DE102011056320A1

DE102011056320A1 - Windkraftanlagenflügel mit verbesserter Verbindungslinie und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102011056320A1
Application number: DE102011056320A
Authority: DE
Inventors: Jacob Johannes Nies
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL Es
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: US8047800B2; CN102536637B; DE102011056320B4; DK178059B1; US20110211970A1; CN102536637A; DK201170701A

Abstract

Ein Windkraftanlagenflügel (16) enthält ein oberes Schalenelement (20) und ein unteres Schalenelement (22) mit einem inneren Hohlraum (25) zwischen diesen. Die Schalenelemente sind an einer Vorder- und einer Hinterkante (24, 26) des Flügels mit einer Bindepaste (34) entlang einer Verbindungslinie (36, 37), die eine ausgelegte Breite (38) aufweist, miteinander verbunden. Eine Barriere (44) ist innerhalb des inneren Hohlraums zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement entlang wenigstens einer von der Vorder- oder Hinterkante angeordnet und verhindert eine Bewegung der Bindepaste in den inneren Hohlraum hinein über die Breite der Verbindungslinie hinaus. Die Barriere enthält eine Wand (46), die für die Bindepaste im Wesentlichen undurchlässig ist, und ein Halteelement (48), das sich von der Wand zu der Vorder- oder Hinterkante des Flügels erstreckt. Das Halteelement positioniert die Wand an der Verbindungslinie, und die Wand weist eine Gestalt und Nachgiebigkeit auf, um mit dem oberen und dem unteren Schalenelement innerhalb des inneren Hohlraums in Eingriff zu stehen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Windkraftanlagen und insbesondere Windkraftanlagenflügel mit einer verbesserten Hinterkantenverbindungslinie.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Windkraftanlagenflügel sind die wichtigsten Elemente von Windkraftanlagen zur Umsetzung von Windenergie in elektrische Energie. Die Flügel haben das Querschnittsprofil eines Tragflügels, so dass während eines Betriebs Luft unter Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen den Seiten über den Flügel strömt. Folglich wirkt eine Auftriebskraft, die von einer Druckseite zu einer Saugseite gerichtet ist, auf den Flügel ein. Die Auftriebskraft erzeugt ein Drehmoment auf die Hauptrotorwelle, die über ein Getriebe mit einem Generator zur Erzeugung von Elektrizität verbunden ist.
Die Windkraftanlagenflügel bestehen gewöhnlich aus einer oberen (saugseitigen) Schale und einer unteren (druckseitigen) Schale, die an Verbindungslinien entlang der Hinter- und der Vorderkante des Flügels miteinander verbunden sind. Die Verbindungslinien werden im Allgemeinen durch Aufbringung einer geeigneten Bindepaste oder Klebemasse entlang der Verbindungslinie mit einer minimal geplanten Verbindungsbreite zwischen den Schalenelementen erzeugt. Die Bindepaste neigt jedoch dazu, weit über die geplante Verbindungsbreite hinaus und in den inneren Flügelhohlraum hinein, insbesondere entlang der Hinterkante des Flügels vorzudringen. Diese überschüssige Bindepaste kann das Gewicht des Flügels deutlich erhöhen und somit die Flügeleffizienz und Gesamtleistung der Windkraftanlage nachteilig beeinflussen. Die überschüssige Bindepaste kann ferner während eines Betriebs der Windkraftanlage, losbrechen und eine Beschädigung an der inneren Struktur und den inneren Komponenten hervorrufen.
Demgemäß würde die Industrie von einer verbesserten Verbindungslinienkonfiguration profitieren, die die Menge überschüssiger Bindepaste reduziert, die insbesondere entlang der Hinterkante des Windkraftanlagenflügels in den Flügelhohlraum eindringt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Vorteile der Erfindung sind zum Teil in der folgenden Beschreibung angegeben oder können aus der Beschreibung offenkundig sein, oder sie können durch Umsetzung der Erfindung in die Praxis erfahren werden.
Gemäß Aspekten der Erfindung ist ein Windkraftanlagenflügel geschaffen, der ein oberes Schalenelement und ein unteres Schalenelement aufweist. Die Schalenelemente definieren einen inneren Hohlraum zwischeneinander und sind an einer Vorder- und einer Hinterkante des Flügels mit einer Bindepaste entlang einer Verbindungslinie, die eine geplante Weite aufweist, miteinander verbunden. Eine Barriere ist in dem inneren Hohlraum zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement entlang wenigstens entweder der Vorder- und/oder der Hinterkante angeordnet. Die Barriere dient dazu, die Bindepaste daran zu hindern, in irgendeinem nennenswerten Maße über die Verbindungslinie hinaus in den inneren Hohlraum hinein zu gelangen. In einer bestimmten Ausführungsform enthält die Barriere eine Wand, die für die Bindepaste im Wesentlichen undurchlässig ist (und für Luft durchlässig sein kann), und ein Halteelement, das sich von der Wand bis zu der Vorder- oder Hinterkante des Flügels erstreckt, wobei das Halteelement dazu dient, die Wand an der Verbindungslinie zu positionieren. Die Wand weist eine Gestalt und Nachgiebigkeit auf, um gegen das obere und das untere Schalenelement innerhalb des inneren Hohlraums angelegt zu werden, um sich an Abweichungen der Gestalt und Abmessung der Schalenelemente anzupassen.
In einer bestimmten Ausführungsform ist die Wand gegen das obere und das untere Schalenelement vorgespannt und lässt sich durch eine äußere Bedienung des Halteelementes, das eine steifer Stab sein kann, entlang der Schalenelemente zu der Verbindungslinie verschieben. Es können mehrere Halteelemente entlang der Wand zur Positionierung und Handhabung der Wand entlang der gesamten Länge von dieser beabstandet angeordnet sein.
Die Wand kann innerhalb des Umfangs der Erfindung stark variieren. In einer Ausführungsform kann die Wand eine relativ steife vorgeformte Gestalt mit Kanten aufweisen, die mit dem oberen und dem unteren Schalenelement in Eingriff stehen. Die Wand kann eine vorgeformte konkave oder konvexe Gestalt haben oder alternativ durch eine äußere Handhabung der Halteelemente zu einer endgültigen Konstruktionsgestalt geformt werden. Zum Beispiel kann die Wand mit den Halteelementen zu einer endgültigen konkaven Gestalt gezogen werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner verschiedene Ausführungsformen eines Verfahrens zur Erzeugung einer Verbindung zwischen einem oberen und einem unteren Schalenelement entlang einer oder beider von der Vorder- oder Hinterkante eines Windkraftanlagenflügels. Das Verfahren kann ein Platzieren einer Barriere zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement enthalten, wobei die Barriere eine Wand aufweist, die für die Bindepaste im Wesentlichen undurchlässig und für Luft durchlässig ist. Die Barriere weist ferner ein Halteelement auf, das sich von der Wand zu der Vorder- oder Hinterkante erstreckt. Der innere Hohlraum wird zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement von der Wand bis zu der Vorder- oder Hinterkante mit einer Bindepaste gefüllt, und die Schalenelemente werden anschließend zusammengedrückt, um überschüssige Bindepaste aus dem Zwischenraum zwischen den Schalenelementen herauszudrängen, wobei die Wand an einer Verbindungslinie entlang der Vorder- oder Hinterkante, die eine konstruktiv geplante Bindungsbreite aufweist, positioniert wird. Die Wand kann nach dem Aufbringen der Bindepaste durch äußere Bedienung des (der) Halteelemente(s) entlang der Verbindungslinie in Stellung gezogen werden. Bei dieser Ausführungsform streift die Wand entlang der Schalenelemente und hilft, überschüssige Bindepaste aus dem Zwischenraum zwischen den Schalenelementen herauszudrücken.
Bei noch weiteren Ausführungsformen kann die Wand von einer ersten Gestalt zu einer endgültigen Konstruktionsgestalt, z. B. einer endgültigen konkaven Gestalt, innerhalb des inneren Hohlraums durch äußere Bedienung des Halteelementes verändert werden.
Die Erfindung umfasst ferner eine Windkraftanlage, die einen oder mehrere Windkraftanlagenflügel aufweist, die mit der hierin beschriebenen einzigartigen Verbindungslinienkonfiguration konfiguriert sind.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verstanden. Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Offenbarung enthalten sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine umfassende und ermöglichende Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich deren bester Ausführungsart, die an einen Fachmann auf dem Gebiet gerichtet ist, ist in der Beschreibung angegeben, die auf die beigefügten Figuren Bezug nimmt, in denen zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer herkömmlichen Windkraftanlage;
2 eine Perspektivansicht eines Windkraftanlagenflügels;
3 eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Windkraftanlagenflügels gemäß Aspekten der Erfindung;
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Hinterkante eines Windkraftanlagenflügels gemäß Aspekten der Erfindung;
5 eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform einer Konfiguration einer Hinterkantenverbindung;
6 eine noch weitere Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer Hinterkantenverbindungskonfiguration;
7 eine Perspektivansicht einer Hülsenausführungsform;
8 eine Perspektivansicht einer alternativen Hülsenausführungsform;
9 eine Perspektivansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Hülse;
10 eine weggeschnittene Seitenansicht einer Verbindungskonfiguration an der Vorderkante eines Windkraftanlagenflügels;
11 eine weggeschnittene Seitenansicht der Verbindungskonfiguration nach 7, die eine Hülse gemäß Aspekten der Erfindung verwendet; und
12 eine weggeschnittene Seitenansicht der Ausführungsform nach 8 in einem montierten Zustand.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Jedes Beispiel ist zur Erläuterung der Erfindung, nicht zur Beschränkung der Erfindung vorgesehen. In der Tat wird es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass von dem Umfang oder Rahmen der Erfindung abgewichen wird. Zum Beispiel können Merkmale, die als ein Teil einer Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, bei einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine noch weitere Ausführungsform zu ergeben. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen umfassen soll, wie sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
1 veranschaulicht eine Windkraftanlage 10 vom herkömmlichen Aufbau. Die Windkraftanlage 10 enthält einen Turm 12 mit einer daran montierten Gondel 14. Mehrere Windkraftanlagenflügel 16 sind an einer Rotornabe 18 montiert, die wiederum mit einem Hauptflansch verbunden ist, der eine Hauptrotorwelle dreht. Die Energieerzeugungs- und Steuerungskomponenten der Windkraftanlage sind innerhalb der Gondel 14 untergebracht. Die Ansicht nach 1 ist lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen, um die vorliegende Erfindung in einem beispielhaften Einsatzgebiet zu platzieren. Es sollte erkannt werden, dass die Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Art einer Windkraftanlagenkonfiguration beschränkt ist.
2 zeigt eine detailliertere Ansicht eines Windkraftanlagenflügels 16. Der Flügel 16 enthält ein oberes Schalenelement 20 und ein unteres Schalenelement 22. Das obere Schalenelement 20 kann als die Saugseitenfläche des Flügels 16 konfiguriert sein, während das untere Schalenelement 20 als die Druckseitenfläche des Flügels konfiguriert sein kann. Der Flügel 16 enthält eine Vorderkante 24 und eine Hinterkante 26 sowie einen Wurzelabschnitt 28 und einen Spitzenabschnitt 30. Wie in der Technik wohl bekannt, sind das obere Schalenelement 20 und das untere Schalenelement 22 an einer Verbindungslinie 36 entlang der Vorderkante 24 und einer Verbindungslinie 37 an der Hinterkante 26 miteinander verbunden. Bei der Bildung dieser Verbindungslinien 36, 37 wird eine Bindepaste 34 in fließfähiger viskoser Form zwischen den paarweise passenden Laminatflächen des oberen Schalenelementes 20 und des unteren Schalenelementes 22 entlang der Längserstreckung der Verbindungslinien 36, 37 aufgebracht. Es sollte erkannt werden, dass der Ausdruck „Bindepaste” hierin in einem generischen Sinn verwendet wird, um eine beliebige Art eines Klebstoffs oder Bindematerials zu umfassen, der bzw. das in einem anfänglich fließfähigen Zustand aufgetragen wird. Die spezielle Art der Bindepaste 34 ist für die vorliegende Erfindung nicht besonders relevant, und es kann eine beliebige geeignete Art eines Epoxids, eines Verbundstoffs oder eines sonstigen Materials in dieser Hinsicht verwendet werden.
Die Bindepaste 34 wird gewöhnlich in einer hinreichenden Menge und einem Muster aufgebracht, um eine geplante Verbindungslinienbreite 38 an der Vorderkante 34 und eine geplante Verbindungslinienbreite 37 an der Hinterkante 26 einzurichten, die einen minimalen verbundenen Oberflächenbereich zwischen den Komponenten entlang der Länge der jeweiligen Verbindungslinien 36, 37 sicherstellt. Zum Beispiel ist bezugnehmend auf 8 die Vorderkante 24 eines Windkraftanlagenflügels 26 dargestellt. Es wird eine Bindepaste 34 zwischen einander gegenüberliegenden, paarweise passenden Laminatoberflächen des oberen Schalenelementes 20 und des unteren Schalenelementes 22 eingebracht, um so eine Verbindung mit einer geplanten Bindungsbreite 20 und Bindungsdicke 40 zu definieren. Die Konstruktionskriterien für die Bindungsbreite 38 und -dicke 40 können zwischen verschiedenen Arten von Flügeln basierend auf einer beliebigen Kombination von Konstruktionsfaktoren variieren, wie dies für Fachleute auf dem Gebiet allgemein verständlich ist.
Erneut bezugnehmend auf 8 besteht ein besonderes Problem, das mit dem herkömmlichen System und Verfahren zur Aufbringung der Bindepaste 34 verbunden ist, darin, dass überschüssige Bindepaste aus dem Zwischenraum zwischen den paarweise passenden Flächen des oberen Schalenelementes 20 und des unteren Schalenelementes 22 in den inneren Hohlraum 25 (3) hinein verdrängt wird und ggf. als durchgehärtete Masse 35 aushärtet, die deutlich zum Gewicht des Flügels 16 beiträgt. Das gleiche Problem liegt an der Hinterkante 26 des Flügels vor. Die überschüssige Masse der Bindepaste 35 erhöht in keiner Weise den Grad der strukturellen Festigkeit oder dient irgendeinem anderen nützlichen Zweck für den Flügel 16.
4 bis 7 zeigen einen Windkraftanlagenflügel 16, der eine Barriere 44 verwendet, die in dem inneren Hohlraum 25 zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement 20, 22 entlang der Hinterkante 26 des Flügels angeordnet ist.
Es kann auch eine Barriere 44 an der Verbindungslinie 36 entlang der Vorderkante 24 verwendet werden, wie dies in den 8 bis 10 dargestellt ist. Die Bindepaste 34 ist innerhalb des inneren Hohlraums 25 bis zu der geplanten Bindungsbreite 38 durch die Barriere 44 gehalten und wird durch die Barriere 44 daran gehindert, in irgendeinem beträchtlichen Maße weiter in den innern Hohlraum 25 einzudringen.
Die Barriere 44 enthält eine Wand 46, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement 20, 22 innerhalb des inneren Hohlraums 25 erstreckt. Die Wand 46 ist aus einem geeigneten Material (oder einer Kombination von Materialien) ausgebildet, das (die) sie im Wesentlichen undurchlässig für die Bindepaste 34 in ihrem fließfähigen Zustand und wünschenswerterweise durchlässig für Luft macht. Die Wand 46 kann zum Beispiel aus einem elastischen Sieb, einem Laminat aus Maschenmaterialien, einem Maschen- und Sieblaminat und dergleichen ausgebildet sein. Die Wand 46 weist eine Gestalt und Nachgiebigkeit auf, um einen gegen die Schalenelemente 20, 22 vorgespannten, angelegten Zustand anzunehmen, wie dies in den 4 bis 6 dargestellt ist. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Wand 46 gegen die Schalenelemente 20, 22 verschiebbar, um so zur anfänglichen Positionierung der Wand 46 im Wesentlichen an den Schalenelementen 20, 22 anzustreifen, wie dies in größeren Einzelheiten nachstehend beschrieben ist. Die Wand 46 kann eine derartige longitudinale Länge aufweisen, dass sie sich entlang der Verbindungslinie 37, 38 innerhalb des inneren Hohlraums 25 des Flügels 16 erstreckt. Alternativ kann eine Reihe gesonderter Wände 46 entlang der Verbindungslinie 37, 38 angeordnet sein. In speziellen Ausführungsformen ist die Wand 46 in der Lage, sich an Veränderungen der Gestalt und Abmessungen entlang des oberen und des unteren Schalenelementes 20, 22 anzupassen oder anzugleichen.
Die Barriere 44 enthält ein Halteelement 48, das mit der Wand 46 in Eingriff steht und sich von der Wand 46 zu der Hinterkante 26 erstreckt. Das Halteelement 28 kann ein biegsames Element, wie beispielsweise ein kabel- oder schnurartiges Element sein, das extern bedient werden kann, um eine Zugkraft auf die Wand 46 in Richtung auf die Hinterkante 26 auszuüben. In einer modifizierten Ausführungsform kann das Halteelement 48 ein leichtes Stabelement 50 sein, das es ermöglicht, dass eine Zug- oder Druckkraft auf die Wand 46 aufgebracht wird. Es sollte erkannt werden, dass mehrere Halteelemente 48 (insbesondere die Stäbe 50) im Abstand entlang der Längserstreckung der Wand 46 angeordnet sein können, wie in 7 dargestellt, um die Wand 46 entlang deren Länge variabel zu positionieren und zu halten. Die Stäbe 50 können an der Wand 46 an geeigneten verstärkten Befestigungsstellen 54 angebracht sein. Die Stabs 50 können näher an der Wand 46 einen zunehmenden Durchmesser haben, wie dies in den Figuren angezeigt ist, um der Wand 46 weitere Stabilität zu verleihen.
Die Halteelemente 48 dienen dazu, anfänglich die Wand an einer Anfangsposition innerhalb des Hohlraums 25, die an der geplanten Verbindungsbreite 38 liegen kann, zu positionieren. Die Halteelemente 48 erstrecken sich über die Kante 26 hinaus und sind mit irgendeinem geeigneten Verankerungsmechanismus 52 verankert, um eine weitere Bewegung der Wand 26 innerhalb des inneren Hohlraums 25 während des Bindungsprozesses zu verhindern. Die Bindungsbreite 38 wird auf diese Weise leicht erreicht, und überschüssige Bindepaste 34 erstreckt sich nicht über die Bindungsbreite 38 hinaus.
Wie erwähnt, ist die Wand 46 für die Bindepaste 34 im Wesentlichen undurchlässig und wünschenswerterweise für Luft durchlässig. Somit tritt beim Zusammendrücken der Schalenelemente 20, 22 Luft in der Bindepaste 34 durch die Wand 46 aus, wodurch die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, dass sich schädliche Lufttaschen in der ausgehärteten Paste bilden. Es sollte leicht verstanden werden, dass die Durchlässigkeit der Wand 46 von der Viskosität der Bindepaste 34 in ihrem fließfähigen Zustand abhängig ist und somit innerhalb des Umfangs und Rahmens der Erfindung stark variieren kann.
In einer Ausführungsform kann die Wand 46 ein steifes Element sein, das eine vorgeformte Gestalt und ein hinreichendes Maß an Elastizität aufweist, um gegen die Schalenelemente 20, 22 vorgespannt zu werden, ohne während des Bindeprozesses oder der Lebensdauer des Flügels zu brechen oder zu reißen. Zum Beispiel kann die Wand 46 ein vorgeformtes Drahtgitter oder ein Maschengitterlaminat sein, das anfangs zu einer gewünschten Gestalt geformt wird.
Die Wand 46 kann eine konvexe Gestalt aufweisen (sich nach außen krümmen), wie in 5. Diese Gestalt kann in dem Wandmaterial vorgeformt sein oder kann alternativ einfach darauf zurückzuführen sein, dass das Materialgewicht der Bindepaste 34 beim Zusammendrücken der Schalenelemente 20, 22 gegen eine biegsamere Wand 46 drückt.
In einer modifizierten Ausführungsform, wie sie in den 4 und 6 dargestellt ist, kann die Wand 46 zu einem spannungsreduzierenden Profil, wie beispielsweise der konkaven (nach innen gekrümmten) Gestalt, wie sie in den Figuren dargestellt ist, geformt sein. Diese Gestalt kann ebenfalls in der Wand 46 vorgeformt sein. In der bestimmten Ausführungsform, wie sie in 6 dargestellt ist, wird die konkave Gestalt in die Wand 46 eingebracht, indem eine biegsame Wand 46 mit den Stäben 50 in Richtung auf die Hinterkante 56 gezogen wird, was die Wand 46 veranlasst, an den Schalenelementen 20, 22 zu schaben und sich zu der Kante 26 hin zu durchbiegen, während sich der Zwischenraum zwischen den Schalenelementen in der Richtung der Kante 26 verringert, wie dies durch die gestrichelten Linien in 6 dargestellt ist. Diese Ausführungsform kann insofern vorteilhaft sein, als die Wand 26 (die eine im Wesentlichen flache, teilsteife Komponente sein kann) anfänglich in der inneren Kavität 25 weit über die Bindungsbreite 38 hinaus positioniert werden kann, wobei die Bindepaste 34 nachfolgend in den inneren Hohlraum 25 eingefüllt wird. Die Wand 46 kann danach in Richtung auf die Kante 26 zu der Verbindungslinie 37 (an der Bindungsbreite 38) gezogen werden. Während die Wand bewegt wird, schabt sie an den Schalenelementen 20, 22 und zwingt die Bindepaste 34, jegliche Zwischenräume oder Taschen in dem inneren Hohlraum 25 zu füllen, während die Paste zu der Kante 26 hin gepresst wird. Jede Luft in der Bindepaste 34 wird durch die Wand 46 hindurch oder nach außen über die Kante 26 gemeinsam mit jeglicher überschüssiger Bindepaste 34 gedrückt.
Wie erwähnt, kann die Barriere 44 entlang einer oder beider von der Hinterkante 26 und/oder der Vorderkante 24 des Flügels 16 verwendet werden. 8 bis 10 zeigen eine Barriere 44, die zwischen einander überlappenden Laminatabschnitten des oberen und des unteren Schalenelementes 20, 22 platziert ist, um eine Bindung entlang der Vorderkante 24 zu schaffen, die eine Bindungsbreite 38 aufweist.
Nach hinreichender Aushärtungszeit werden die Halteelemente 48 und jegliche überschüssige Bindepaste 35 (4 und 8), die aus dem Zwischenraum zwischen den Schalenelementen 20, 22 herausgequetscht wurde, entlang der Hinterkante 26 abgeschnitten, um eine fertiggestellte Bindung zwischen den Schalenelementen 20, 22 darzubieten. Die Menge der überschüssigen Bindepaste 35 kann gemessen und aufgezeichnet werden, wobei dieser Wert verwendet wird, um die Menge an Bindepaste 34, die bei der Erzeugung der weiteren Flügel 16 verwendet wird, zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner verschiedene Verfahren zur Schaffung einer Verbindung zwischen einem oberen und einem unteren Schalenelement 20, 22 entlang wenigstens entweder der Vorder- und/oder der Hinterkante 24, 26 eines Windkraftanlagenflügels 16 mit einer Barriere 44 gemäß den vorstehend erläuterten Aspekten. Es können beliebige der Merkmale, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der Barriere 44 oder der Anwendung der Barriere innerhalb des inneren Hohlraums 25 des Flügels 16 beschrieben sind, in die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens aufgenommen werden.
Weil die Barriere 44 den Fluss der Bindepaste 34 in den inneren Hohlraum 25 des Flügels 16 blockiert, kann die vorliegende Erfindung den weiteren Vorteil bieten, dass die Viskosität der Bindepaste 34 verringert oder in sonstiger Weise modifiziert werden kann, um eine vollständigere Auftragung und Beseitigung von Lufttaschen oder Leerstellen zwischen den Schalenelementen entlang der Verbindungslinie sicherzustellen, ohne sich zu sorgen, dass eine (weniger) viskosere Paste leichter in den Hohlraum 25 eindringen würde.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner jede Konfiguration einer Windkraftanlage 10 (1), worin wenigstens einer der Flüge1 16 mit den besonderen Vorteilen der Erfindung, wie vorstehend erläutert, konfiguriert ist.
Während der vorliegende Gegenstand im Einzelnen in Bezug auf seine speziellen beispielhaften Ausführungsformen und Verfahren beschrieben worden ist, wird erkannt werden, dass Fachleute auf dem Gebiet, wenn sie ein Verständnis von dem Vorstehenden erlangen, leicht Modifikationen an, Veränderungen von und Äquivalente von derartigen Ausführungsformen hervorbringen können. Demgemäß ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung beispielhaft und dient nicht zur Beschränkung, und der Offenbarungsgegenstand schließt die Aufnahme derartiger Modifikationen, Veränderungen und/oder Hinzufügungen zu dem vorliegenden Gegenstand, wie sie sich für einen Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres erschließen, nicht aus.
Ein Windkraftanlagenflügel 16 enthält ein oberes Schalenelement 20 und ein unteres Schalenelement 22 mit einem inneren Hohlraum 25 zwischen diesen. Die Schalenelemente sind an einer Vorder- und einer Hinterkante 24, 26 des Flügels mit einer Bindepaste 34 entlang einer Verbindungslinie 36, 37, die eine ausgelegte Breite 38 aufweist, miteinander verbunden. Eine Barriere 44 ist innerhalb des inneren Hohlraums zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement entlang wenigstens einer von der Vorder- oder Hinterkante angeordnet und verhindert eine Bewegung der Bindepaste in den inneren Hohlraum hinein über die Breite der Verbindungslinie hinaus. Die Barriere enthält eine Wand 46, die für die Bindepaste im Wesentlichen undurchlässig ist, und ein Halteelement 48, das sich von der Wand zu der Vorder- oder Hinterkante des Flügels erstreckt. Das Halteelement positioniert die Wand an der Verbindungslinie, und die Wand weist eine Gestalt und Nachgiebigkeit auf, um mit dem oberen und dem unteren Schalenelement innerhalb des inneren Hohlraums in Eingriff zu stehen.
Bezugszeichenliste

10: Windkraftanlage
12: Turm
14: Gondel
16: Flügel
18: Rotornabe
20: Oberes Schalenelement
21: Geneigte Fläche
22: Unteres Schalenelement
23: Vorderes Ende
24: Vorderkante
25: Innerer Hohlraum
26: Hinterkante
28: Wurzelabschnitt
30: Spitzenabschnitt
34: Bindepaste
35: Überschüssige Bindepaste
36: Verbindungslinie
37: Verbindungslinie
38: Ausgelegte Breite der Verbindungslinie
40: Verbindungsliniendicke
44: Barriere
46: Wand
48: Halteelement
50: Stab
52: Verankerungselement
54: Verstärkte Befestigung

Claims

Windkraftanlagenflügel (16), wobei der Flügel aufweist: ein oberes Schalenelement (20) und ein unteres Schalenelement (22); wobei das obere Schalenelement und das untere Schalenelement einen inneren Hohlraum (25) zwischeneinander definieren und an einer Vorder- und einer Hinterkante (24, 26) des Flügels mit einer Bindepaste (34) entlang einer Verbindungslinie (36, 37), die eine ausgelegte Breite (38) aufweist, miteinander verbunden sind; und eine Barriere (44), die in dem inneren Hohlraum zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement entlang wenigstens entweder der Vorder- und/oder der Hinterkante angeordnet ist, wobei die Barriere eine entlang der Verbindungslinie angeordnete Wand (46), die für die Bindepaste im Wesentlichen undurchlässig ist, und ein Halteelement (48) aufweist, das sich von der Wand zu der Vorder- oder Hinterkante des Flügels erstreckt, wobei das Halteelement die Wand an der Verbindungslinie hält; und wobei Wand eine Gestalt und Elastizität aufweist, um mit dem oberen und dem unteren Schalenelement innerhalb des inneren Hohlraums in Eingriff zu stehen.
Windkraftanlagenflügel (16) nach Anspruch 1, wobei die Wand (46) aus einer Kombination von Materialien ausgebildet ist, die die Wand für die Bindepaste (34) im Wesentlichen undurchlässig, für Luft durchlässig machen und mit einem hinreichenden Maß an Elastizität versehen, um gegen das obere und das untere Schalenelement (20, 22) vorgespannt zu sein.
Windkraftanlagenflügel (16) nach Anspruch 1, wobei die Wand (46) durch eine äußere Bedienung des Halteelementes (48) entlang des oberen und des unteren Schalenelementes (20, 22) zu der Verbindungslinie (36, 37) verschiebbar ist.
Windkraftanlagenflügel (16) nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (48) ein steifes Stabelement (50) ist und ferner mehrere der Stabelemente (50) aufweisend, die entlang der Wand (46) beabstandet angeordnet sind.
Windkraftanlagenflügel (16) nach Anspruch 1, wobei die Wand (46) eine steife vorgeformte Gestalt mit Kanten aufweist, die mit dem oberen und dem unteren Schalenelement (20, 22) in Eingriff stehen.
Windkraftanlagenflügel (16) nach Anspruch 1, wobei die Wand (46) entweder eine konkave Gestalt oder eine konvexe Gestalt aufweist.
Windkraftanlagenflügel (16) nach Anspruch 1, wobei die Barriere (44) entlang der Hinterkante (26) angewandt wird.
Verfahren zum Schaffen einer Bindung zwischen einem oberen und einem unteren Schalenelement (20, 22) entlang wenigstens entweder der Vorder- und/oder der Hinterkante (24, 26) eines Windkraftanlagenflügels (16), wobei das Verfahren aufweist: Platzieren einer Barriere (44) zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement, wobei die Barriere eine Wand (46) aufweist, die im Wesentlichen undurchlässig für eine Bindepaste und durchlässig für Luft ist, wobei die Barriere ferner ein Halteelement (48) aufweist, das sich von der Wand zu der Vorder- oder der Hinterkante erstreckt; Füllen eines inneren Hohlraums (25) zwischen dem oberen und dem unteren Schalenelement von der Wand zu der Vorder- oder Hinterkante mit einer Bindepaste (34) und Zusammendrücken der Schalenelemente, um überschüssige Bindepaste aus dem Zwischenraum zwischen den Schalenelementen herauszudrängen; und wobei die Wand an einer Verbindungslinie (36, 37) entlang der Vorder- oder Hinterkante, die eine ausgelegte Bindungsbreite (38) aufweist, angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner ein Ziehen der Wand (46) in Stellung entlang der Verbindungslinie (36, 37) durch eine äußere Bedienung des Halteelementes (48) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Barriere (44) mehrere Halteelemente (48) enthält, die entlang der Wand (46) beabstandet angeordnet ist, und ferner eine Bedienung der mehreren Halteelemente aufweisend, um die Wand längs der Verbindungslinie (36, 37) entlang der Länge der Vorder- oder Hinterkante (24, 26) zu positionieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Wand (46) in Stellung gezogen wird, nachdem die Bindepaste (34) in den inneren Hohlraum (25) eingefüllt worden ist, so dass die Wand entlang der Schalenelemente (20, 22) streift und hilft, überschüssige Bindepaste aus dem Zwischenraum zwischen den Schalenelementen herauszudrücken.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Wand (46) durch eine äußere Bedienung des Halteelementes (48) von einer ersten Gestalt zu einer endgültigen Konstruktionsgestalt innerhalb des inneren Hohlraums (25) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner ein Abschneiden überschüssiger Bindepaste (34) aufweist, die aus der Vorder- oder der Hinterkante (24, 26) herausgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner ein Messen der Menge der überschüssigen Bindepaste (34), die von der Vorder- oder Hinterkante (24, 26) abgeschnitten wurde, und ein Reduzieren der anfänglich eingesetzten Menge der Bindepaste in einem nachfolgenden Flügel (16) um die gemessene Menge der abgeschnittenen Bindepaste aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Barriere (44) entlang der Hinterkante (26) angewandt wird.