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Diese
Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein System zum Formen eines
Blatt- bzw. Rotorblattabschnitts, und insbesondere auf ein System zum
Formen von mindestens einem Blattabschnitt.
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Rotorblätter, wie
etwa diejenigen, die man in großen
Windturbinen antrifft, enthalten typischerweise mindestens eine
biegsame Wurzelabschnittschicht, die aus Fiberglas oder Glaszusammensetzung
einschließlich
biaxialen und unidirektionalen Fasern besteht. Diese Wurzelabschnittschichten werden
derzeit innerhalb des Rotorblatts mittels eines Verfahrens installiert,
das umfasst: Schneiden des Glases in Wurzelabschnitte, Aufrollen
der einzelnen Abschnitte auf eine Vielzahl von Rohren, Befördern der
Rohre zu einem Rotorblattformkörper,
Abrollen eines jeweiligen Abschnitts auf einem jeweiligen Rohr,
und einzeln Aufschichten und Einbauen eines jeweiligen Wurzelabschnitts
in den Rotorblattformkörper,
wo diese schließlich
behandelt werden, um auszuhärten
und das Rotorblatt auszubilden. Weil jeder Wurzelabschnitt in den
Rotorblattformkörper
eingeschichtet wird, muss darüber
hinaus dieser Wurzelabschnitt innerhalb des Blatts festgeklebt oder festgeklemmt
werden, um ein Formen von jeder Wurzelabschnittsschicht in die Form
des Rotorblatts zu erleichtern.
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Während dieses
Verfahrens ein effektives Mittel ist, um Wurzelabschnitte innerhalb
des Rotorblatts auszubilden und zu installieren, kann es dadurch
doch zeitaufwändig
sein, dass das einzelne Aufrollen, Abrollen, Aufschichten und Verkleben
einer jeweiligen Wurzelabschnittlage mehrere einzelne Wurzelabschnittslagen-Behandlungen
erfordert. Darüber
hinaus kann aufgrund dieser mehreren Behandlungen die Wahrscheinlichkeit
für strukturelle
Fehler innerhalb der Schichten, und damit dem Rotorblatt, aufgrund
von menschlichen Fehlern hoch sein. Dies rührt daher, weil mit jedem Behandlungsschritt
des Glases (auf dem Rohr, weg von dem Rohr und in das Blatt hinein)
die Wahrscheinlichkeit von Schichtfaltenbildung und Störungen zunehmen,
wodurch die Blattstruktur beeinflusst wird. Weiterhin kann jedes den
Schichten hinzugefügte
Stück Klebeband
Inkonsistenz und Verwindung innerhalb des Glases bewirken, was die
strukturelle Integrität
noch weiter beeinflusst. Aus diesen Gründen besteht ein Wunsch nach einem
effizienteren System und Verfahren zum Formen und Einbauen von Wurzelabschnitten
aus Glas innerhalb eines Rotorblatts.
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Im
Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die vorgenannten, mit dem Stand der Technik zusammenhängenden
Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 und ein Verfahren
nach Anspruch 7 gelöst.
Weitere Aspekte, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und
den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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Nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Formen eines Blattabschnitts
bereitgestellt, wobei das System folgendes umfasst: einen Transportrahmen,
mindestens einen dem Transportrahmen abnehmbar zugeordneten Transportträger, und
eine einen Blattabschnitt ausbildende Struktur, die für den Transportrahmen
und den mindestens einen Transportträger aufnahmefähig ist.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ausbilden eines
Blattabschnitts bereitgestellt, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
Anordnen von mindestens einer Blattabschnittlage auf mindestens
einem Transportträger,
wobei der Transportträger
einem Transportrahmen zugeordnet ist, Anordnen der mindestens einen
Blattabschnittlage auf einer einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur,
indem der Transportrahmen und der mindestens eine Transportträger der
einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur zugeordnet werden, Unterstützen der
mindestens einen Blattabschnittlage mit der einen Blattabschnitt
ausbildenden Struktur, die eine einen Blattabschnitt herstellenden
Konfiguration umfasst, wobei der mindestens einen Blattabschnittlage
ermöglicht wird,
sich in die eine Blattabschnitt herstellende Konfiguration umzuformen,
und Einbauen der mindestens einen Blattabschnittlage und der einen
Blattabschnitt ausbildenden Struktur innerhalb eines Formkörpers für ein Rotorblatt.
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Die
vorgenannten und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sollten aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von veranschaulichenden
Ausführungsformen
vollständiger verstanden
werden, wenn diese zusammen mit den beigefügten Figuren herangezogen werden,
wobei gleiche Elemente in den mehreren Figuren gleich nummeriert
sind:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht von oben auf eine Förder- bzw. Transportanordnung
nach einer beispielhaften Ausführungsform;
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2 ist
eine perspektivische Seitenansicht einer einen Blattabschnitt ausbildenden
Struktur nach der beispielhaften Ausführungsform;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht von oben von Blattabschnittlagen und
der Transportanordnung nach der beispielhaften Ausführungsform;
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4 ist
eine perspektivische Seitenansicht einer einen Blattabschnitt ausbildenden
Struktur, der Blattabschnittlagen und der Transportanordnung nach
der beispielhaften Ausführungsform;
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5 ist
eine perspektivische Seitenansicht der Blattabschnittlagen, die
auf der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur nach der beispielhaften Ausführungsform
angeordnet sind;
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6 ist
eine perspektivische Seitenansicht von Befestigungsstrukturen, die
die Blattabschnittlagen an der einen Blattabschnitt ausbildenden
Struktur nach der beispielhaften Ausführungsform befestigen;
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7 ist
eine perspektivische Seitenansicht der um eine Achse gedrehten,
einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur nach der beispielhaften
Ausführungsform;
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8 ist
eine perspektivische Seitenansicht von Blattabschnittlagen, die
innerhalb eines Formkörpers
nach der beispielhaften Ausführungsform
für ein
Rotorblatt angeordnet sind; und
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9 ist
ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Ausbilden eines Blattabschnitts
veranschaulicht.
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Eine
wesentliche Effizienz bei der Struktur eines Teils eines Rotorblatts
ist erreichbar, indem eine Auflage (Englisch: Lay-Up) von Glasmaterial
getrennt von dem Rotorblatt erzeugt und dann die Auflage als ein
einziges Bauteil eingebaut wird.
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Mit
Verweis auf die 1, 2 und 3 wird
eine beispielhafte Ausführungsform
eines Systems 100 zum Ausbilden eines Blattabschnitts veranschaulicht,
und sie umfasst eine Transportanordnung 102 und eine einen
Blattabschnitt ausbildende Struktur 104. Die Transportanordnung 102 umfasst
mindestens einen Transportträger,
einen Transportrahmen 110 und eine optionale Transportoberfläche 106,
wobei die Transportoberfläche 106,
wenn sie eingesetzt wird, mit dem mindestens einen Transportträger 108 und
dem Transportrahmen 110 abnehmbar verbunden ist. Der mindestens
eine Transportträger
und Transportrahmen 110 sind formsteif, wohingegen die
(optionale) Transportoberflä che 106 biegsam
ist und ein Material enthält,
das aus einer Gruppe ausgewählt
ist, die aus Elastomer-Materialien, Polymer-Materialien und die
vorgenannten Materialien enthaltenden Zusammensetzungen besteht. Der
mindestens eine Transportträger
ist als dem Transportrahmen 110 abnehmbar zugeordneter
Tragebalken 108 veranschaulicht. Diese abnehmbare Zuordnung
wird über
ein gewünschtes
Mittel erzielt, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf, die Tragestangen 108,
die mit einer Vielzahl von durch den Transportrahmen 110 definierten,
augenförmigen
Aushöhlungen
verbunden und wieder davon gelöst
werden können.
Auf diese Weise liegt die Transportoberfläche 106, wenn sie
eingesetzt wird, neben den Tragestangen 108 und kann von
den Tragestangen 108, die in Verbindung mit dem Transportrahmen 110 sind,
getragen werden.
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Mit
Bezugnahme nun auf die 2, 3 und 4 bildet
die oben eingeführte,
einen Blattabschnitt ausbildende Struktur 104 mindestens
einen Tragehohlraum (veranschaulicht als Tragehohlräume 112)
und umfasst eine einen Blattabschnitt herstellende Konfiguration
oder Form. Beispielsweise ist die einen Blattabschnitt ausbildende
Struktur 104 als negativer Abdruck eines Rotorblattformkörpers konfiguriert.
Wenn es daher mindestens einer biegsamen Blattabschnittlage 114,
wie etwa dünne
Lagen aus Glas, Fiberglas oder biaxiale und unidirektionale Fasern
enthaltenden Glaskomposit-Zusammensetzungen,
erlaubt wird, sich der einen Blattabschnitt herstellenden Konfiguration
der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 anzupassen,
dann wird die mindestens eine Blattabschnittlage 114 in
eine Form geformt, die innerhalb eines Rotorblattformkörpers 120 eingebaut
werden kann, und liegt neben einer Rotorblattformkörperwand,
wie in den 7 und 8 gezeigt.
Es sollte erkannt werden, dass die einen Blattabschnitt ausbildende
Struktur 104 um eine innerhalb der einen Blattabschnitt
ausbildenden Struktur 104 angeordnete Achse 116 drehbar
ist, wobei diese Drehbarkeit beim Einbau der mindestens einen Blattabschnittlage 114 innerhalb
des Rotorblattformkörpers 120 hilft.
Der Prozess, durch den diese Formung und dieser Einbau stattfinden,
wird weiter unten in größerer Einzelheit
beschrieben.
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Mit
Verweis auf 3 wird die mindestens eine neben
der Transportoberfläche 106 liegende Blattabschnittlage 114 gezeigt,
wobei die Transportoberfläche 106 von
dem mindestens einen Transportträger 108 in
Verbindung mit dem Transportrahmen 110 getragen wird. Es
sollte jedoch erkannt werden, dass falls die optionale Transportoberfläche 106 nicht eingesetzt
wird, die mindestens eine Blattabschnittlage 114 von dem
mindestens einen Transportträger (veranschaulicht
als die Transporttragestange 108) und/oder den Transportrahmen 110,
mit dem der mindestens eine Transportträger verbunden ist, getragen
wird.
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Die
mindestens eine Blattabschnittlage 114 wird über diese
Transportanordnung 102 (mit oder ohne die Transportoberfläche 106)
zu der in den 2, 4 und 5 veranschaulichten
und einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 befördert, wobei
die mindestens eine Blattabschnittlage 114 und Transportoberfläche 106 auf
der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 angeordnet
sind. Weil die Transportoberfläche 106 und
die mindestens eine Blattabschnittlage 114 (auf einmal)
auf der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 angeordnet sind,
treten die Transporttragestangen 108 in die Tragehohlräume 112 ein,
und ermöglichen,
dass die Transportoberfläche 106,
die als ein Puffer zwischen der einen Blattabschnitt ausbildenden
Struktur 104 und der mindestens einen Blattabschnittlage 114 wirkt,
die eine einen Blattabschnitt ausbildende Struktur 104 berührt, während der
mindestens eine Transportträger 108 von
der Berührung
mit der Transportoberfläche 106 und
dem Tragen der Transportoberfläche 106 und
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 gelöst wird.
Wenn die Transportoberfläche 106 und
die mindestens eine Blattabschnittlage 114, wie in 5 veranschaulicht,
getragen werden, dann formen sich die Transportoberfläche 106 und
alle der mindestens einen Blattabschnittlage 114 in die
einen Blattabschnitt herstellende Konfiguration der einen Blattabschnitt
ausbildenden Struktur 104 um, die nun für das Unterstützen der
Transportoberfläche 106 und
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 verantwortlich
ist. Die Transporttragestangen 108 werden dann von den Augenhohlräumen des
Transportrahmens 110 gelöst und aus den Tragehohlräumen 112 entfernt,
wie 2 veranschaulicht. Der Transportrahmen kann nun
auch aus der Nähe
der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 entfernt
werden. Es sei angemerkt, daß,
falls die biegsame Transportoberfläche 106 nicht zum
Unterstützen
und Transportieren der mindestens einen Blattabschnittlage 114 eingesetzt wird,
dann die mindestens eine Blattabschnittlage 114 auf der
einen Plattenabschnitt ausbildenden Struktur 104 angeordnet
wird, wobei sie sich der einen Blattabschnitt herstellenden Konfiguration
anpasst, ohne die optionale Anwesenheit und den Puffer, die durch
die Transportoberfläche 106 bereitgestellt
werden.
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Mit
Verweis nun auf die 6 und 7, sobald
die mindestens eine Blattabschnittlage 114, und, falls
eingesetzt, die Transportoberfläche 106 sich
zu der einen Blatabschnitt herstellenden Konfiguration der einen
Plattenabschnitt ausbildenden Struktur 104 ausgebildet
haben (oder währenddessen),
sichern Befestigungsvorrichtungen 118, wie etwa, jedoch nicht
beschränkt
auf, Gurte, die mindestens eine Blattabschnittlage 114 (und
die veranschaulichte, optionale Transportoberfläche 106) an der einen
Plattenabschnitt ausbildenden Struktur 104. Die nun befestigte
Blattabschnittlage 114 wird dann zusammen mit der einen
Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 um die Achse 116 gedreht.
Diese Drehung kann bis zu jedem dafür gewünschten Grad sein, um den Einbau
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 innerhalb des
Rotorblattformkörpers 120 zu
erleichtern, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf, 180 Grad.
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Mit
Verweis nun auf 7 sind die mindestens eine Blattabschnittlage 114,
die Transportoberfläche 116 (falls
vorhanden) und die einen Blattabschnitt ausbildende Struktur 104 um
180 Grad gedreht worden und innerhalb des Rotorblattformkörpers 120 eingebaut.
Wenn sie einmal eingebaut sind, werden die Befestigungsvorrichtungen 118 und
die einen Plattenabschnitt ausbildende Struktur 104 von dem
Rotorblattformkörper 120 (zusammen
mit der Transportoberfläche 106,
falls vorhanden) entfernt, wobei alle Blattabschnittlagen 114 in
diesem einen Einbauschritt eingebaut werden, und verbleiben in dem
Rotorblattformkörper,
wie in 8 gezeigt. Die Blattabschnittlagen 114 werden
dann mit einem Aushärtemittel,
wie etwa einem Harz, das die Blattabschnittlagen 114 verfestigt,
behandelt, wodurch die Rotorblattstruktur ausgebildet wird. Indem
alle der Blattabschnittlagen 114 gleichzeitig geformt und
eingebaut werden, im Gegensatz zu dem im Stand der Technik verwendeten
Verfahren, bei dem jeweils nur eine nach der anderen verarbeitet
wird, wird die Effizienz bezüglich
der Zeit und die strukturelle Integrität (weniger Möglichkeit
zum Faltenbilden und kein Klebeband) vergrößert. Es sollte erkannt werden,
dass die Blattabschnittlagen 114 innerhalb eines ganzen Rotorblatts
oder eines Abschnitts davon, einschließlich eines Wurzelabschnitts,
ausgebildet werden können.
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Mit
Verweis auf 9 wird ein Verfahren 200 zum
Ausbilden eines Blattabschnitts veranschaulicht, und das Verfahren
umfasst das Anordnen von mindestens einer Blattabschnittlage 114 auf
mindestens einem Transportträger
und einem Transportrahmen 110, wie in dem operativen Block 202 gezeigt.
Das Verfahren kann auch das Anordnen der mindestens einen Blattabschnittlage 114 auf
einer Transportoberfläche 106 umfassen,
wobei die Transportoberfläche 106 biegsam
ist und mit dem mindestens einen Transportträger und mit dem Transportrahmen 110 abnehmbar
verbunden ist. Zusätzlich
umfasst das Verfahren 200 das Befördern der mindestens einen Blattabschnittlage 114,
zusammen mit der Transportoberfläche 106 falls
vorhanden, zu der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 über den
mindestens einen Transportträger
und den Transportrahmen 110.
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Das
Verfahren 200 umfasst ferner das Anordnen der mindestens
einen Blattabschnittlage 114 auf einer einen Blattabschnitt
ausbildenden Struktur 104 durch Verbinden des Transportrahmens 110 und des
mindestens einen Transportträgers
zu der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104,
wie in dem operativen Block 204 gezeigt, wobei die einen
Blattabschnitt ausbildende Struktur 104 mindestens einen Trägerhohlraum
definiert und eine einen Blattabschnitt herstellende Konfiguration
umfasst. Wenn die mindestens eine Blattabschnittlage auf der Transportoberfläche 106 (wie
oben genannt) angeordnet wird, umfasst das Verfahren 200 ferner
das Anordnen der Transportoberfläche 106 und
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 auf der einen
Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104, wobei die Transportoberfläche 106 als
ein Puffer zwischen der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 und
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 wirkt.
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Zusätzlich umfasst
das Verfahren 200 das Tragen der mindestens einen Blattabschnittlage 114 mit
der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104, wobei
die einen Blattabschnitt ausbildende Struktur 104 eine
einen Blattabschnitt herstellende Konfiguration umfasst, zu der
sich die mindestens eine Blattabschnittlage 114 formen
kann, wie in dem operativen Block 206 gezeigt. Wiederum
gilt, daß, wenn
die mindestens eine Blattabschnittlage auf der Transportoberfläche 106 angeordnet
wird, das Verfahren 200 ferner das Unterstützen der
Transportoberfläche 106 und
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 mit der einen
Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 umfasst, wobei
es der mindestens einen Blattabschnittlage 114 und der
Transportoberfläche 106 erlaubt
wird, die einen Plattenabschnitt herstellende Konfiguration auszubilden.
Das Verfahren 200 umfasst auch das Entfernen des mindestens
einen Transportträgers
und Transportrahmens aus der Verbindung mit der einen Blattabschnitt ausbildenden
Struktur 104, wobei die mindestens eine Blattabschnittlage
auf diese Weise auf der einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 angeordnet wird
(und durch diese gestützt
wird), anstatt durch den mindestens einen Transportträger und
Transportrahmen 110.
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Nach
oder während
des Ausbildens umfasst das Verfahren 200 ferner das Befestigen
der mindestens einen Blattabschnittlage 114 an der einen
Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 und das Drehen der
einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 um eine
Achse 116.
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Mit
Verweis auf den operativen Block 208 umfasst das Verfahren 200 ebenfalls
das Einbauen der mindestens einen Blattabschnittlage 114 innerhalb
der Rotorblattform 120, indem die mindestens eine Blattabschnittlage 114 und
die einen Blattabschnitt ausbildende Struktur 104 innerhalb
eines Rotorblattformkörpers 120 angeordnet
werden. Immer noch einmal, wenn die mindestens eine Blattabschnittlage
auf der Transportoberfläche 106 angeordnet
wird, wird das Verfahren 200 zusätzlich das Einbauen der Transportoberfläche 106 innerhalb
des Rotorblattformkörpers 120 zusammen
mit der mindestens einen Blattabschnittlage 114 und der
einen Blattabschnitt ausbildenden Struktur 104 umfassen. Zusätzlich umfasst
das Verfahren 200 das Entfernen der einen Blattabschnitt
ausbildenden Struktur und der Transportoberfläche 106 (falls vorhanden)
aus dem Rotorblattformkörper 120,
und das Verfestigen der mindestens einen Blattabschnittlage 114,
um mindestens einen Abschnitt eines Rotorblatts auszubilden.
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Während diese
Erfindung mit Verweis auf eine beispielhafte Ausführungsform
beschrieben worden ist, so sollte von den Fachleuten auf diesem technischen
Gebiet verstanden werden, dass verschiedene Veränderungen ausgeführt und Äquivalente
für Elemente
davon ersetzt werden können, ohne
von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere werden die
Fachleute in dem technischen Gebiet verstehen, dass die vorliegende
Erfindung vorzugsweise auf ein, zwei oder mehrere Blattabschnittlagen 114 angewendet
werden kann. Zusätzlich
können
viele Modifikationen ausgeführt
werden, um eine bestimmte Situation oder Substanz an die Lehren
der Erfindung anzupassen, ohne von deren Schutzumfang abzuweichen.
Daher ist es wichtig, dass die Erfindung nicht auf die bestimmte
Ausführungsform,
die hier für
das Ausführen
dieser Erfindung als der derzeit beste Modus offenbart ist, vorgesehen
ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die in
den Schutzumfang der beigefügten
Patentansprüche
fallen. Darüber
hinaus gilt, dass mit Ausnahme da, wo es spezifisch angegeben wird,
jede Verwendung der Ausdrücke
erster, zweiter, usw. keine Reihenfolge oder Wichtigkeit bezeichnet,
sondern nur, dass die Ausdrücke
erster, zweiter, usw. verwendet werden, um ein Element von einem
anderen zu unterscheiden.