过转子叶片容纳设备38中的孔42,其通过螺母40固定,并且通过这样做,其相对于转子叶片固定装置张紧转子叶片。
在图3中,再次示意性地示出了图1的转子叶片壳体的切开部分的横向和纵向孔的布置。使用与图1中相同的附图标记。作为补充,利用24画出了连接同时彼此相邻的横向孔14、16的之字形线。横向孔14、16的直径大约为纵向孔22的直径的两倍。通过这样,待包含于纵向孔22中的张紧元件34可通过螺纹36有利地拧入横向销32中,横向销32将插入横向孔14、16中。
Claims (8)
1.一种用于风能设备的转子叶片,其具有多个横向孔(14、16),这些横向孔(14、16)在叶片基部的区域中横向于转子叶片的纵向轴线延伸,且用于接收横向销(32),其中为将转子叶片紧固于转子叶片固定装置(38)上,张紧元件(34)作用于横向销(32)上,其特征在于,横向孔(14)中的至少一个离毂侧转子叶片边缘(10)的距离不同于其它横向孔(16)离转子叶片边缘(10)的距离。
2.根据权利要求1所述的转子叶片,其特征在于,横向孔(14、16)设置在绕着转子叶片基部平行环绕的两个圆(18、20)上,所述孔离毂侧转子叶片边缘(10)距离不同。
3.根据权利要求2所述的转子叶片,其特征在于,横向孔(14、16)在两个环绕圆(18、20)上偏移设置,使得相邻横向孔之间的连接线为之字形线(24)。
4.根据权利要求3所述的转子叶片,其特征在于,在之字形线(24)上相邻的每两个横向孔(14、16)之间的距离相等。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的转子叶片,其特征在于,两个平行圆(18、20)之间的距离大约为在一个圆上的相邻的两个横向孔(14、16)之间的距离的一半。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子叶片,其特征在于,设置有用于每个横向孔(14、16)的横向于横向孔(14、16)的方向延伸的一个纵向孔(22),该纵向孔从横向孔(14、16)引导至毂侧转子叶片边缘(10)并且容纳着张紧元件(34)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的转子叶片,其特征在于,横向孔(14、16)形成凹孔。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子叶片,其特征在于,在横向孔(14、16)的区域中转子叶片的壁(30)被加固。
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PB01 | Publication | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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