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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt für Windenergieanlagen und insbesondere ein aus mehreren Elementen zusammengesetztes Rotorblatt.
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Zur Bereitstellung von elektrischer Energie für die Industrie und private Haushalte werden neben konventionellen Kraftwerksanlagen auf der Basis fossiler Brennstoffe oder der Kerntechnik Kraftwerksanlagen bevorzugt, bei denen eine stärkere Berücksichtigung von Umweltaspekten vorliegt. Hierzu zählen in besonders vielfältiger Weise Windenergieanlagen (Windkraftanlagen).
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Gemäß der vereinfachten und schematischen Darstellung von 4 umfasst eine einzelne Windenergieanlage W einen auf einem stabilen Fundament angeordneten Turm T, an dessen oberem Ende ein Rotor R mit vorzugsweise drei Rotorblätter Rb1, Rb2 und Rb3 angeordnet ist und durch die Windströmungen In Abhängigkeit von der vorherrschenden Windrichtung und der Windstärke in eine Drehbewegung bezüglich einer Drehachse D versetzt wird. Mit dem Rotor R ist direkt oder über ein geeignetes Getriebe ein in einem Maschinenhaus M angeordneter Generator verbunden, der die in dem Wind enthaltene Energie über die Drehung des Rotors R und damit den Antrieb des Generators in elektrische Energie umwandelt. Die mittels des Generators bereitgestellte elektrische Energie kann auf direktem Weg einem Verbraucher zugeführt werden. Ebenso kann diese Energie in ein allgemeines lokales oder öffentliches Leistungsversorgungsnetz oder Energieversorgungsnetz eines Energieversorgers eingespeist werden.
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Bei einem größeren Energiebedarf und den geographischen Möglichkeiten hinsichtlich eines häufiger auftretenden Windes können mehrere einzelne Windenergieanlagen in einem Verbund eingesetzt werden, der als Windpark bezeichnet wird. Die gesamte Energie des Windparks ergibt sich somit aus der Summe der durch die einzelnen Windenergieanlagen bereitgestellten Energie.
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Windenergieanlagen können in einem Bereich von mehreren 100 kW bis zu einem Megawattbereich (von beispielsweise derzeit von etwa 1 bis mehr als 6 MW) bereitgestellt werden. In diesem Fall können Werte für einen erforderlichen Rotordurchmesser von mehr als 100 m auftreten, sodass die Länge L (4) eines Rotorblatts im Bereich von mehr als 50 m liegt.
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Hierbei ist der Transport der sehr großen Rotorblätter mit der bei Windenergieanlagen der Multi-Megawattklasse erforderlichen Länge schwierig. Aus diesem Grund werden Rotorblätter mit der vorstehend angegebenen Länge in zumindest zwei oder mehrere Teile bzw. Segmente aufgeteilt. Dies führt zu der Möglichkeit, dass die einzelnen Segmente der jeweiligen Rotorblätter auf entsprechenden Fahrzeugen zu dem Standort der Windenergieanlage transportiert werden können und dort am Boden oder auch in Abhängigkeit von den vorherrschenden Bedingungen erst an der auf dem Turm T befindlichen Anlage zusammengefügt werden können. Im Allgemeinen werden die Rotorblätter oder zumindest das erste Segment eines Rotorblatts an einer Nabe der auf dem Turm angeordneten Anlage befestigt.
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5 zeigt in vereinfachter und schematischer Darstellung zwei Segmente eines Rotorblatts Rb, d. h. ein erstes Segment R1 und ein zweites Segment R2, die beispielsweise auf dem Boden der Baustelle der Windenergieanlage W oder am Turm T zusammengesetzt werden sollen. Zu diesem Zweck umfasst gemäß der vereinfachten Darstellung in 5 das erste Segment R1 Befestigungsöffnungen K, wobei in 5 schematisch zwei Befestigungsöffnungen gezeigt sind. Des zweite Segment R2 umfasst als Befestigungseinrichtung zwei Stifte oder Bolzen S, die derart an dem zweiten Segment R2 angeordnet sind, dass sie bei dem Zusammensetzten der beiden Segmente R1 und R2 in die Befestigungsöffnungen K hineinragen. Die Stifte oder Bolzen L können darin befestigt und gesichert werden. Auf diese Weise ist eine formschlüssige und verdrehsichere Befestigung der beiden Segmente R1 und R2 gewährleistet.
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In gleichartiger Weise lassen sich so die beiden gezeigten oder auch mehr als zwei Segmente eines sehr langen Rotorblatts Rb zusammensetzten.
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In diesem Zusammenhang kann eine reversible, d. h. eine unter bestimmten Bedingungen wieder zu lösende Verbindung der beiden Segmente R1 und R2 des Rotorblatts Rb vorteilhaft sein, da dies im Falle einer Beschädigung des Rotorblatts Rb die Möglichkeit bietet, mit geringerem Aufwand lediglich beschädigte oder aus sonstigen Gründen nicht mehr betriebsbereite Blattsegmente zu tauschen.
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Als ein wesentliches Auslegungskriterium bei der Dimensionierung und Herstellung der Rotorblätter gilt, dass das Rotorblatt Rb ein möglichst geringes Gewicht aufweisen soll, da dies sowohl vorteilhaft ist beim Transport, als auch bei der Montage und bei der Dimensionierung der gesamten Windenergieanlage, wie beispielsweise die Tragfähigkeit des Turms. Zur Bereitstellung eines geringen Gewichts werden daher die Rotorblätter derart großer Windenergieanlagen der Multi-Megawattklasse im Allgemeinen aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt. Die wegen der erheblichen Länge L des Rotorblatts Rb sich ergebene Aufteilung in Segmente erfordert, dass entsprechende Blatttrennstellen 4 (4 und 5) bei der Herstellung der Rotorblätter oder der Segmente aus Faserverbundwerkstoffen berücksichtigt werden müssen.
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Die Druckschrift
DE 29 21 152 C2 , offenbart ein Rotorblatt für Windkraftwerke, wobei mehrere Rotorblattsegmente miteinander verbunden werden können. Die Blattsegmente stoßen hierbei aneinander und werden mittels entsprechender Spannelemente gehalten. Eine Mehrzahl der Spannelemente, die in Form hochbelastbarer Seile aus entsprechenden Materialien gebildet sind, verläuft in einem spitzen Winkel zueinander in jeweiligen Führungsrohren, die im inneren Bereich des jeweiligen Blattsegments angeordnet sind. An den Schnittstellen zwischen benachbarten Rotorblattsegmenten können Führungsrohre oder Verbindungsbuchsen vorgesehen sein, die eine Verdrehsicherung der Rotorblattsegmente bilden können. Über die Fläche der benachbarten Enden jeweiliger Rotorblattsegmente ist eine Vielzahl derartiger Anordnungen vorgesehen, wobei mittels entsprechender Flanschelemente die Spannelemente fixiert werden.
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Die Druckschrift
WO 2009/135902 A2 offenbart die Anordnung eines mehrteiligen Rotorblatts einer Windenergieanlage, wobei mittels entsprechender Zwischenelemente Rotorblattsegmente miteinander verbunden werden. Die Zwischenelemente werden ineinander gesteckt und mittels eines gesonderten Elements verschraubt. Zuvor werden in den einzelnen Rotorblattsegmenten gebildete kastenförmige Profile mit unterschiedlichen Abmessungen ineinandergeschoben zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung. Die Rotorblattsegmente können somit verdrehsicher miteinander verbunden werden.
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Die Druckschrift
EP 2 243 953 A2 offenbart Verbindungselemente zur Verbindung einzelner Segmente eines mehrteiligen Rotorblatts, wobei die jeweiligen Segmente flanschförmige Enden mit einer Mehrzahl von Gewindebohrungen aufweisen. Die Rotorblattsegmente werden mit den jeweiligen flanschförmigen Enden aneinandergesetzt und in Verbindung mit den Gewindebohrungen mittels einer Mehrzahl von Gewindebolzen verschraubt. Die Gewindebohrungen sind über die Anlageflächen der flanschförmigen Enden verteilt, wobei eine Vielzahl von Gewindebolzen erforderlich ist und eine verdrehsichere Verbindung gebildet wird.
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Die Druckschrift
WO 2010/023299 A2 offenbart eine Verbindungseinrichtung für Segmente eines mehrteiligen Rotorblatts einer Windenergieanlage, wobei eine stabile und verdrehsichere Verbindung einzelner Rotorblattsegmente mittels einer Mehrzahl von Verbindungselementen gebildet wird, die mehr oder weniger formschlüssig im zusammengesetzten Zustand der Rotorblattsegmente ineinandergreifen. Die Verbindungselemente sind aus kastenförmigen Profilen oder weiteren Verbindungselementen mit anderen Formen gebildet und können in zusammengesetzten Zustand mittels entsprechender Bolzen oder Stifte verbunden werden, wobei eine formschlüssige und hinsichtlich der mehreren Rotorblattsegmente verdrehsichere Verbindung dieser Segmente gebildet wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 037 367 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum Verbinden von Rotorflügeln von Windenergieanlagen, wobei die jeweiligen Rotorflügel oder Rotorblätter mehrteilig durch mehrere Segmente gebildet werden. Aus den einzelnen Segmenten hervorstehende Verbindungselemente, die teilweise als kastenförmige Profile oder Hohlprofile mit mehreckiger Querschnittsfläche gebildet sind, ergibt sich im zusammengesetzten Zustand eine stabile und verdrehsichere Verbindung jeweils benachbarter Rotorblattsegmente. Die formschlüssige Verbindung kann durch weitere Elemente gesichert werden.
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Die Druckschrift
WO 2009 090 537 A2 offenbart ein modular (mehrteilig) aufgebautes Rotorblatt für Windenergieanlagen, wobei innerhalb des Profils der jeweiligen Rotorblattsegmente Aufnahmebereiche gebildet sind für hervorstehende kastenförmige Profile des benachbarten und anzufügenden Rotorblattsegments. Im ineinander gesetzten Zustand fluchten die jeweiligen Hohlprofile miteinander und ergeben eine formschlüssige und verdrehsichere Verbindung der benachbarten Rotorblattsegmente, wobei mittels entsprechender Stifte die jeweiligen Profile im zusammengesetzten Zustand gesichert werden können.
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Schließlich offenbart die Druckschrift
WO 2011/082511 A1 ein segmentiertes Rotorblatt für Windenergieanlagen, wobei mittels entsprechender Befestigungselemente die einzelnen Segmente des Rotorblatts zusammengesetzt werden können. Die Rotorblattsegmente weisen an einer Seite ein hervorstehendes Befestigungselement auf, das in entsprechende Öffnungen des benachbarten Rotorblatts eingreift. Die ineinander zu setzenden Profile weisen hierbei in ihrer Längsausdehnung entsprechende rillenförmige Vertiefungen auf, sodass formschlüssig eine Verdrehsicherung gewährleistet ist. Die Befestigung kann mittels entsprechender Verbindungsbolzen erfolgen.
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Bei bekannten Ausführungen derartiger lösbarer oder nicht lösbarer Blatttrennstellen (Verbindungsbereiche), wie in den vorstehend beschriebenen Anordnungen gemäß dem Stand der Technik werden häufig verschiedene Materialien eingesetzt, deren Verbindung teilweise Probleme erzeugen kann. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Materialeigenschaften, wie die Ausdehnung bei Belastungen und unterschiedlichen Temperaturen sein, wobei des Weiteren in Abhängigkeit von dem gesamten Aufbau des Rotorblatts, der Verbindungseinrichtungen und der Materialauswahl meist im Bereich der Blatttrennstellen durch den überwiegenden Einsatz von Metallteilen Massen- und Steifigkeitssprünge entstehen und das Gewicht bzw. die Masse des Rotorblatts erhöhen.
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Dies ergibt sich aus einer größeren Materialanhäufung im Bereich der Blatttrennstellen, durch Verwendung beispielsweise von Stahlteilen (in Verbindung mit den Faserverbundwerkstoffen des Rotorblatts) als Verbindungseinrichtungen, sodass im Bereich der Blatttrennstellen das Rotorblatt eine unterschiedliche Steifigkeit oder Elastizität im Vergleich zu dem weiteren Verlauf des gesamten Segments des Rotorblatts vorliegt. Dies kann sich negativ auf die Belastung des Rotorblatts und damit der gesamten Anlage auswirken. Weiterhin ist eine bauliche Ausführung einer Blatttrennstelle 4, wie sie in vereinfachter Form beispielsweise in 5 gezeigt ist, teilweise komplex und in der Herstellung zeitintensiv und damit teuer.
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Bei bisher ausgeführten bekannten Rotorsystemen werden die einzelnen Rotorblätter meist über entsprechende Drehlager an der Rotornabe N (in Verbindung mit der Drehachse D des Rotors) befestigt. Eine Drehbarkeit der Rotorblätter um ihre Längsachse ist erforderlich, um die Windenergieanlage optimal an die zu einem bestimmten Zeitpunkt herrschende Windgeschwindigkeit anzupassen. Hierbei wird der Anstellwinkel des Rotorblatts an die momentane Windgeschwindigkeit angepasst, sodass die vom Wind auf das Rotorblatt übertragene Leistung in entsprechender Weise beeinflusst werden kann (Pitchregelung, Pitchen).
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Die bekannten Ausführungen von Drehlagern für Rotorblätter gemäß der vorstehen Darstellung führen im Allgemeinen gemäß den vorstehenden Angaben zu einer starken Massenzunahme im Bereich der Befestigung des Rotorblatts an der Nabe, und kann durch die Verwendung oder die Notwendigkeit unterschiedlicher eingesetzter Materialien (Metalle und Faserverbundwerkstoffe) zu Problemen hinsichtlich einer dauerhaften Verbindung führen. Bei der in 5 gezeigten Anordnung der Blatttrennstelle 4 oder der zugehörigen Verbindungseinrichtung können die Befestigungsöffnungen K und die Stifte oder Bolzen S aus einem Metall gebildet werden, wobei auch Gewindebolzen beispielsweise in die Masse des Faserverbundwerkstoffs einlaminiert werden können. Die teilweise erheblich unterschiedlichen Materialeigenschaften können dabei zu Problemen führen.
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Bekannte Möglichkeiten der Befestigung von miteinander zu verbindenden Segmenten bestehen auch in einem Querbolzenanschluss, wobei das Rotorblatt an der Nabe oder auch einzelne Segmente des Rotorblatts miteinander mittels derartiger Anschlussmöglichkeiten mit einem Querbolzen verbunden werden können. Einfache und in bestimmten Umfang gewichtssparende Lösungen bestehen in dem direkten Einlaminieren von Befestigungselementen wie Metallbolzen. Auch können in dem gesamten Querschnitt des Rotorblatts bzw. eines Rotorblattsegments Aluminium-Leichtbauflansche eingesetzt werden und zur Verbindung der einzelnen Segmente dienen. Diese Maßnahmen führen jedoch häufig zu Materialanhäufungen und zu einem nicht stetigen Querschnittsverlauf und Steifigkeitsverlauf.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein aus mehreren einzelnen Teilen bzw. Segmenten bestehendes Rotorblatt einer Windenergieanlage derart auszugestalten, dass bei Erhaltung eines geringen Gewichts die einzelnen Segmente auf einfache Weise und sicher miteinander verbunden werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Rotorblatt für Windenergieanlagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, wobei das Rotorblatt mehrteilig ausgeführt ist. Es umfasst zumindest zwei Segmente zur Bildung des Rotorblatts, und ein Zwischenelement mit zwei einander gegenüber liegenden Endbereichen. Jedes Segment weist zumindest ein Verbindungsteil auf, in welche zur Verbindung der Segmente miteinander ein jeweiliger Endbereich des Zwischenelements eingesetzt wird. Zumindest ein Endbereich umfasst einen Eingriffsabschnitt zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung mit dem zumindest einen Verbindungsteil. Die Verbindungsteile und das Zwischenelement können aus einem gleichen oder einem gleichartigen Material bestehen. Der Eingriffsabschnitt des zumindest einen Endbereichs umfasst einen Gewindebereich, wobei die formschlüssige Verbindung eine Schraubverbindung ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird erreicht, dass auf einfache Weise im Bereich einer Blatttrennstelle (Verbindungsbereich) zwei Segmente eines Rotorblatts zusammengefügt werden können, ohne dass eine erhebliche Materialanhäufung im Vergleich zu dem weiteren Verlauf der jeweiligen Segmente des Rotorblatts erforderlich ist. Die beiden miteinander zu verbindenden Segmente des Rotorblatts werden mittels eines Zwischenelements (Verbindungselement) miteinander verbunden. Das Zwischenelement und die beiden zu verbindenden Segmente des Rotorblatts bestehen im Wesentlichen aus einem gleichen oder gleichartigen Material, sodass einerseits eine sichere Verbindung zwischen den jeweiligen Segmenten des Rotorblatts und dem Zwischenelement möglich ist, und andererseits durch die Gleichartigkeit des verwendeten Materials und durch weiteres Beachten der erforderlichen Dimensionierung die Anhäufung einer bei bekannten Ausführungen erforderlichen Materialmasse im Bereich der Blatttrennstelle sowie ein Sprung hinsichtlich der Steifigkeit der gesamten Anordnung weitgehend vermieden wird. Auf einfache Weise kann eine stabile und leicht zu handhabende Verbindung erreicht werden.
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Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die jeweiligen miteinander zu verbindenden Segmente des Rotorblatts aus einem möglichst leichten Material zu bilden, das noch die ausreichende Festigkeit aufweist, sodass auch ein geringes Gewicht der gesamten Anordnung erreicht wird, wenn mittels des aus einem gleichen oder gleichartigen Material bestehenden Zwischenelements die beiden Segmente miteinander verbunden werden. Durch das geringere Gewicht werden Transport und das Zusammensetzen der jeweiligen Teile am Ort der Windenergieanlage erleichtert. Dies betrifft insbesondere auch die mögliche Montage der einzelnen Segmente der Rotorblätter am Turm sowie die Austauschbarkeit einzelner Segmente der Rotorblätter während des Betriebs im Hinblick auf eine entsprechende Wartung oder bei Beschädigungen.
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Es wird des Weiteren das Trägheitsmoment der gesamten rotierenden Teile sowie die Komplexität der jeweiligen Blatttrennstellen erheblich vermindert.
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Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweils zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
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Die Eingriffsabschnitte der Endbereiche können jeweils Gewindebereiche aufweisen zur Bildung der Schraubverbindung mit den jeweiligen Verbindungsteilen. Des Weiteren kann ein Eingriffsabschnitt einen Gewindebereich und der andere Eingriffsabschnitt einen Gleitlagerbereich aufweisen.
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Das Material des Rotorblatts kann ein Faserverbundwerkstoff sein. Im Einzelnen können die Verbindungsteile und das Zwischenelement als hohl-zylindrische Faserverbundstrukturen gebildet sein, so dass für die Verbindungsteile und das Zwischenelement ein leichtes und gleichzeitig stabiles Material verwendet wird.
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Es kann einer der Gewindebereiche ein Rechtsgewinde und der andere Gewindebereich ein Linksgewinde aufweisen, und die Verbindungsteile im Bereich der Gewindebereiche können ein entsprechendes Innengewinde aufweisen. Hierbei kann zumindest ein Gewindebereich als ein konisches Gewinde oder als ein selbstsicherndes Gewinde ausgebildet sein.
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Im zusammengesetzten Zustand können die Verbindungsteile und das Zwischenelement einen Verbindungsbereich bilden, wobei die Wanddicke der hohlzylindrischen Struktur im Verbindungsbereich konstant ist und auf diese Weise keine unerwünschte Materialanhäufung auftritt.
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Es kann einer der Gewindebereiche zum gleitenden Lagern des jeweiligen damit in Eingriff stehenden Verbindungsteils ausgebildet sein.
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In zumindest einem Gewindebereich kann ein Verbindungsstoff zwischen dem betreffenden Endbereich des Zwischenelements und dem damit in Eingriff stehenden Verbindungsteil angeordnet sein, so dass eine feste und nur bedingt lösbare Verbindung entsteht.
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Das Material des Rotorblatts kann ein Faserverbundwerkstoff sein, und in den Eingriffsabschnitten sowie den entsprechenden Bereichen der damit in Eingriff stehenden Verbindungsteile kann partiell ein weiterer Stoff mit erhöhter Festigkeit vorgesehen sein.
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Es kann bei dem Rotorblatt das Zwischenelement derart in die Verbindungsteile eingesetzt sein, dass zumindest eines der Verbindungsteile relativ zu dem Zwischenelement drehbar gelagert ist, so dass durch die Gleitlagerung auch erhebliche Kräfte sicher aufgenommen werden können.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Rotorblatts mit mehreren Segmenten und Blatttrennstellen,
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2 eine Schnittansicht der miteinander verbundenen Rotorblattsegmente gemäß 1 entlang der Linie A-A, und eine Schnittansicht der Darstellung entsprechend der Linie B-B,
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3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Anordnung zusammengesetzter Rotorblattsegmente,
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4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer allgemeinen Windenergieanlage, und
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5 eine schematische Darstellung einer bekannten Blatttrennstelle von Segmenten eines Rotorblatts.
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1. Ausführungsbeispiel
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In einer schematischen und vereinfachten Darstellung von 1 ist ein Teil eines Rotorblatts 10, wobei das Rotorblatt 10 aus mehreren Teilen, d. h. aus mehreren Segmenten besteht. Ein erstes Segment (Rotorblattsegment) 1 ist mit einem zweiten Segment 2 zu verbinden, das gemäß 1 rechts des ersten Segments angeordnet ist. 1 zeigt ebenfalls als Beispiel ein drittes Segment 3, das seinerseits mit dem zweiten Segment 2 zu verbinden ist.
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In Verbindung mit 1 und der weiteren 2 wird eine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Segment 1 und 2 betrachtet. Weitere Segmente können in ähnlicher oder gleichartiger Weise jeweils miteinander verbunden werden.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung der Anordnung gemäß 1 entlang der Schnittlinie A-A. Die Schnittdarstellung gemäß 2 zeigt somit vollständig einen Verbindungsbereich 4 zwischen dem ersten Segment 1 des Rotorblatts 10 und dessen zweitem Segment 2. In dem Verbindungsbereich 4 zwischen den beiden zu verbindenden Segmenten 1 und 2 ist ein Zwischenelement 5 (Verbindungselement) angeordnet.
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In den jeweils dem Verbindungsbereich 4 benachbart liegenden Endbereichen der jeweiligen Segmente 1 und 2 befindet sich im Inneren des jeweiligen Segments eine hohlzylinderförmige Struktur mit einer vorbestimmten Wanddicke d (siehe 2), die bei dem Zusammensetzen der beiden Segmente 1 und 2 mit dem Zwischenelement 5 in Eingriff gelangt, und die als Verbindungsteile dienen.
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Im Einzelnen umfasst das erste Segment 1 ein Verbindungsteil 11, das als erstes Verbindungsteil 11 bezeichnet wird, und umfasst das zweite Segment 2 ein (zweites) Verbindungsteil 21, wobei das erste und zweite Verbindungsteil 11 und 21 etwa gleichen Durchmesser der zylindrischen Anordnung und etwa gleiche Wanddicke d aufweisen. Dies ist in 2 dargestellt.
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In dem Endbereich jedes Verbindungsteils 11 und 21 ist auf einer vorbestimmten Länge in Richtung der Längsausdehnung des zylindrischen ersten oder zweiten Verbindungsteils 11 und 21 jeweils eine Aussparung im Innern vorgesehen, die in Richtung des hohlen Bereichs des Verbindungsteils 11 und 21 jeweils einen Eingriffsbereich oder eine Eingriffsmöglichkeit beispielsweise in Form eines Innengewindes aufweist. Somit weist in seinem Endbereich jeweils benachbart zu dem Verbindungsbereich jedes Verbindungsteil 11 und 21 ein eigenes Innengewinde, und im Einzelnen den Gewindebereich 12 des ersten Verbindungsteils 11 und den Gewindebereich 22 des zweiten Verbindungsteils 21 auf.
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Gemäß der Darstellung in 2 steht in dem in dieser Figur gezeigten zusammengesetzten Zustand das Zwischenelement 5 jeweils in Eingriff mit dem ersten und zweiten Gewindebereich 12 und 22 (die gleichzeitig die Eingriffsabschnitte des Zwischenelements 5 darstellen), wobei hierzu das Zwischenelement 5 in seinen jeweils gegenüberliegenden Endbereichen (erster und zweiter Endbereich 51 und 52) einen entsprechenden Eingriffsabschnitt 12 und 22 umfasst. Die jeweiligen Eingriffsabschnitte 12 und 22 weisen beispielsweise ein Außengewinde auf, das hinsichtlich der Dimensionierung dem Innengewinde des ersten und zweiten Gewindebereichs 12 und 22 entspricht, sodass ein vollständiger Eingriff, beispielsweise in Form einer Schraubverbindung möglich ist.
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Der erste und zweite Gewindebereich 12 und 22 sind in 2 als der gemeinsame Bereich des jeweiligen Innen- und Außengewindes und der Eingriffsabschnitte des Zwischenelements 5 dargestellt.
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Das erste und zweite Verbindungsteil 11 und 21 des jeweiligen ersten und zweiten Segments 1 und 2 kann hierbei aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Vorzugsweise besteht jedoch das erste und zweite Verbindungsteil 11 und 21 aus einem hinsichtlich seiner Masse leichteren Werkstoff und kann beispielsweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Hierbei ist der Faserverbundwerkstoff des ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 identisch oder zumindest gleichartig.
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Das mit dem ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 in Eingriff stehende Zwischenelement 5 kann ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff bestehen, ist jedoch vorzugsweise ebenfalls aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet, der zu den Werkstoffen des ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 gleich oder gleichartig ist.
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Mit der Anordnung des ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 sowie des mit diesen Teilen in Eingriff stehenden Zwischenelements 5 kann eine feste und sichere Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil 11 und 21 und somit zwischen den ersten und zweiten Segment 1 und 2 des Rotorblatts 10 erreicht werden, indem das mit den entsprechenden Eingriffsabschnitten 12 und 22 (Außengewinde) ausgestattete Zwischenelement 5 jeweils in den ersten und zweiten Gewindebereich 12 und 22 der Segmente 1 und 2 eingeschraubt wird. Im Ergebnis werden die beiden miteinander zu verbindenden Blattsegmente über das Zwischenelement 5 miteinander formschlüssig und gleichzeitig mit einer erforderlichen Festigkeit und Elastizität verbunden.
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Zur Bildung der jeweiligen Gewindebereiche 12 und 22 in dem ersten und zweiten Verbindungsteil 11 und 21 werden die Innengewinde in entsprechender Weise eingebracht, beispielsweise eingefräst, sodass in einer entsprechenden vorbestimmten Tiefe die jeweiligen Gewindebereiche mit dem Innengewinde in dem beispielsweise Faserverbundwerkstoff ausgebildet sind. In gleicher Weise wird auf das Zwischenelement 5 in dessen Endbereichen 51 und 52 bzw. Eingriffsabschnitten 12 und 22, die in Engriff mit den jeweiligen Verbindungsteilen 11 und 21 stehen sollen, das Außengewinde aufgebracht, wobei dies jeweils zueinander passende Gewinde hinsichtlich der Dimensionierung desselben sind.
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Das Zwischenelement 5 ist in gleicher Weise wie die Verbindungsteile 11 und 21 der Segmente 1 und 2 als ein vor der Bearbeitung im Wesentlichen zylindrisches Element (Hohlzylinder, rotationssymmetrisch) ausgebildet ist, wobei auf die entsprechenden auch teilweise im Durchmesser reduzierten Umfangsflächen in den Endbereichen 51 und 52 die Gewinde aufgebracht bzw. eingeschnitten sind. Dies entspricht den Eingriffsabschnitten bzw. den Gewindebereichen 12, und 22.
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In der Darstellung gemäß 2 ist der erste Gewindebereich 12 beispielsweise als ein konisches Außengewinde auf der einen Seite des Zwischenelements 5 aufgebracht und steht im Eingriff mit einem entsprechenden konischen Innengewinde in dem ersten Rotorblattsegment 1 bzw. dem ersten Verbindungsteil 11. Der zweite Gewindebereich 22 zur Bildung einer Verbindung zwischen dem Zwischenelement 5 und dem zweiten Verbindungsteil 21 kann als ein zylindrisches Gewinde ausgeführt sein.
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Das Zwischenelement 5 wird in Verbindung mit der selbsthemmenden Wirkung des konischen ersten Gewindebereichs 12 in das erste Verbindungsteil 11 eingeschraubt, sodass beispielsweise die Verbindung zwischen dem Zwischenelement 5 und dem ersten Verbindungsteil 11 beim Einschrauben über ein vordefiniertes Anzugsmoment sicher hergestellt wird. Zumindest einer der Gewindebereiche (Eingriffsabschnitte) kann mit selbstsichernden Gewinden gebildet werden.
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In gleicher Weise kann das zweite Verbindungsteil 21 in Verbindung mit dem zylindrischen zweiten Gewindebereich 22 mit dem Zwischenelement 5 (dessen zweiter Eingriffsabschnitt 52) zusammengeschraubt werden, wobei auch hier in Verbindung mit einer selbsthemmenden Wirkung des ausgeführten Gewindes mit einem vordefinierten Anzugsdrehmoment die Verschraubung erfolgen kann, sodass eine feste und starre Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil 11 und 21 und damit zwischen dem ersten und zweiten Segment 1 und 2 des Rotorblatts 10 über das Zwischenelement 5 erhalten wird.
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Es besteht in diesem Fall die Möglichkeit, bei einem der beiden Gewindebereiche 12 oder 22 ein Linksgewinde und bei dem jeweils anderen ein Rechtsgewinde vorzusehen. Im Einzelnen ist jeweils in dem ersten und zweiten Gewindebereich 12 und 22 der beiden Verbindungsteile 11 und 21 sowie dem Zwischenelement 5 die entsprechende Gewindeart vorzusehen, sodass die beiden Segmente 1 und 2 des Rotorblatts 10 und insbesondere die beiden Verbindungsteile 11 und 21 durch gleichzeitiges Eindrehen des Zwischenelements 5 miteinander fest verbunden werden, wenn eine selbsthemmende Wirkung der beiden Gewindebereiche 12 und 22 vorgesehen ist.
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Ist alternativ hierzu bei dem in 2 dargestellten zylindrischen zweiten Gewindebereich 22 keine Selbsthemmung vorgesehen und wird das zweite Verbindungsteil 21 weitgehend, jedoch nicht vollständig mit dem Zwischenelement 5 über den zweiten Eingriffsabschnitt bzw. den zweiten Gewindebereich 22 verschraubt, dann besteht die Möglichkeit, dass über das Zwischenelement 5 die beiden miteinander verbundenen Verbindungsteile 11 und 21 der jeweiligen Segmente 1 und 2 gegeneinander verdrehbar befestigt sind. Zum Erreichen einer relativen Drehbarkeit zueinander ist es somit erforderlich, dass zumindest einer der Gewindebereiche 12 oder 22 nicht bis zur möglichen Einschraubtiefe eingeschraubt wird, sodass innerhalb eines vorbestimmten oder angemessenen Winkelbereichs die beiden Segmente 1 und 2 relativ zueinander verdreht werden können, während eine sichere Verbindung zwischen diesen Elementen noch besteht. In diesem Fall dient die Schraubverbindung über beispielsweise den zweiten Gewindebereich 22 einerseits zu der Befestigung des zweiten Verbindungsteils 21 mit dem Zwischenelement 5 und auch zur gleitenden Lagerung des zweiten Verbindungsteils 21 und somit des zweiten Segments 2 des Rotorblatts 10 für die Möglichkeit der Verdrehung des zweiten Segments 2 gegenüber dem ersten Segment 1. Eine derartige Anordnung mit der Verdrehbarkeit über einen der beiden Gewindebereiche 12 oder 22 kann dann zur Anwendung kommen, wenn die auf die verschiedenen Segmente eines mehrteiligen Rotorblatts wirkenden Kräfte von dieser Art der Verbindung getragen werden können. Zur relativen Drehung der Segmente sind entsprechende Aktuatoren oder Mechanismen vorzusehen.
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Um eine dauerhafte Drehlagerung des in diesem Fall zweiten Segments 2 als äußeres Segment in Verbindung mit dem beispielsweise zweiten Gewindebereich 22 zu erreichen und um eine hohe Lebensdauer der jeweiligen Gewindebereiche zu gewährleisten, können im Bereich der Gewindeverzahnungen geeignete weitere Werkstoffe als Zusatz in die Faserverbundstruktur des Faserverbundwerkstoffs eingebracht oder als eine besondere Schicht aufgebracht werden, mit denen eine lokal (partiell) höhere Festigkeit und auch eine Abriebfestigkeit im Falle der Verdrehung erreicht wird.
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Bei der Dimensionierung der miteinander zu verbindenden Teile wie des ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 mittels des Zwischenelements 5 sind diese beteiligten Elemente derart ausgebildet, dass im Inneren ein im Wesentlichen zylindrischer Hohlraum gebildet wird. Innerhalb der in 2 im Schnitt dargestellten Wanddicke d beispielsweise des ersten Verbindungsteils 11 ist der Gewindebereich 12 angeordnet. Der Durchmesser des inneren Hohlraums, der jeweils in den beteiligten Elementen 5, 11 und 21 vorgesehen ist, ist im Wesentlichen bei diesen Elementen gleich, sodass gemäß der Darstellung in 2 entlang des Verlaufs des inneren Hohlraums von beispielsweise dem ersten Verbindungsteil 11 zu dem Zwischenelement 5, d. h. entlang des Verlaufs einer inneren Kontur 7 keine oder nur eine innerhalb von Toleranzen liegende unwesentliche Stufe und damit Veränderung des Durchmessers des inneren Hohlraums auftritt.
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Dies gilt in gleicher Weise für den Übergangsbereich zwischen dem Zwischenelement 5 und dem zweiten Verbindungsteil 21 gemäß 2A. Auch hier tritt keine wesentliche Stufe entlang des inneren Hohlraums auf. Die innere Kontur 7 bleibt im Wesentlichen gleichförmig oder stetig.
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Bei einer geeigneten Wahl der jeweiligen Durchmesser der zylindrischen Strukturen (des ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 und des Zwischenelements 5) und der Abtragungstiefe (d. h. die jeweilige Gewindetiefe) bei der Erstellung der Gewindegänge ergibt sich nach der Montage oder dem Einsetzen des Zwischenelements 5 in die jeweiligen Verbindungsteile 11 und 21 der Segmente 1 und 2 zwischen den beiden Segmenten 1 und 2 des Rotorblatts 10 ein annähernd kontinuierlicher oder auch stetiger Querschnittsverlauf auch im Bereich der Trennstelle und dadurch bedingt keine Massenanhäufung oder Massenänderung oder damit in Verbindung stehende Veränderungen der Elastizität oder der Steifigkeit in diesem Bereich. Es ergibt sich vielmehr der in 2 veranschaulichte annähernd stufenfreie Übergang zwischen dem ersten Verbindungsteil 11, dem Zwischenelement 5 und dem zweiten Verbindungsteil 21 in Bezug auf die Wanddicke d und den Verlauf des inneren Hohlzylinders bei der gewählten Anordnung.
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Insbesondere zeigt in diesem Zusammenhang 2 in vereinfachter Form die entsprechend der Dimensionierung der einzelnen Bauteile (beispielsweise in Abhängigkeit von den aufzunehmenden Kräften) die Bestimmung der Wanddicke d. Der Schnitt in 2 entspricht der Schnittlinie B-B. Eine gleiche Darstellung ergäbe sich für einen Schnitt durch eines der Verbindungsteile 11 oder 21 in einem Bereich außerhalb des jeweiligen ersten oder zweiten Gewindebereichs 12 oder 22.
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Nach dem Zusammensetzen oder Verschrauben der beteiligten Elemente, d. h. des ersten und zweiten Verbindungsteils 11 und 21 und des Zwischenelements 5 ergibt sich ebenfalls in der äußeren Form eine gemeinsame Außenkontur 6, die bis auf unvermeidbare Toleranzen und kleine Lücken zum Erhalt einer Beweglichkeit, keine oder nur unwesentliche Stufen aufweist. Dies entspricht im Hinblick auf den inneren Hohlraum der gemeinsamen gleichmäßigen bzw. stetigen Innenkontur 7, die ebenfalls keine wesentlichen Stufen oder Lücken aufweist Dabei wird im Bereich der Blatttrennstelle bzw. im Verbindungsbereich 4 der beiden Verbindungsteile 11 und 21 unter im Wesentlichen Beibehaltung der Wanddicke d die äußere Kontur 6 eibehalten, sodass Masseveränderungen und damit Gewichtsveränderungen im Bereich der Blatttrennstelle vermieden werden. Dies wird unterstützt durch die Tatsache, dass die beiden Verbindungsteile 11 und 21 sowie das Zwischenelement 5 im Wesentlichen aus demselben oder einem gleichartigen Material, wie beispielsweise einem Faserverbundmaterial bestehen. Es wird im Einzelnen eine (hohl-)zylindrische Faserverbundstruktur mittels der Verbindungsteile 11 und 21 sowie dem Zwischenelement 5 gebildet.
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Mit einer Ausführung eines Rechts- und eines Linksgewindes in der jeweiligen Gewindekombination des ersten und zweiten Gewindebereichs 12 und 22 können die miteinander zu verbindenden beiden Segmente 1 und 2 des Rotorblatts 10 durch Drehen des Zwischenelements 5 bis zum Erreichen des vorgegebenen Anzugsdrehmoments (zumindest auf einer der beiden Seiten) fest miteinander verbunden werden, ohne dass eines der Segmente 1 oder 2 des Rotorblatts 10 selbst gedreht werden muss.
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2. Ausführungsbeispiel
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Gemäß der Darstellung in 3 sind gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zwei gleichartige Gewindebereiche 12 und 22 in Form jeweils zylindrischer Gewindebereiche in den Eingriffsabschnitten 51 und 52 des Zwischenelements 5 sowie in den Verbindungsteilen 11 und 21 dargestellt. Beide Gewindebereiche 12 und 22 können selbsthemmend (selbstsichernd) ausgeführt sein und es besteht in gleicher Weise wie bei der Anordnung gemäß 2 die Möglichkeit, auf der einen Seite des Zwischenelements 5 (d. h. in einer der beiden Endbereiche 51 oder 52 oder Eingriffsabschnitte 12 oder 22), beispielsweise im ersten Gewindebereich 12 ein Rechtsgewinde und bei der anderen Seite, beispielsweise im zweiten Gewindebereich 22 ein Linksgewinde vorzusehen. Es werden mit dieser Anordnung die gleichen Vorteile erreicht, wie bei der Anordnung gemäß 2. Es kann der Gewindedurchmesser eines der Gewindebereiche 12 oder 22 zu den Jeweils anderen unterschiedlich ausgeführt sein, wobei in jedem Fall im Wesentlichen die Wanddicke d zum Erreichen eines annähernd stetigen Querschnittsverlaufs beibehalten wird. Der stetige Querschnittsverlauf ergibt in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung gemäß 2 jeweils eine gemeinsame stetige Außenkontur 6 bezüglich der äußeren Form, sowie eine stetige Innenkontur 7 bezüglich des inneren zylindrischen Hohlraums, der in den beiden Verbindungsteilen 11 und 21 und dem Zwischenelement 5 gebildet ist.
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Neben dem stetigen Querschnittsverlauf kann des Weiteren durch die Verwendung gleicher oder gleichartiger Materialien (vorzugsweise ein Faserverbundwerkstoff) auch ein stetiger Steifigkeitsverlauf und Masseverlauf erreicht werden.
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In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel kann auch hier einer der Gewindebereiche 12 oder 22 in der Weise ausgeführt sein, dass das jeweils einzuschraubende Verbindungsteil 11 oder 21 nicht bis zur vollständigen Einschraubtiefe mit dem Zwischenelement 5 verschraubt bzw. verbunden wird (in Eingriff steht), sodass das betreffende Verbindungsteil 11 oder 21 und damit das zugehörige Segment (erstes oder zweites Segment 1 oder 2) wie bei einer Drehlagerung (beispielsweise bei einem Wälzlager) auf dem Gewinde gegenüber dem Innen angeordneten Zwischenelement 5 verdreht werden kann.
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Mit der Möglichkeit des Verschraubens der beiden Verbindungsteile 11 oder 21 mittels des Zwischenelements 5 im Verbindungsbereich 4 wird in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine wieder zu öffnende (reversible) Verbindung erzielt, wobei auf einfache Weise die an der Verbindung beteiligten Elemente, wie die Verbindungsteile 11 und 21 und das Zwischenelement 5, hergestellt und ebenfalls vergleichsweise einfach miteinander verschraubt und zusammengesetzt werden können.
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Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können einerseits die miteinander zu verbindenden Segmente 1 und 2 des Rotorblatts R fest und verwindungssteif und doch lösbar miteinander verbunden werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, wenn einer der beiden Gewindebereiche 12 und 22 derart ausgeführt wird, dass das entsprechende Verbindungsteil 11 oder 21 nicht vollständig bis zu einem möglichen Anschlag eingeschraubt wird, das zugehörige Segment drehbar mittels dieses Gewindes zu lagern. Somit sind die einzelnen Segmente 1 und 2 miteinander verbunden, Jedoch gegeneinander im letzteren Fall verdrehbar.
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Mit dieser Anordnung ist es möglich, auf einfache Weise ohne weitere Teile und Komponenten für eine gewünschte Drehlagerung vorzusehen, die einzelnen Segmente 1 oder 2 (oder auch weitere Segmente) des Rotorblatts 10 zu verdrehen, wobei eine sehr feinfühlige und schnelle Leistungsregelung des sich drehenden Rotors erreicht werden kann. Neben der Möglichkeit, dass die einzelnen miteinander verbundenen Segmente des Rotorblatts 10 nicht relativ zueinander verdreht sondern miteinander in der Längsausdehnung des Rotorblatts 10 fluchtend ausgerichtet sind, können einzelne oder mehrere Segmente gezielt in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen drehbaren Lagerung in beliebige Richtung gedreht werden, sodass die verdrehten Segmente unterschiedliche Drehwinkel um eine Längsachse des Rotorblatts R aufweisen.
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Insbesondere ist diese Möglichkeit vorteilhaft für schnell ablaufende Regelungen, um beispielsweise Leistungsschwankungen über den Umlauf des Rotorblatts 10 zu regeln. In einem solchen Fall kann nur eines der betreffenden Segmente des Rotorblatts, beispielsweise gemäß 1 das äußerste und gemäß 1 das dritte Segment 3 der jeweiligen Rotorblätter in entsprechender Weise gezielt relativ zu den anderen beiden Segmente 1 und 2 verdreht werden. Für Anfahrvorgänge der Windenergieanlage oder um die Rotordrehung erheblich zu vermindern oder den Rotor anzuhalten können mehrere Segments gleichzeitig und auch unterschiedlich verdreht werden. Zusätzliche Maßnahmen zum Erreichen der jeweiligen Drehlagerung der Segmente zueinander sind nicht erforderlich.
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In diesem Zusammenhang kann der Aufbau einer Blatttrennstelle oder des Verbindungsbereichs 4 in der Ausführung gemäß 2 in jedem Verbindungsbereich 4 des Rotorblatts 10, d. h. zwischen den einzelnen zu verbindenden Segmenten (1) angeordnet werden.
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Es ergibt sich somit durch die vorstehend beschriebenen Anordnungen entweder eine feste Verbindung der Segmente des Rotorblatts oder eine Drehlagerung der Segmente zueinander, ohne dass es zu einer Massenveränderung oder zu Steifigkeitssprüngen im Verbindungsbereich 4 kommt, da im Wesentlichen gleiche oder gleichartige Materialen eingesetzt werden und im Wesentlichen die die Lasten aufnehmende Wanddicke d beibehalten wird.
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Abwandlungen
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann eine Drehlagerung eines der miteinander zu verbindenden Segmente 1, 2 oder 3 erreicht werden, Indem bei einem betreffenden Gewindebereich 12 oder 22 das zugehörige Verbindungsteil 11 oder 21 nicht vollständig bis zu einem möglichen Anschlag des Gewindes mit dem Zwischenelement 5 (dessen Eingriffsabschnitt) in Eingriff steht bzw. verschraubt wird und somit in vorbestimmter Weise und um vorbestimmte Winkel verdrehbar ist. Können in einem derartigen Fall bei großen und schweren Rotorblättern und damit auch entsprechend schweren Segmenten die im Verbindungsbereich auftretenden Kräfte nicht sicher über eine Drehlagerung mittels eines jeweiligen Gewindebereichs 12 oder 22 (d. h. über die Gewindegänge in dem Faserverbundwerkstoff) aufgenommen werden, dann besteht die Gefahr, dass diese Kräfte nicht über die Gewindeverzahnung im jeweiligen Gewindebereich übertragen werden können. In diesem Fall wird einer der am äußeren Ende des Segments liegenden Bereiche eines der Verbindungsteil 11 oder 12 nicht in Verbindung mit einem Gewinde, sondern als ein zur Aufnahme größerer Kräfte geeignetes Gleitlager ausgeführt, wobei in diesem Fall der zugehörige Endbereich 51 oder 52 oder Eingriffsabschnitt des Zwischenelements 5 in gleicher Weise ausgeführt ist, und wobei die bei der Drehung des Rotors entlang der Längsausdehnung des Rotorblatts auftretenden Massenkräfte und Fliehkräfte durch in die Rotorblattstruktur eingebrachte Sicherungselemente auf das Zwischenelement 5 oder die Nabe übertragen werden können.
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Zur Bildung einer festen Verbindung mittels der beiden Verbindungsteile 11 und 21 und des Zwischenelements 5 über die jeweiligen Gewindebereiche 12 und 22 kann ein Verkleben zumindest einer Gewindeverzahnung vorgenommen werden, wodurch diese Schraubverbindung dann nicht mehr auf einfache Weise geöffnet werden kann. Es besteht die Möglichkeit, bei zumindest einem Gewindebereich 12 oder 22 einen derartigen Stoff (Verbindungsstoff) zu verwenden, wenn in einem bestimmten Fall eine nicht mehr zu öffnende und damit sichere Verbindung hergestellt werden soll oder hilfreich ist.
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Es besteht weiterhin die Möglichkeit, durch geeignete Werkstoffe oder durch ergänzende Werkstoffe in den jeweiligen Gewindebereichen 12 und 22 der beteiligten Elemente die Haltbarkeit des jeweiligen Gewindebereichs und auch einen verringerten Verschleiß, insbesondere im Falle einer Drehlagerung eines der Segmente des Rotorblatts zu erreichen. Eine derartige teilweise auch partielle Anwendung von weiteren Materialien (Stoffen) in Verbindung mit dem Faserverbundwerkstoff zur Bereitstellung einer weitgehend verschleißarmen Oberfläche ist auch für die Ausführung des Zwischenelements 5 (bzw. dessen Eingriffsabschnitt) einseitig ohne einen Gewindebereich und stattdessen mit einem Gleitlagerbereich möglich. Es besteht die Möglichkeit einer Beschichtung der Oberfläche der Eingriffsbereiche oder Gewindebereiche sowie die Ausführung mit einer gleitenden Lagerung. Eine derartige Ausführung unterstützt die sichere und haltbare gleitende Lagerung eines jeweiligen Segments des Rotorblatts 10 in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung.
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In den jeweiligen Verbindungsbereichen 4, wie sie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt sind, können zwischen den einzelnen beteiligten Elementen, wie die Verbindungsteile 11 und 21 und das Zwischenelement 5 jeweils Dichtungselemente unterschiedlicher Art eingesetzt werden, die ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Verschmutzung verhindern. Derartige Dichtungselemente sind in den Figuren zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
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Mittels der vorstehend beschriebenen Anordnung ist es nicht erforderlich, in den Werkstoff der Verbindungsteile 11 oder 21 und des Zwischenelements 5 Teile aus fremden Materialien, wie beispielsweise aus Metall, einzubringen und insbesondere mittels eines Laminierverfahrens einzusetzen und zu befestigen. Durch den Wegfall des Erfordernisses des Einlaminierens insbesondere von Metallteilen, können in dem Verbindungsbereich 4 Materialanhäufungen (unstetige Wanddicke), größer werdende Massen und auch erhebliche Sprünge in Bezug auf Elastizität und Steifigkeit der gesamten Anordnung vermieden werden.
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Im Falle der drehbaren Anordnung von einzelnen Segmenten (beispielsweise der Segmente 1, 2 und 3) sind im Bereich der jeweiligen Trennstelle oder dem Verbindungsbereich 4 entsprechende mechanische Einrichtungen zur Verdrehung und gegebenenfalls auch Sensoren zur Erfassung der Drehbewegung (beispielsweise Winkelsensoren) erforderlich.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren beschrieben.
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Es ist jedoch für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann selbstverständlich, dass die Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gemäß den vorstehend beschriebenen Figuren und die für die jeweiligen Bauteile und Komponenten verwendeten Bezugszeichen der Figuren und der Beschreibung sowie die beispielhaften Angaben nicht einschränkend auszulegen sind. Somit ist die Erfindung nicht auf die angegebenen Darstellungen der Figuren beschränkt. Vielmehr werden als zur Erfindung gehörig sämtliche Ausführungsformen und Varianten angesehen, die unter die beigefügten Patentansprüche fallen.
