DE102011052934A1

DE102011052934A1 - Rotorblattanordnung einer Windkraftanlage mit einem Zugangsfenster und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102011052934A1
Application number: DE102011052934A
Authority: DE
Inventors: Thomas Miebach; Waseem Ibrahim Faidi; Peggy Lynn Baehmann; Shu Ching Quek; Chandra Sekher Yerramalli; Peter James Fritz
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: LM Wind Power AS
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-03-01
Also published as: US20110142667A1; CN102400844B; US7976275B2; DK201170467A; CN102400844A

Abstract

Es werden eine Rotorblattanordnung (300) mit einem Zugangsfenster (310) und Verfahren für den Zusammenbau einer Rotorblattanordnung offengelegt. Die Rotorblattanordnung (300) kann im Wesentlichen eine erste Schalenkomponente (316) und eine zweite Schalenkomponente (318) enthalten. Die erste Schalenknte (318) befestigt werden. Zusätzlich kann ein Zugangsbereich (324) in der ersten Schalenkomponente (316) und/oder der zweiten Schalenkomponente (318) definiert sein. Der Zugangsbereich (324) kann im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass ein Zugangsfenster (310) in der Rotorblattanordnung (300) definiert ist. Das Zugangsfenster kann so eingerichtet sein, dass es einen Zugang zu dem Innenbereich eines Abschnittes der Rotorblattanordnung (300) bereitstellt.

Description

Gebiet der Erfindung
Der vorliegende Erfindungsgegenstand betrifft allgemein Windkraftanlagen-Rotorblätter und insbesondere eine Rotorblattanordnung mit einem Zugangsfenster, das einen Zugang zu dem Innenbereich der Rotorblattanordnung bereitstellt.
Hintergrund der Erfindung
Windkraft wird als eine der saubersten, umweltfreundlichsten der derzeit zur Verfügung stehenden Energiequellen betrachtet und Windkraftanlagen haben diesbezüglich erhöhte Aufmerksamkeit gefunden. Eine moderne Windkraftanlage enthält typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und ein oder mehrere Rotorblätter. Die Rotorblätter gewinnen kinetische Energie des Windes unter Anwendung bekannter Flügelprinzipien. Die Rotorblätter wandeln die kinetische Energie in die Form von Rotationsenergie um, um so eine Welle anzutreiben, die die Rotorblätter mit einem Getriebe, oder wenn kein Getriebe verwendet wird, direkt mit dem Generator verbindet. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die an ein Stromversorgungsnetz geliefert werden kann.
Der Aufbau eines modernen Rotorblattes beinhaltet Haut- oder Schalenkomponenten und eine oder mehrere interne strukturelle Komponenten, wie z. B. Holmgurte und einen oder mehrere Holmstege. Die typischerweise aus Lagen von Faserverbundwerkstoff und/oder einem leichtgewichtigen Kernmaterial hergestellte Haut/Schale bildet die äußere aerodynamische Flügelform des Rotorblattes. Die Holmgurte steifen das Rotorblatt aus, indem sie auf beiden Innenseiten des Rotorblattes ein oder mehrere über die Länge des Rotorblattes verlaufende strukturelle Elemente integrieren. Holmstege sind strukturelle trägerartige Komponenten, die im Wesentlichen rechtwinklig zwischen den oberen und unteren Holmgurten verlaufen und sich quer zu dem Innenabschnitt des Rotorblattes zwischen den Außenhäuten erstrecken. Die Holmgurte wurden bisher typischerweise aus glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen aufgebaut, obwohl einige größere Blätter aus kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen aufgebaute Holmgurte enthalten können.
Die Größe, Form und Gewicht der Rotorblätter sind Faktoren, die im Wesentlichen zu Energiewirkungsgraden von Windkraftanlagen beitragen. Beispielsweise kann eine Vergrößerung der Rotorblattabmessung die Energieerzeugung einer Windkraftanlage erhöhen. Somit wurden zur Sicherstellung, dass die Windenergie eine mögliche Energiequelle bleibt, Anstrengungen unternommen, um die Energieausbeute durch Erhöhen der Länge von Windkraftanlagenblättern zu steigern. Beispielsweise haben größere Windkraftanlagen Rotorblätter mit einem Radius von 70 m und mehr.
Um die Herstellung und den Transport derart großer Rotorblätter zu ermöglichen, ist es oft erforderlich, die Rotorblätter in zwei oder mehr Teilen herzustellen, welche dann an der Windkraftanlagenbaustelle zusammengebaut werden müssen. Beispielsweise können bekannte Rotorblattanordnungen als eine zweiteilige Konstruktion sowohl aus einem vollständig ausgebildeten Spitzenteil als auch einem vollständig ausgebildeten Fußteil ausgebildet sein. Somit erfordern herkömmliche Verfahren für den Zusammenbau der Spitzen- und Fußteile, dass sowohl die Haut/Schalen-Komponenten als auch die internen strukturellen Komponenten der Teile gleichzeitig aneinander befestigt werden. Demzufolge werden die internen strukturellen Komponenten der Teile oft blind verbunden, da ein physischer und visueller Zugang zu derartigen Komponenten durch die Außenschalenkomponenten blockiert ist. Bei derartigen Blindverbindungen ist es oft schwierig und/oder unmöglich, sicherzustellen, dass die internen strukturellen Komponenten des Fußteils und des Spitzenteils einwandfrei verbunden werden. Demzufolge kann die strukturelle Integrität des Rotorblattes insbesondere an den Schnittstellen der Spitzen- und Fußteile beeinträchtigt sein. Ferner ist es aufgrund der Blindverbindung der internen strukturellen Komponenten oft der Fall, dass überschüssiges Verbindungsmaterial, wie z. B. zu große Mengen an Kleberverbindungsmaterialien verwendet werden, um den fehlenden Zugang zu den internen Verbindungsstellen und/oder Verbindungen des Rotorblattes zu kompensieren.
Demzufolge besteht ein Bedarf nach einer Rotorblattanordnung, die einen Zugang zum Innenraum des Rotorblattes während ihres Zusammenbaus bereitstellt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung beschrieben oder werden aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die praktische Ausführungsform der Erfindung erkannt werden.
In einem Aspekt legt der vorliegende Erfindungsgegenstand eine Rotorblattanordnung für eine Windkraftanlage offen. Die Rotorblattanordnung kann im Wesentlichen ein Fußsegment und ein Spitzensegment enthalten. Das Fußsegment kann eine Fußschale und eine interne Fußkomponente enthalten. Das Spitzensegment kann an dem Fußsegment befestigt werden und eine Spitzenschale und eine interne Spitzenkomponente enthalten. Zusätzlich kann ein Zugangsbereich in der Fußschale und/oder der Spitzenschale definiert sein. Der Zugangsbereich kann im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass ein Zugangsfenster in der Rotorblattanordnung definiert ist. Ein derartiges Zugangsfenster kann im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass es einen Zugang zu dem Innenbereich eines Abschnittes der Rotorblattanordnung bereitstellt.
In einem weiteren Aspekt legt der vorliegende Erfindungsgegenstand Verfahren zum Zusammenbau eines Rotorblattes mit einem Fußsegment und einem Spitzensegment offen. Die Verfahren können im Wesentlichen die Ausrichtung des Fußsegmentes und des Spitzensegmentes dergestalt, dass ein Zugangsfenster an einer Schnittstelle einer internen Fußkomponente und einer internen Spitzenkomponente definiert wird, die Befestigung der internen Spitzenkomponente an der internen Fußkomponente und die Befestigung eines Schalensegments über dem Zugangsfenster beinhalten.
In einem weiteren Aspekt legt der vorliegende Erfindungsgegenstand eine Rotorblattanordnung für eine Windkraftanlage offen. Die Rotorblattanordnung kann im Wesentlichen eine erste Schalenkomponente, eine zweite Schalenkomponente und ein Schalensegment beinhalten. Die erste Schalenkomponente kann an der zweiten Schalenkomponente befestigt werden. Zusätzlich kann ein Zugangsbereich in der ersten Schalenkomponente und/oder der zweiten Schalenkomponente definiert sein. Der Zugangsbereich kann im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass ein Zugangsfenster in der Rotorblattanordnung definiert ist. Das Zugangsfenster kann dafür eingerichtet sein, einen Zugang zu dem Innenbereich eines Abschnittes der Rotorblattanordnung bereitzustellen. Ferner kann das Schalensegment dafür eingerichtet sein, das Zugangsfenster abzudecken.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verständlich. Die beigefügten Zeichnungen, welche hierin enthalten sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine vollständige und grundlegende Offenlegung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart, die sich an den Fachmann richtet, wird nachstehend in der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Windkraftanlage darstellt;
2 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Rotorblattes darstellt;
3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Rotorblattanordnung gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt;
4 Blattdraufsichten von Ausführungsformen eines Spitzensegmentes und Fußsegmentes darstellt, die mit der offengelegten Rotorblattanordnung gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes verwendet werden können;
5 Vorderkantenansichten der Ausführungsformen des in 4 dargestellten Spitzensegmentes und Fußsegmentes darstellt, und ferner ein Hautsegment darstellt, das mit der offengelegten Rotorblattanordnung gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes verwendet werden kann;
6 eine perspektivische Teilansicht des in 4 dargestellten Spitzensegmentes und Fußsegmentes darstellt, nachdem derartige Segmente gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes zusammengebaut wurden, und insbesondere das in der Rotorblattanordnung definierte Zugangsfenster darstellt.
7 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Abschnittes der Rotorblattanordnung des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt, welche insbesondere verschiedene Stellen darstellt, an welchen Zugangsbereiche in dem Spitzensegment und/oder Fußsegment der Rotorblattanordnung gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes ausgebildet werden können; und
8 eine Explosionskantenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Rotorblattanordnung gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wird nun detaillierter Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung bereitgestellt. Tatsächlich dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder dem Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte und beschriebene Merkmale bei einer weiteren Ausführungsform genutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu erhalten. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten abdecken, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
Der vorliegende Erfindungsgegenstand ist insbesondere auf eine Rotorblattanordnung gerichtet, welche einen Zugang zu dem Innenbereich einer Rotorblattanordnung bereitstellt. Im Wesentlichen enthält die Rotorblattanordnung in einer Ausführungsform ein Spitzensegment, ein Fußsegment und ein Schalensegment. Die Rotorblattanordnung kann derart eingerichtet sein, dass während des Zusammenbaus des Fußsegmentes und des Spitzensegmentes ein Zugangsfenster definiert wird, welches einen Zugang zu der Schnittstelle der internen strukturellen Komponenten der Spitzen- und Fußsegmente bereitstellt. Ein derartiger Zugang kann einen visuellen Zugang zu der Schnittstelle der internen strukturellen Komponenten bereitstellen. Der durch das Zugangsfenster bereitgestellte Zugang kann auch einen physischen Zugang bereitstellen, sodass ein Handwerker in den Innenbereich der Rotorblattanordnung greifen, sich hineinbeugen und/oder darin einsteigen kann. Somit kann sichergestellt werden, dass die verschiedenen Innenkomponenten der Rotorblattanordnung einwandfrei miteinander verbunden werden. Zusätzlich können aufgrund des Zugangsfensters Materialkosten reduziert werden, da die Handwerker das Fehlen eines visuellen Zugangs nicht durch Aufbringen von zu viel Kleber oder anderen Verbindungsmaterialien auf die Verbindungsstelle, Nähte und/oder internen Verbindungen der Rotorblattanordnung überkompensieren müssen.
Ferner dürfte erkennbar sein, dass, obwohl die offengelegte Rotorblattanordnung hierin im Wesentlichen als eine Anordnung zur Erzeugung eines vollständigen Rotorblattes beschrieben wird, die offengelegten Anordnungskomponenten und Verfahren auch in Reparaturszenarien eingesetzt werden können. Beispielsweise kann in einer Situation, in welcher die Spitze eines Rotorblattes aufgrund eines Schadens oder aus irgendeinem anderen Grund ersetzt wird, ein Spitzensegment ähnlich dem nachstehend beschriebenen als Ersatzspitze verwendet werden. Somit kann ein Zugangsfenster für die Reparaturhandwerker bereitgestellt werden, sodass sichergestellt werden kann, dass die neue Spitze einwandfrei an dem Rest des Rotorblattes befestigt wird. Ferner kann die offengelegte Rotorblattanordnung auch Vorteile in Situationen bereitstellen, in welchen ein Rotorblatt aus zwei oder mehr Teilen für Transportzwecke hergestellt werden muss, und somit anschließend an der Windkraftanlagen-Baustelle zusammengebaut werden muss. Insbesondere können die hierin beschriebenen Baugruppenkomponenten einen einfachen und effizienten Zusammenbau eines Rotorblattes an jedem geeigneten Ort ermöglichen.
In den Zeichnungen stellt 1 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Windkraftanlage 10 dar. Gemäß Darstellung ist die Anlage 10 eine Horizontalachsen-Windkraftanlage. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass die Windkraftanlage 10 eine Vertikalachsen-Windkraftanlage sein kann. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Windkraftanlage 10 einen Turm 12, der sich von einer tragenden Oberfläche 14 aus erstreckt, eine auf der Spitze des Turms 12 montierte Gondel 16, und einen Rotor 18, der mit der Gondel 16 verbunden ist. Der Rotor 18 enthält eine drehbare Nabe 20 und wenigstens ein Rotorblatt 22, das mit der Nabe 20 verbunden ist und sich daraus nach außen erstreckt. Gemäß Darstellung hat der Rotor 18 drei Blätter 22. In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch der Rotor 18 mehr oder weniger als drei Rotorblätter 22 enthalten. Zusätzlich ist in der exemplarischen Ausführungsform der Turm 12 aus rohrförmigem Stahl aufgebaut, um einen (in 1 nicht dargestellten) Hohlraum zwischen der tragenden Oberfläche 14 und der Gondel 16 auszubilden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Turm 12 jede geeignete Art von Turm mit jeder geeigneten Höhe sein.
Die Rotorblätter 22 können jede geeignete Länge haben, die eine Funktion der Windkraftanlage 10 wie hierin beschrieben ermöglicht. Beispielsweise können die Rotorblätter in einer Ausführungsform 22 eine Länge im Bereich von ca. 15 m bis ca. 90 m haben. Jedoch können weitere nicht einschränkende Beispiele von Blattlängen 15 m oder weniger, 20 m, 37 m oder eine Länge, die größer als 91 m ist, beinhalten. Zusätzlich können die Rotorblätter 22 in Abstand um die Nabe 20 herum angeordnet sein, um das Drehen des Rotors 18 zu ermöglichen, um die Übertragung kinetischer Energie aus dem Wind in nutzbare mechanische Energie und anschließend in elektrische Energie zuzulassen. Insbesondere wird, sobald Wind auf die Rotorblätter 22 aus einer Richtung 28 auftrifft, der Rotor 18 um eine Rotationsachse 30 gedreht. Die Nabe 20 kann drehbar mit einem (nicht dargestellten) in der Gondel 16 positionierten elektrischen Generator verbunden sein, um die Erzeugung elektrischer Energie zu ermöglichen. Ferner können die Rotorblätter 22 mit der Nabe 20 durch Verbinden eines Blattfußabschnittes 24 mit der Nabe 20 an mehreren Lastübertragungsbereichen 26 vereint sein. Somit werden alle in die Rotorblätter 22 induzierte Lasten über die Lastübertragungsbereiche 26 an die Nabe 20 übertragen.
Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, kann die Windkraftanlage 10 auch ein Anlagensteuerungssystem oder eine Anlagensteuerung 36 enthalten, die in der Gondel 16 zentralisiert sind. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass die Steuerung 36 an einer beliebigen Stelle auf oder in der Windkraftanlage 10, an irgendeiner Stelle der tragenden Fläche 14 oder im Wesentlichen an irgendeinem anderen Ort angeordnet sein kann. Die Steuerung 36 kann im Wesentlichen dafür eingerichtet sein, die verschiedenen Betriebsmodi der Windkraftanlage 10 (z. B. Start- oder Ausschaltsequenzen) zu steuern und kann auch dafür eingerichtet sein, Steuerbefehle an die verschiedenen Komponenten der Windkraftanlage 10 auszugeben.
In 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Rotorblattes 22 dargestellt. Gemäß Darstellung enthält das Rotorblatt 22 im Wesentlichen eine Außenschale 40, die als der Körper oder als Außengehäuse/Abdeckung des Rotorblattes 22 dient. Die Außenschale 40 kann eine das Innenvolumen des Rotorblattes 22 definierende Innenoberfläche 42 und eine als die Außenhaut des Rotorblattes 22 dienende und die Druck- und Saugseiten 44, 46 des Blattes 22 definierende Außenoberfläche enthalten. Zusätzlich ist, wie es in 2 dargestellt ist, die Außenschale 40 als eine einschalige Komponente ausgebildet. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass die Außenschale 40 auch aus mehreren Schalenkomponenten ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann, wie es in 8 dargestellt ist, die Außenschale aus einer die Druckseite 44 des Rotorblattes 22 definierenden oberen Schalenkomponente und aus einer im Wesentlichen die Saugseite 46 des Rotorblattes 22 definierenden unteren Schalenkomponente gefertigt sein, wobei derartige Schalenkomponenten aneinander an den Vorder- und Hinterkanten 48, 50 des Rotorblattes 22 befestigt sind.
Im Wesentlichen kann die Außenschale 40 des Rotorblattes 22 aus jedem beliebigen im Fachgebiet bekannten Material ausgebildet sein. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die Schale 40 vollständig aus einem Verbundwerkstoff-Laminatmaterial, wie z. B. aus kohlefaserverstärktem Verbundwerkstoff oder glasfaserverstärktem Verbundwerkstoff ausgebildet sein. Zusätzlich kann, wie es in der dargestellten Ausführungsform gezeigt ist, ein Abschnitt der Außenschale 40 als ein geschichteter Aufbau ausgeführt sein und kann einen aus leichtgewichtigem Material, wie z. B. Holz (z. B. Balsa), Schaum oder einer Kombination derartiger Materialien bestehenden Kern 52 enthalten. Beispielsweise kann der Kern 52 zwischen inneren und äußeren Hautlagen 54, 56 der Außenschale 40 angeordnet sein, wobei derartige Lagen 54, 56 aus jedem geeigneten faserverstärkten Verbundwerkstoff ausgebildet sein können.
Ferner kann gemäß 2 dar Rotorblatt 22 auch eine oder mehrere interne strukturelle Komponenten enthalten, wie z. B. wenigstens einen zwischen oberen und unteren Holmgurten 60, 62 angeordnetem Holmsteg 58. Der bzw. die Holmstege 58 können im Wesentlichen als trägerartige Komponenten zur Erzeugung struktureller Steifigkeit und erhöhter Festigkeit des Rotorblattes 22 dienen. Im Wesentlichen können sich die Holmgurte 60, 62 in Längsrichtung in dem Rotorblatt 22 erstrecken und (z. B. durch Klebeverbindung) an einer Innenoberfläche der Schale 40 befestigt sein. Der bzw. die Holmstege 58 und die Holmgurte 60, 62 können im Wesentlichen als ein sich in Längsrichtung erstreckender Querträger eingerichtet sein, welcher (beispielsweise durch Klebeverbindung) im Wesentlichen rechtwinklig zwischen den oberen und unteren Holmgurten 60, 62 befestigt ist. Es dürfte erkennbar sein, dass die Holmgurte 60, 62 und der/die Holmsteg(e) 58 aus jedem geeigneten Material gefertigt sein können, das derartigen Komponenten eine Funktion wie hierin beschrieben ermöglicht. Beispielsweise können in die Holmgurte 60, 62 einer Ausführungsform aus einem Verbundwerkstoffmaterial, wie z. B. einem unidirektionalen glasfaserverstärkten Verbundwerkstoff ausgebildet sein, und der/die Holmsteg(e) 58 können aus mit faserverstärktem Verbundwerkstoff verstärkten Schaum, Holz oder einem ähnlichen leichtgewichtigen Material ausgebildet sein.
In 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Rotorblattanordnung 300 gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes dargestellt. Gemäß Darstellung enthält die Rotorblattanordnung 300 im Wesentlichen ein Fußsegment 302, ein Spitzensegment 304 und ein Schalensegment 306. Die Segmente 302, 304, 306 der Rotorblattanordnung 300 können im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass, wenn sie zusammengebaut sind, ein vollständiges Rotorblatt mit einem im Wesentlichen zusammenhängenden aerodynamischen Profil definiert wird. Somit kann das Fußsegment 302 einen für eine Montage an der Nabe 20 (1) einer Windkraftanlage eingerichteten Fußabschnitt 308 enthalten. In ähnlicher Weise kann das Spitzensegment 304 eine gegenüber dem Fußabschnitt 308 angeordnete Blattspitze 309 definieren. Zusätzlich können das Fußsegment 302 und/oder das Spitzensegment 304 so eingerichtet sein, dass ein Zugangsfenster 310 in der Rotorblattanordnung 300 definiert wird. Ein derartiges Zugangsfenster 310 kann im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass es einen Zugang zu dem Innenbereich des Rotorblattes wie z. B. an der Schnittstelle 322 der Innenkomponenten der Rotorblattanordnung (z. B. der internen strukturellen Komponenten 312, 314) bereitstellt. Ferner kann das Schalensegment 306 im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass es das Zugangsfenster 310 dergestalt abdeckt, dass eine vollständige Rotorblattanordnung erhalten wird.
Im Wesentlichen können das Fußsegment 302 und das Spitzensegment 304 der Rotorblattanordnung 300 jeweils eine Außenschale und wenigstens eine interne strukturelle Komponente enthalten. Insbesondere kann gemäß Darstellung in 3 das Fußsegment 302 eine Fußschale 316 und eine interne strukturelle Komponente 312 enthalten. In ähnlicher Weise kann das Spitzensegment 304 eine Spitzenschale 318 und eine interne strukturelle Komponente 314 enthalten. Jede Schale 316, 318 kann im Wesentlichen ähnlich wie die unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Außenschale 40 aufgebaut sein. Somit können die Fuß- und Spitzenschalen 316, 318 im Wesentlichen als der Körper oder das Außengehäuse für ihr entsprechendes Segment 302, 304 dienen und können aus irgendwelchem(n) geeigneten Material(ien), wie z. B. einem oder mehreren Verbundwerkstoff-Laminatmaterial(ien) oder einer Kombination von Verbundwerkstoffmaterial(ien) und Kernstoffmaterial(ien) ausgebildet sein. Zusätzlich kann, wie es nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben wird, wenigstens eine von den Schalen 316, 318 einen Zugangsbereich 324 dergestalt definieren, dass ein Zugangsfenster 310 in der Rotorblattanordnung 300 zum Erzeugen eines Zugangs zu dem Innenbereich der Anordnung 300 bereitgestellt wird.
Ferner können gemäß Darstellung in 3 die Schalen 316, 318 für eine Befestigung aneinander (z. B. durch Klebeverbindung) an einem Schalenrand oder einer Schnittstelle 320 dergestalt eingerichtet sein, dass die Rotorblattanordnung im Wesentlichen ein zusammenhängendes aerodynamisches Profil definiert. Zusätzlich können, in einer Ausführungsform, die Schalen 316, 318 ein oder mehrere (nicht dargestellte) Befestigungseinrichtungen, wie z. B. entsprechend abgeschrägte Ränder, oder Verbindungskeileinrichtungen (z. B. Nut und Federeinrichtungen) definieren, um die Befestigung der Fußschale 316 an der Spitzenschale 318 zu erleichtern. Zusätzlich zu derartigen Befestigungseinrichtungen oder einer Alternative dazu kann ein Kaschierlaminat auf der Schalenschnittstelle 320 aufgebracht werden, um einen glatten aerodynamischen Übergang zwischen der Fußschale 316 und der Spitzenschale 318 sicherzustellen. Beispielsweise kann das Kaschierlaminat durch Anwenden eines nassen Auflegeprozesses aufgebracht werden, wobei ein oder mehrere Schichten (mit einem Verstärkungsmaterial wie z. B. aus Glas- oder Kohlefasern) an der Schalenschnittstelle 320 positioniert werden und ein Harz oder ein anderes geeignetes Matrixmaterial darüber gerollt oder anderweitig auf die Oberfläche der Schichten zum Ausbilden eines glatten Profils an der Schnittstelle 320 aufgebracht wird.
Die internen strukturellen Komponenten 312, 314 der Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 können im Wesentlichen dafür eingerichtet sein, eine erhöhte Festigkeit und/oder Steifigkeit für die Rotorblattanordnung 300 bereitzustellen. Somit dürfte erkennbar sein, dass die internen strukturellen Komponenten 312, 314 jedes im Fachgebiet bekannte geeignete strukturelle und/oder aussteifende Element enthalten können, das zur Erzeugung einer strukturellen Unterstützung an den Segmenten 302, 304 verwendet werden kann. Beispielsweise können in einer Ausführungsform die internen strukturellen Komponenten 312, 314 der Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 ein Paar von Holmgurten 60, 62 und einen entsprechenden Holmsteg 58 aufweisen, wovon jeder im Wesentlichen wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben eingerichtet sein kann. Zusätzlich können, wie es in 3 dargestellt ist, die internen strukturellen Komponenten 312, 314 für eine Befestigung aneinander an einer internen Schnittstelle 322 der Rotorblattanordnung 300 eingerichtet sein. Beispielsweise können derartige Komponenten 312, 314 (z. B. durch Klebeverbindung) miteinander verbunden sein oder können aneinander unter Verwendung irgendeiner geeigneten Befestigungseinrichtung, wie z. B. durch Verwendung von Schrauben, Bolzen, Nut und Federsitz, Passsitz, Klammern oder unter Verwendung irgendeines anderen geeigneten Trockenbefestigungsmechanismus und/oder Verfahrens, verbunden sein.
Ferner kann gemäß 3 das Schalensegment 306 der Rotorblattanordnung 300 im Wesentlichen dafür eingerichtet sein, als Abdeckstück für die Verkleidung des an der Schnittstelle der Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 definierten Zugangsfensters 310 zu dienen. Somit kann das Schalensegment 306 im Wesentlichen jede geeignete vorgefertigte Haut- oder Schalenkomponente aufweisen, die geformt oder anderweitig so eingerichtet ist, dass sie sowohl das Zugangsfenster 310 abdeckt, als auch der im Wesentlichen aerodynamischen Form und/oder dem Profil des Fußsegmentes 302 und des Spitzensegmentes 304 entspricht. Somit kann, wenn das Schalensegment 306 an der Fuß- und/oder der Spitzenschale 316, 318 (z. B. durch Verbinden des Schalensegmentes 306 um den Umfang des Zugangsfensters 310 herum) befestigt ist, die Rotorblattanordnung 300 im Wesentlichen ein zusammenhängendes aerodynamisches Profil definieren. Ferner dürfte erkennbar sein, dass ähnlich zu der Schalenschnittstelle 320 ein Kaschierlaminat um den Umfang des Schalensegmentes 306 herum, wie z. B. durch Anwendung eines nassen Auflegeprozesses aufgebracht werden kann, um einen glatten aerodynamischen Übergang zwischen dem Schalensegment 306 und den Fuß- und Spitzenschalen 316, 318 sicherzustellen.
Es dürfte jedoch auch erkennbar sein, dass das Schalensegment 306 im Allgemeinen aus jedem geeigneten Material ausgebildet sein kann. Jedoch kann das Schalensegment in einigen Ausführungsformen aus demselben oder im Wesentlichen ähnlichen Material wie die Fuß- und Spitzenschalen 316, 318, wie z. B. aus einem oder mehreren Verbundwerkstoff-Laminatmaterial(ien) oder einer Kombination von einem oder mehreren Verbundwerkstoffmaterial(ien) und einem oder mehreren Kernmaterial(ien) ausgebildet sein.
In den 4 und 5 sind Kanten- und Blattdraufsichten von Ausführungsformen eines Fußsegmentes 302 und eines Spitzensegmentes 304, die mit der offengelegten Rotorblattanordnung 300 verwendet werden können, gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes dargestellt. Insbesondere stellt 4 eine Blattdraufsicht einer Ausführungsform der Druckseite 44 (2) sowohl von dem Fußsegment 302 als auch dem Spitzensegment 304 dar. 5 stellt eine Vorderkantenansicht des (in 4 dargestellten) Fußsegmentes 302 und des Spitzensegmentes 304 dar, und stellt eine Ausführungsform eines Schalensegmentes 306 dar, das zum Vervollständigen der Rotorblattanordnung 300 verwendet werden kann.
Wie vorstehend angegeben, können das Fußsegment 302 und das Spitzensegment 304 der Rotorblattanordnung 300 im Wesentlichen eine Außenschale 316, 318 und eine oder mehrere interne strukturelle Komponenten, wie z. B. ein Paar von Holmgurten 60, 62 (wovon nur einer auf dem Spitzensegment 304 zu sehen ist) und einen sich zwischen den Holmgurten 60, 62 erstreckende(n) Holmsteg(e) 58 enthalten. Zusätzlich kann, wie es in 4 und 5 dargestellt ist, die Spitzenschale 318 einen offenen Bereich oder Zugangsbereich 324 in einem Bereich des Mantels 318 im Wesentlichen angrenzend an den Ort definieren, an welchem die internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 und/oder die Spitzenschale 318 des Spitzensegmentes 304 zur Befestigung an den internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 und/oder der Fußschale 318 des Fußsegmentes 302 eingerichtet sind. Somit kann, wenn die Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 zusammengebaut sind, ein Zugangsfenster 310 (3) zwischen den Segmenten 302, 304 definiert sein. So wie hierin verwendet, kann der Begriff ”Zugangsbereich” im Wesentlichen jede Einrichtung bezeichnen, die in der Spitzenschale 318 und/oder der Fußschale 316 definiert/ausgebildet ist, die einen Zugang zu einem Abschnitt des Innenraums der Rotorblattanordnung 300 wie z. B. in einem Bereich im Wesentlichen angrenzend an die Schale und/oder interne Schnittstellen 320, 322 (3) der Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 bereitstellt. Demzufolge dürfte erkennbar sein, dass, obwohl der Zugangsbereich 324 als nur in dem Spitzenabschnitt 318 des Spitzensegmentes 304 definiert dargestellt ist, der Zugangsbereich 324 auch nur in dem Fußabschnitt 316 des Fußsegmentes 302 definiert sein kann oder Zugangsabschnitte 324 sowohl in dem Fußabschnitt 316 als auch in dem Spitzenabschnitt 318 definiert sein kann.
Gemäß Darstellung in den 4 und 5 kann der Zugangsbereich 324 im Wesentlichen jede Öffnung oder entfernten Bereich umfassen, der in der Haut/Schale der Spitzenschale 318 definiert und/oder ausgebildet ist, welche eine beliebige geeignete Länge 326 haben kann. Somit kann, wenn die Segmente 302, 304 zusammengebaut werden, ein Zugangsfenster 310 in der Rotorblattanordnung mit einer Länge 326 definiert sein. Zusätzlich ist gemäß Darstellung in 5 der Zugangsbereich 324 durch im Wesentlichen gerade Kanten 328 dergestalt definiert, dass der Bereich 324 eine gekrümmte, rechteckige Form der Öffnung in dem Spitzenabschnitt 318 aufweist. Es dürfte jedoch erkennbar sein, dass in den alternativen Ausführungsformen die Spitzenschale 318 (oder in einigen Fällen die Fußschale 316 oder eine Kombination beider Schalen 316, 318) im Wesentlichen so geformt sein kann, dass der Zugangsbereich 324 jede geeignete Form definiert und/oder eine geeignete Konfiguration hat, die einen Zugang zu dem Innenbereich der Rotorblattanordnung 300 ermöglicht. Beispielsweise kann die Spitzenschale 318 mit gekrümmten Kanten in dem Bereich des Zugangsbereichs 324 dergestalt ausgebildet sein, dass eine gerundete oder gekrümmte Öffnung in der Spitzenschale 318 definiert ist. Ferner muss, wie es nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wird, der Zugangsbereich 324 nicht auf der Druckseite 44 (2) der Spitzenschale 318 und/oder der Blattschale 316 gemäß Darstellung in 4 und 5 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Zugangsbereich 324 von der Saugseite 46 aus, an der Vorderkante 48, an der Hinterkante 50 oder quer zu zwei oder mehreren derartigen Bereichen der Rotorblattanordnung 300 ausgebildet sein.
Weiter können gemäß 4 und 5, in einer Ausführungsform, die internen strukturellen Komponenten (z. B. die Holmgurte 60, 62) und der/die entsprechende Holmsteg(e) 58 der Segmente 302, 304 so eingerichtet sein, dass, wenn sie zusammengebaut werden, die interne Schnittstelle 322 (3) der internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 an einer anderen Längsposition als die Schalenschnittstelle 320 (3) der Schalen 316, 318 angeordnet ist. Beispielsweise kann, wie es in 4 dargestellt ist, das Fußsegment 302 so eingerichtet sein, dass dessen internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 über eine Strecke 330 von dem Ende 332 der Fußschale 316 nach außen erstrecken, welche der Strecke 330 zwischen dem Ende der internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 der Spitzenschale 318 und dem Ende 334 der Spitzenschale 318 entsprechen kann. Somit kann die Schalenschnittstelle 320 (3) der Rotorblattanordnung 300 bei einer Länge 330 der internen Schnittstelle 322 (3) angeordnet sein. Es dürfte erkennbar sein, dass in alternativen Ausführungsformen die internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 des Spitzensegmentes 304 im Wesentlichen zu dem Ende 334 der Spitzenschale 318 ausgerichtet sein können und die internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 des Fußsegmentes 304 im Wesentlichen zu dem Ende 332 der Fußschale 316 dergestalt ausgerichtet sein können, dass die interne Schnittstelle 322 (3) der Rotorblattanordnung 300 im Wesentlichen an derselben Stelle wie die Schalenschnittstelle 320 (3) angeordnet ist. Es sollte jedoch auch erkennbar sein, dass die Schnittstellenlagen 320, 322 der Rotorblattanordnung 300 generell an jeder geeigneten Stelle in Bezug auf das Zugangsfenster 310 dergestalt angeordnet sein können, dass der Zugang an derartigen Stellen vorgesehen werden kann. Ferner dürfte erkennbar sein, dass ähnliche Konfigurationen wie die vorstehend beschriebenen verwendet werden können, wenn der Zugangsbereich 324 nur in der Fußschale 316 oder sowohl in der Fußschale 316 als auch in der Spitzenschale 318 im Gegensatz zur Definition nur in der Spitzenschale 318 definiert ist.
Die internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 der Spitzen- und Fußsegmente 302, 304 können auch ein oder mehrere Befestigungseinrichtungen enthalten, um eine Befestigung oder einen Zusammenbau derartiger Komponenten zu ermöglichen. Beispielsweise können gemäß Darstellung in 4 und 5 die Holmgurte 60, 62 für jedes Segment 302, 304 entsprechende abgeschrägte Kanten 336 dergestalt definieren, dass ein Abschnitt der Holmgurte 60, 62 des Fußsegmentes 302 in einem Abschnitt der Holmgurte 60, 62 für das Spitzensegment 304 oder umgekehrt aufgenommen werden kann. Weitere geeignete Befestigungseinrichtungen, die auf den internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 enthalten sein können, dürften für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich sein. Beispielsweise können in einer weiteren Ausführungsform die internen strukturellen Komponenten 58, 60, 62 entsprechende Nut- und Federkonfigurationen oder eine ähnliche Verkeilungskonfiguration aufweisen.
Insbesondere kann gemäß 5, wie vorstehend angegeben, das Schalensegment 306 im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass es über während des Zusammenbaus der Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 ausgebildetem Zugangsfenster 310 (3) sitzt oder anderweitig dieses abdeckt. Somit dürfte erkennbar sein, dass das Schalensegment 306 im Wesentlichen jede Form und/oder jedes Profil definieren kann, welches der aerodynamischen Form und/oder dem Profil der Rotorblattanordnung 300 (insbesondere den Fuß- und Spitzenschalen 316, 318) an der Stelle, an welcher das Schalensegment 306 über dem Zugangsfenster 310 (3) befestigt wird, entspricht. Somit können, wenn das Schalensegment 306 über dem Zugangsfenster 310 befestigt wird, eine im Wesentlichen zusammenhängende aerodynamische Form und/oder ein Profil erzielt werden. Es dürfte erkennbar sein, dass das Schalensegment 306 im Wesentlichen an den Fuß- und/oder Spitzensegmenten 302, 304 unter Anwendung beliebiger geeigneter Mittel befestigt werden kann. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform das Schalensegment 306 mit den Fuß- und/oder Spitzen-Schalen 316, 318 z. B. unter Verwendung jedes geeigneten Kleberverbindungsmaterials verbunden werden. Alternativ kann das Schalensegment 306 an den Fuß- und/oder Spitzenschalen 316, 318 unter Verwendung irgendeiner geeigneten Befestigungseinrichtung, wie z. B. unter Verwendung von Schrauben, Bolzen, einer Nut- und Federverbindung, eines Passsitzes, oder irgendeines anderen geeigneten Trockenbefestigungsmechanismus und/oder Verfahrens befestigt werden. Zusätzlich kann in einer Ausführungsform das Schalensegment 306 lösbar an den Fuß- und/oder Spitzenschalen 316, 318 dergestalt befestigt oder angebracht werden, dass das Schalensegment 306 von der Rotorblattanordnung 300 jederzeit entfernt werden kann, um Reparaturen durchzuführen, um die internen Verbindungen der Rotorblattanordnung 300 zu prüfen und/oder irgendeine andere geeignete Aktion auszuführen.
Ferner kann das Schalensegment 306 beliebige (nicht dargestellte) geeignete Befestigungsmittel enthalten, wie z. B. abgeschrägte oder Messerkanten, um die Anbringung des Schalensegmentes 306 an den Fuß- und Spitzensegmenten 302 und 304 zu ermöglichen. Zusätzlich können die Spitzen- und/oder Fußschalen 316, 318 auch ein oder mehrere Befestigungseinrichtungen definieren. Beispielsweise können, wie es in 5 dargestellt ist, die Spitzen- und Fußabschnitte 316, 318 einen angewinkelten oder ausgesparten Abschnitt 338 definieren, der für die Aufnahme entsprechender (nicht dargestellter) angewinkelter oder ausgesparter Abschnitte des Schalensegmentes 306 eingerichtet ist. Der Fachmann dürfte erkennen, dass verschiedene weitere geeignete Befestigungseinrichtungen, wie z. B. Verkeilungsbefestigungseinrichtungen (z. B. Nut- und Federverbindungen) ebenfalls in dem Schalensegment 306 und/oder den Spitzen- oder Fußschalen 316, 318 enthalten sein können, um die Befestigung zwischen derartigen Komponenten zu ermöglichen.
In 6 ist eine perspektivische Teilansicht der in den 4 und 5 dargestellten Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 dargestellt, welche insbesondere derartige Segmente 302, 304 im zusammengebauten Zustand darstellt. Wie dargestellt kann nach dem Zusammenbau der Spitzen- und Fußsegmente 302, 304 ein Zugangsfenster 310 in der Rotorblattanordnung 300 aufgrund des in der Spitzenschale 318 und/oder der Fußschale 316 ausgebildeten Zugangsbereichs 324 (4 und 5) definiert sein. Wie vorstehend beschrieben, kann das Zugangsfenster 310 im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass es einen Zugang zu dem Innenbereich der Rotorblattanordnung 300 bereitstellt. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform das Zugangsfenster 310 dafür eingerichtet sein, einen visuellen Zugang zu dem Innenbereich der Anordnung 300 dergestalt bereitzustellen, dass die Schale und/oder die Innenoberflächen 320, 322 der Schalen 316, 318 und/oder interne strukturelle Komponenten 58, 60, 62 der Spitzen- und Fußsegmente 302, 304 visuell betrachtet werden können, um sicherzustellen, dass derartige Komponenten einwandfrei miteinander verbunden sind. Zusätzlich zu dem visuellen Zugang kann das Zugangsfenster 310 auch dafür eingerichtet sein, einen physischen Zugang zu dem Innenbereich der Rotorblattanordnung 300 bereitzustellen. Demzufolge kann es Handwerkern abhängig von der Größe des Zugangsfensters 310 (z. B. teilweise abhängig von der Länge 326 (4 und 5)) möglich sein, den Innenbereich der Rotorblattanordnung 300 durch das Zugangsfenster 310 zu erreichen, sich hinein zu beugen und/oder hinein zu steigen, um eine einwandfreie Anbringung des Spitzensegmentes 302 an dem Fußsegment 304 sicherzustellen. Beispielsweise kann das Zugangsfenster 310 Handwerkern ermöglichen, genau eine ausreichende Menge von Kleber zwischen den internen strukturellen Komponenten (z. B. an den Schnittstellen 322 der Holmgurte 60, 62 und der Holmstege 58) und/oder an der Schnittstelle 320 der Schalen 316, 318 aufzubringen, und dadurch eine einwandfreie Verbindung zwischen den Komponenten sicherstellen und möglicherweise auch die Materialkosten zu verringern, indem die Verwendung von zu viel Kleberverbindungsmaterial vermieden wird. Alternativ kann das Zugangsfenster 310 die schnelle und leichte Befestigung derartiger Komponenten aneinander unter Verwendung irgendwelcher geeigneter Mittel, wie z. B. unter Verwendung von Schrauben, Bolzen, Klammern oder jedem anderen im Fachgebiet bekannten Trockenbefestigungsmechanismus ermöglichen. Sobald derartige Komponenten der Segmente 302, 304 einwandfrei befestigt sind, kann das Schalensegment 306 dann über dem Zugangsfenster 310 befestigt werden, um den Zusammenbau abzuschließen und dadurch ein vollständiges Rotorblatt zu definieren.
In 7 ist nun eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Abschnittes oder Segmentes (d. h., des Fußsegmentes 302 oder des Spitzensegmentes 304) der offengelegten Rotorblattanordnung 300 dargestellt, welche insbesondere die verschiedenen Stellen veranschaulicht, an welchen die Zugangsbereiche 324 in dem bzw. den Segment(en) 302, 304 ausgebildet werden können. Beispielsweise kann ähnlich zu der vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschriebenen Ausführungsform der Zugangsbereich 324 auf der Druckseite 44 der Fuß- und/oder Spitzenschale 316, 318 so ausgebildet sein, dass das Schalensegment 306 der offengelegten Rotorblattanordnung 300 eine Druckseiten-Haut/Schalen-Komponente 340 aufweist. Alternativ kann der Zugangsbereich 324 auf der Saugseite 46 der Fuß- und/oder Spitzenschale 316, 318 dergestalt ausgebildet sein, dass das Schalensegment 306 eine Saugseiten-Haut/Schalen-Komponente 342 enthält. In weiteren Ausführungsformen kann der Zugangsbereich 324 in dem Bereich der Vorderkante 48 oder Hinterkante 50 der Fuß- und/oder Spitzenschale 316, 318 derart ausgebildet sein, dass das Schalensegment 306 eine Vorderkantenkomponente 344 bzw. Hinterkantenkomponente 346 aufweist. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Zugangsbereich 324 über mehreren Bereichen der Fuß- und/oder Spitzenschale 316, 318 ausgebildet sein. Beispielsweise kann sich in einer Ausführungsform der Zugangsbereich von der Druckseite 44 der Schale 316, 318 zu der Saugseite 46 entweder über die Vorder- oder Hinterkante 48, 50 hinweg erstrecken. In einer derartigen Ausführungsform kann das Schalensegment 306 eine entsprechende Form und/oder Profil dergestalt definieren, dass sich das Schalensegment 306 von der Druckseite 44 zu der Saugseite 46 erstreckt und dadurch das durch den Zugangsbereich 324 gebildete Zugangsfenster 310 abdeckt. Ebenso kann sich in noch einer weiteren Ausführungsform der Zugangsbereich 324 um den gesamten Umfang der Schale 316, 318 dergestalt erstrecken, dass das Schalensegment 306 dafür eingerichtet ist, eine vollständige Querschnittsform und/oder ein Profil der Rotorblattanordnung 300 zu definieren. Es dürfte erkennbar sein, dass in verschiedenen Ausführungsformen (insbesondere denjenigen, in welchen der Zugangsbereich 324 über mehreren Abschnitten der Fuß- und/oder Spitzenschale 316, 318 ausgebildet ist, das Schalensegment 306 als zwei oder mehr Komponenten hergestellt werden kann, die dafür eingerichtet sind, aneinander befestigt zu werden, um somit das durch den Zugangsbereich 324 ausgebildete Zugangsfenster 310 abzudecken.
Es dürfte für den Fachmann erkennbar sein, dass in verschiedenen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes die offengelegten Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 jeweils in zwei oder mehr Teilsegmenten ausgebildet sein können. Beispielsweise kann das Fußsegment 302 selbst eine mehrteilige Anordnung mit zwei oder mehr sich in Längsrichtung erstreckenden Blattteilsegmenten sein, die aneinander befestigt sind, um so das Fußsegment 302 auszubilden. In einer derartigen Ausführungsform dürfte leicht erkennbar sein, dass Teilsegmente des Fußsegmentes 302 ähnlich den vorstehend beschriebenen Fuß- und Spitzensegmenten 302, 304 eingerichtet sein können. Beispielsweise können die Teilsegmente, wenn sie zusammengebaut sind, ein oder mehr Zugangsfenster 310 dergestalt definieren, dass ein Zugang zu der internen Schnittstelle der Teilsegmente bereitgestellt wird. Ferner dürfte erkennbar sein, dass das Zugangsfenster 310 und interne Schnittstellen der Fuß- und Spitzensegmente 302, 304 im Wesentlichen an jeder beliebigen Stelle entlang des Verlaufs der Rotorblattanordnung 300 angeordnet sein können. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform das Zugangsfenster/die Schnittstelle im Wesentlichen angrenzend an die Spitze 309 der Rotorblattanordnung 300 angeordnet sein. Alternativ kann das Zugangsfenster/die Schnittstelle im Wesentlichen angrenzend an den Fußabschnitt 308 der Anordnung 300 oder an irgendeiner beliebigen Stelle zwischen der Spitze 309 und dem Fußabschnitt 308 angeordnet sein.
In 8 ist nun eine Explosions-Kantenansicht einer weiteren Ausführungsform der Rotorblattanordnung gemäß Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes dargestellt. Die Rotorblattanordnung 800 enthält im Wesentlichen eine Druckseitenschalenkomponente 802, eine Saugseitenschalenkomponente 804 und ein Schalensegment 806. Jede Schalenkomponente 802, 804 kann im Wesentlichen ähnlich wie die vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Außenschale 40 aufgebaut sein. Somit können die Druck- und Saugseitenschalenkomponenten 802, 804 im Wesentlichen als der Körper oder das Außengehäuse der Rotorblattanordnung 800 dienen und können aus beliebigem geeignetem(n) Material(ien), wie z. B. einem oder mehreren Verbundwerkstoff-Laminatmaterial(ien) oder einer Kombination vom einem oder mehreren Verbundwerkstoffmaterial(ien) und einem oder mehreren Kernmaterial(ien) ausgebildet sein. Zusätzlich können die Schalenkomponenten 802, 804 gemäß Darstellung so eingerichtet sein, dass sie eine oder mehrere Innenkomponenten 808 der Rotorblattanordnung 800, wie z. B. ein Paar von Holmgurten und einem zugeordneten Holmsteg umschließen. Ferner können die Schalenkomponenten 802, 804 dafür eingerichtet sein, sich über die gesamte Länge der Rotorblattanordnung 800 zu erstrecken, wie beispielsweise von dem Fußabschnitt 308 bis zu dem Spitzenabschnitt 309. Demzufolge kann, wenn die Druckseitenschalenkomponente 802 an der Saugseitenschalenkomponente 802 befestigt ist, die Rotorblattanordnung 800 im Wesentlichen die Form und/oder das Profil eines Rotorblattes definieren.
Ferner kann gemäß Darstellung in 8 jede von den Schalenkomponenten 802, 804 so eingerichtet sein, dass sie einen offenen Bereich oder Zugangsbereich 810 definiert. Somit kann, wenn die Schalenkomponenten 802, 804 aneinander befestigt oder anderweitig zusammengebaut werden, ein Zugangsfenster ähnlich dem unter Bezugnahme auf die 3 und 6 beschriebenen Zugangsfenster 310 in der Rotorblattanordnung 800 zwischen den Schalenkomponenten 802, 804 definiert werden. Dieses Zugangsfenster kann im Wesentlichen dafür eingerichtet sein, einen visuellen und/oder physischen Zugang zu dem Innenvolumen der Rotorblattanordnung 800 bereitzustellen.
Somit kann es Handwerkern möglich sein, den Innenbereich der Rotorblattanordnung 800 zu betrachten, zu erreichen, sich hinein zu beugen und/oder hinein zu steigen, um eine einwandfreie Anbringung der Schalensegmente 802, 804 aneinander sicherzustellen. Beispielsweise kann das Zugangsfenster Handwerkern ermöglichen, genau eine ausreichende Menge von Kleber an den Schnittstellen der Schalenkomponenten 802, 804 und/oder der Schnittstellen der internen Komponenten 808 und einer oder mehreren von den Schalenkomponenten 802, 804 aufzubringen, und dadurch eine einwandfreie Verbindung zwischen den Komponenten sicherstellen und möglicherweise auch die Materialkosten zu verringern, indem die Verwendung von zu viel Kleberverbindungsmaterial vermieden wird. Sobald die Schalenkomponenten 802, 804 einwandfrei aneinander befestigt sind, kann das Schalensegment 806 dann über dem Zugangsfenster befestigt werden, um den Zusammenbau abzuschließen und dadurch ein vollständiges Rotorblatt zu definieren.
Es dürfte erkennbar sein, dass, obwohl der das Zugangsfenster bildende Zugangsbereich 810 in 8 sowohl quer zu den Druck- als auch Saugseitenschalenkomponenten 802, 804 definiert dargestellt ist, der Zugangsbereich 810 auch vollständig nur in einer der Schalenkomponenten 802, 804 definiert sein kann. Es dürfte auch erkennbar sein, dass der bzw. die Zugangsbereiche 810 an jeder geeigneten Stelle entlang des Verlaufs und/oder des Umfangs der Rotorblattanordnung 800 definiert sein können, um so ein Zugangsfenster in den Innenbereich der Rotorblattanordnung 800 bereitzustellen. Ferner können in alternativen Ausführungsformen mehrere Zugangsbereiche 810 in den Druckseiten- und/oder Saugseitenschalenkomponenten 802, 804 dergestalt definiert sein, dass mehrere Zugangsfenster entlang der Länge und/oder dem Umfang der Rotorblattanordnung 800 definiert werden. Bei einer derartigen Ausführungsform dürfte erkennbar sein, dass auch mehrere Schalensegmente 806 zum Abdecken der mehreren Zugangsfenster vorgesehen sein können.
Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart offenzulegen, und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
Es werden eine Rotorblattanordnung 300 mit einem Zugangsfenster 310 und Verfahren für den Zusammenbau einer Rotorblattanordnung offengelegt. Die Rotorblattanordnung 300 kann im Wesentlichen eine erste Schalenkomponente 316 und eine zweite Schalenkomponente 318 enthalten. Die erste Schalenkomponente 316 kann an der zweiten Schalenkomponente 318 befestigt werden. Zusätzlich kann ein Zugangsbereich 324 in der ersten Schalenkomponente 316 und/oder der zweiten Schalenkomponente 318 definiert sein. Der Zugangsbereich 324 kann im Wesentlichen so eingerichtet sein, dass ein Zugangsfenster 310 in der Rotorblattanordnung 300 definiert ist. Das Zugangsfenster kann so eingerichtet sein, dass es einen Zugang zu dem Innenbereich eines Abschnittes der Rotorblattanordnung 300 bereitstellt.
Bezugszeichenliste

10: Windkraftanlage
12: Turm
14: Standfläche
16: Gondel
18: Rotor
20: drehbare Nabe
22: Rotorblatt
24: Blattfußabschnitt
26: Lastübertragungsbereiche
28: Richtung
32: Anstellanpassungssystem
34: Anstellachsen
36: Anlagensteuerung
38: Gier-Achse
40: Außenschale
42: Innenbereich/Innenoberfläche
44: Druckseite
46: Saugseite
48: Vorderkante
50: Hinterkante
52: Kern
54: Innenhautschicht
56: Außenhautschicht
58: Holmsteg
60: oberer Holmgurt
62: unterer Holmgurt
300: Rotorblattanordnung
302: Fußsegment
304: Spitzensegment
306: Schalensegment
308: Fußabschnitt
309: Spitzenabschnitt
310: Zugangsfenster
312, 314: interne strukturelle Komponenten
316: Fußschale
318: Spitzenschale
320: Schnittstelle
322: Innenoberfläche/Schnittstelle
324: Zugangsbereich
326: Länge
328: gerade Kante
330: Länge
332: Ende (der Spitzenschale)
334: Ende (der Fußschale)
336: abgeschrägte Kanten
338: angewinkelter oder ausgesparter Abschnitt
340: Haut/Schale-Komponente
342: Haut/Schale-Komponente
344: Vorderkantenkomponente
346: Hinterkantenkomponente
800: Rotorblattanordnung
802: Mantelkomponente
804: Schalenkomponente
806: Schalensegment
808: Interne Komponenten
810: Zugangsbereich

Claims

Rotorblattanordnung (300) für eine Windkraftanlage (10), wobei die Rotorblattanordnung (300) aufweist: ein Fußsegment (302) mit einer Fußschale (316) und einer internen Fußkomponente (312); ein an dem Fußsegment (302) befestigtes Spitzensegment (304), wobei das Spitzensegment (304) eine Spitzenschale (318) und eine interne Spitzenkomponente (314) aufweist; und einen in wenigstens einer von der Fußschale (316) und der Spitzenschale (318) definierten Zugangsbereich (324), wobei der Zugangsbereich (324) derart eingerichtet ist, dass ein Zugangsfenster (310) in der Rotorblattanordnung (300) definiert ist; wobei das Zugangsfenster (310) dafür eingerichtet ist, einen Zugang zu dem Innenbereich eines Abschnittes der Rotorblattanordnung (300) bereitzustellen.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 1, welche ferner ein Schalensegment (306) aufweist, das dafür eingerichtet ist, das Zugangsfenster (310) abzudecken.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 2, wobei der Zugangsbereich (324) auf einer Druckseite (44) von wenigstens einer von der Fußschale (316) und der Spitzenschale (318) dergestalt eingerichtet ist, dass das Schalensegment (306) als eine Druckseiten-Hautkomponente (340) eingerichtet ist.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 2, wobei der Zugangsbereich (324) auf einer Saugseite (46) von wenigstens einer von der Fußschale (316) und der Spitzenschale (318) derart ausgebildet ist, dass das Schalensegment (306) als eine Saugseiten-Hautkomponente (342) eingerichtet ist.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 2, wobei der Zugangsbereich (324) an einer Vorderkante (48) von wenigstens einer von der Fußschale (316) und der Spitzenschale (318) derart ausgebildet ist, dass das Schalensegment (306) als eine Vorderkantenkomponente (344) eingerichtet ist.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 2, wobei der Zugangsbereich (324) an einer Hinterkante (50) von wenigstens einer von der Fußschale (316) und der Spitzenschale (318) dergestalt eingerichtet ist, dass das Schalensegment (306) als eine Hinterkantenkomponente (346) eingerichtet ist.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 1, wobei das Schalensegment (306) an der Fußschale (316) und an der Spitzenschale (318) dergestalt befestigt ist, dass ein im Wesentlichen zusammenhängendes aerodynamisches Profil durch die Rotorblattanordnung (300) definiert ist.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 1, wobei die interne Fußkomponente (312) und die interne Spitzenkomponente (314) jeweils ein Paar von Holmgurten (60, 62) und wenigstens einen sich zwischen den Holmgurten (60, 62) erstreckenden Holmsteg (58) aufweisen.
Rotorblattanordnung (300) nach Anspruch 1, wobei das Zugangsfenster (310) dafür eingerichtet ist, einen physischen Zugang zu der Schnittstelle der internen Fußkomponente (312) und der internen Spitzenkomponente (314) bereitzustellen.
Verfahren zum Zusammenbau eines ein Fußsegment (302) mit einer Fußschale (316) und einer internen Fußkomponente (312) und ein Spitzensegment (304) mit einer Spitzenschale (318) und einer internen Spitzenkomponente (314) aufweisenden Rotorblattes, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausrichten des Fußsegmentes (302) und des Spitzensegmentes (304) dergestalt, dass ein Zugangsfenster (310) an einer Schnittstelle der internen Fußkomponente (312) und der internen Spitzenkomponente (314) definiert wird; Befestigen der internen Spitzenkomponente (312) an der internen Fußkomponente (314); und Befestigen eines Schalensegmentes (306) über dem Zugangsfenster (310).
Verfahren nach Anspruch 10, ferner mit dem Schritt der Befestigung der Spitzenschale (318) an der Fußschale (316).
Verfahren nach Anspruch 11, ferner mit dem Schritt der Aufbringung eines Kaschierlaminats an einer Schnittstelle (320) der Spitzenschale (318) und der Fußschale (316).
Verfahren nach Anspruch 10, ferner mit dem Schritt der Aufbringung eines Kaschierlaminats um den Umfang des Schalensegmentes (306).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die interne Fußkomponente (312) und die interne Spitzenkomponente (314) jeweils ein Paar von Holmgurten (60, 62) und wenigstens einen sich zwischen den Holmgurten (60, 62) erstreckenden Holmsteg (58) aufweisen.
Rotorblattanordnung (300, 800) für eine Windkraftanlage (10), wobei die Rotorblattanordnung (300, 800) aufweist: eine erste Schalenkomponente (316, 802); eine an der ersten Schalenkomponente (316, 802) befestigte zweite Schalenkomponente (318, 804); einen in wenigstens einer von der ersten Schalenkomponente (316, 802) und zweiten Schalenkomponente (318, 804) definierten Zugangsbereich (324, 810), wobei der Zugangsbereich (324, 810) so eingerichtet ist, dass ein Zugangsfenster (310) in der Rotorblattanordnung (300, 800) definiert ist; und ein Schalensegment (306, 806), das dafür eingerichtet ist, das Zugangsfenster (310) abzudecken, wobei das Zugangsfenster (310) dafür eingerichtet ist, einen Zugang zu dem Innenbereich eines Abschnittes der Rotorblattanordnung (300, 800) bereitzustellen.