DE102011076082B4

DE102011076082B4 - Rotorblatt für Windenergieanlagen aus textilverstärkten Thermoplast-Halbzeugen und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102011076082B4
Application number: DE102011076082.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kroll Lothar; Sebastian Scholz; Jörg Kaufmann; Erik Päßler; Dipl.-Ing. Iwan Sebastian
Original assignee: Technische Universitaet Chemnitz
Current assignee: Technische Universitaet Chemnitz
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: DE102011076082A1

Abstract

Rotorblatt für Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei miteinander verbundene Rotorblatthalbschalen (Außenhautstruktur) aufweist, die aus endlosfaser-, textilverstärktem Thermoplast (TTP) bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt mit aerodynamischem Auftriebsprofil für Windenergieanlagen (WEA), insbesondere Kleinwindenergieanlagen (KWEA) bestehend aus zwei konturierten äußeren Halbschalen (Ober- und Unterschale) aus endlosfaser-, textilverstärkten Thermoplasten und, in bevorzugten Ausführungsformen, mit einer Tragstruktur innerhalb des Rotorblattes. Anwendung finden diese neuartigen Rotorblätter vorzugsweise bei WEA mit horizontaler, propellerförmiger Drehachse sowie bei Darrieus-Anlagen mit vertikaler Drehachse, insbesondere H-Rotor-Anlagen.
Bei der serienmäßigen Herstellung von Rotorblättern für Windenergieanlagen haben sich je nach Größe der Windanlage unterschiedliche Produktionsverfahren mit entsprechenden Materialien etabliert. Für Kleinwindenergieanlagen mit Rotordurchmessern bis ca. 1,5 m werden die Rotorblätter häufig aus Vollmaterial gefertigt (z. B. Metall, Holz, Kunststoff). Insbesondere die Fertigung im Thermoplast-Spritzgießverfahren ermöglicht zwar eine wirtschaftliche Herstellung durch kurze Taktzeiten und einen hohen Automatisierungsgrad, allerdings beschränkt dieses Verfahren die Länge der Rotorblätter, sodass diese i. d. R. nur bei sehr kleinen Anlagen (Mikrowindanlagen) unter 1 kW Einsatz finden. Aus ökonomischen Gründen wird zudem oft kein vollständiges aerodynamisches Auftriebsprofil realisiert, sondern nur eine Schalenstruktur nach dem Prinzip eines Widerstandsläufers.
So schlägt die DE 10 2007 055 103 A1 vor, organische Fasern als Endlosfasern zu verarbeiten, indem diese mit einem Kunststoff beschichtet und anschließend mit dem Matrixmaterial coextrudiert werden. Als Kunststoffbeschichtung kommt bevorzugt das gleiche Material wie für die Matrix zum Einsatz.
Größere Rotorblätter bei denen sowohl geringes Gewicht im Vergleich zur Strukturgröße als auch geringe aerodynamische Verluste wichtig sind, werden fast ausschließlich als aerodynamisches Profil bestehend aus zwei konturierten textilverstärkten duroplastischen Faser-Kunststoff-Verbund(FKV)-Halbschalen ausgeführt. Der Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden zur Herstellung von Rotorblättern für WEA führte insbesondere durch die Verwirklichung immer größerer Rotorblattlängen zu einer deutlichen Steigerung der Leistung. Aufgrund der hohen erreichbaren spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten sind endlosfaserverstärkte FKV-Strukturen für derartige Leichtbauanwendungen geradezu prädestiniert. Nachteilig wirken sich jedoch die geringe Automatisierbarkeit, Reproduzierbarkeit und hohen Prozesszeiten bei der Herstellung der duroplastischen FKV-Rotorblätter aus. Ursachen hierfür liegen hauptsächlich in dem hohen manuellen Aufwand bei der Fertigung, typischerweise im Handlaminier- oder Infusionsverfahren, sowie in den langen Vernetzungszeiten der meist epoxidbasierten Harzsysteme. Insbesondere bei den einfachen Bauformen von KWEA führt die aufwendige Herstellung der Rotorblätter zum Kostentreiber der Gesamtanlage.
Die WO 2010/100066 A2 beschreibt eine Windkraftanlage, bei der Rotorblätter zum Einsatz kommen, die aus zwei Halbschalen gefertigt werden, wobei die Halbschalen durch Umformen hergestellt werden. Die beiden Halbschalen werden dann, ggf. unter Einbeziehung einer stützenden Innenkonstruktion (Versteifungsstruktur), miteinander verbunden. Die Druckschrift gibt jedoch keine geeignete Versteifungsstruktur an.
Es stellt sich somit die Aufgabe, neue werkstoff- und prozesstechnische Ansätze zu suchen, die eine rentablere und günstigere Produktion bei gleichzeitig Erhaltung der derzeitigen hohen Ansprüche an Leichtbau, Sicherheit und lange Lebensdauern ermöglichen. Es gilt insbesondere, die Lücke zwischen sehr kleinen, geringfügig belasteten KWEA-Rotorblättern (D < 1,5 m), die im großserientechnischen Spritzgießverfahren zu geringen Kosten hergestellt werden und mittleren Windkraftanlagen (D > 8 m) mit einer effizienten wirtschaftlichen Technologie zu schließen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit der Rotorblattkonstruktion nach Anspruch 1 gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rotorblattkonstruktion wird in Anspruch 10 offenbart. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den entsprechend rückbezogenen Unteransprüchen dargestellt.
Die Lösung der Aufgabe beruht auf der Herstellung von Rotorblättern aus Materialien der relativ jungen Werkstoffgruppe der textilverstärkten Thermoplaste (TTP). Sogenannte Organobleche bieten als vollständig imprägniertes und konsolidiertes Faser-Matrix-Halbzeug hervorragende Eigenschaften zur Verarbeitung in kurzen Zykluszeiten ohne langwierige Aushärtereaktionen der Matrix. Durch die Herstellung von Rotorblatthalbschalen aus diesen Materialien lässt sich eine kontinuierliche, großserientaugliche und flexible Prozesskette realisieren, wodurch wirtschaftliche und gleichzeitig hochbelastbare, leichtbaugerechte Rotorblätter bereitgestellt werden können. Bedingt durch das gute Drapierverhalten von plastifizierten TTP-Halbzeugen lassen sich auch komplexe Rotorgeometrien fertigen, sowohl für Anlagen mit horizontaler, propellerförmiger Drehachse als auch für Darrieus-Anlagen mit vertikaler Drehachse (insbesondere H-Rotor-Anlagen).
Die wesentlichen Vorteile des TTP-Umformverfahrens für KWEA-Rotorblätter gegenüber konventionellen duroplastischen textilverstärkten FKV-Herstellungsverfahren sind:

– Wirtschaftliche Großserientauglichkeit durch kurze Taktzeiten und vollständige Automatisierbarkeit
– Hohe Reproduzierbarkeit durch Wegfall der handarbeitsintensiven Prozessschritte wie Preforming und Harzinfiltration sowie der verfahrensunsicheren Materialprozesse wie die chemische Vernetzung der duroplastischen Matrix
– Stoffschlüssiges Verbinden der Rotorblatthalbschalen durch thermoplastisches Schweißen
– Geringe Pressdrücke während der Umformung (d. h. lange Rotorblätter können auch mit Pressen geringerer Leistung hergestellt werden)
– Hohe Zähigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen
– Vergleichbar hohe Festigkeiten und Steifigkeiten wie duroplastische FKV
– Unbegrenzte Lagerfähigkeit der TTP-Halbzeuge
– Gutes Arbeitsklima durch Wegfall von ungesunden und geruchsintensiven Harzdämpfen
– Nachhaltige Ressourcennutzung durch vollständige Recyclingfähigkeit der thermoplastischen Rotorblätter am Ende des Produktlebenszyklus

Das erfindungsgemäße Rotorblatt weist im Betriebszustand eine dem Luftstrom zugewandte Kante und ein dem Luftstrom abgewandte Kante auf. Die beiden Halbschalen des erfindungsgemäßen Rotorblatts sind vorzugsweise so gestaltet, dass die Verbindungslinie der Halbschalen entlang dieser Kanten verläuft. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind jedoch auch andere Führungen der Verbindungslinien möglich.
Es sind mehrere bevorzugte Bauweisen der Halbschalen für das erfindungsgemäße Rotorblatt möglich:

a) Schalen in monolithischer Bauweise aus endlosfaser-, textilverstärkten Thermoplasten (TTP), 1
b) Schalen in kontinuierlicher Sandwich-Bauweise mit einem druckstabilen Kern geringer Dichte und TTP-Deckschichten, 2
c) Schalen aus TTP-Laminat mit partiell integrierten Kernsegmenten (Stringer-Bauweise), 3

Die Halbzeuge zur Herstellung der TTP-Halbschalen bestehen bevorzugt aus teilweise oder vollständig mit der thermoplastischen Matrix (Matrixmaterial) vorimprägnierten Verstärkungsfaser-Textilien, häufig bezeichnet als Organobleche oder thermoplastische Prepregs.
Die verwendeten Textilien der TTP-Halbzeuge sind bevorzugt Gewebe (Typ Leinwand, Köper und Atlas) sowie unidirektionale und multidirektionale Gelege. Die Verstärkungsfasern bestehen bevorzugt aus Glas-, Kohlenstoff-, Aramid-, Basalt- oder Naturfasern, besonders bevorzugt aus Glas- oder Kohlenstofffasern. Geeignete Naturfasern sind hier Flachs, Jute und Hanf. Es sind jedoch auch Gemische verschiedener Fasern möglich. Besonders bevorzugt werden jedoch Glasfasern eingesetzt.
Als Matrixmaterial sind prinzipiell alle Arten von thermoplastischen Kunststoffen möglich, wobei bevorzugt Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polyetheretherketon (PEEK) und besonders bevorzugt Polyamid eingesetzt werden. Besonders bevorzugte Matrixmaterialien sind PP und PA.
Der bevorzugte Laminataufbau der TTP- oder Sandwich-Halbschale ist abhängig von dem verwendeten Verstärkungstextil im TTP-Halbzeug. Bei rein gewebeverstärkten TTP-Halbzeugen wird bevorzugt ein symmetrischer Lagenaufbau aus 0° und 90°-Faserlagen eingesetzt. Bei Verwendung von gelegeverstärkten TTP-Halbzeugen (UD oder multiaxial) wird bevorzugt ein symmetrischer Laminataufbau aus 0° und +/-X°-Faserlagen eingesetzt, wobei X bevorzugt zw. 25°–45° und besonders bevorzugt bei ca. 30° liegt. Bei einer Kombination aus gewebe- und UD-gelegeverstärkten TTP-Halbzeugen der Halbschale eignet sich besonders ein wechselschichtiger, symmetrischer Laminataufbau aus gewebten 0°/90°-Faserlagen und 0°-UD-Faserlagen. Der Faservolumengehalt der TTP-Halbschalen liegt bevorzugt zwischen 40% und 60%, besonders bevorzugt bei ca. 50%.
Die propellerartigen Rotorblätter für Anlagen mit horizontaler Drehachse besitzen eine aerodynamisch angepasste Verwindung um die Rotorlängsachse von bevorzugt 5–10°.
Insbesondere größere oder stärker belastete Rotorblätter weisen vorteilhaft eine Versteifung der Halbschalen durch den Einsatz eines bevorzugt druckstabilen Kernes geringer Dichte zwischen zwei TTP-Deckschichten (Sandwichbauweise, b) auf (2).
Der Kern kann sich bevorzugt über die gesamte Länge des Rotorblattes erstrecken. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass er vor dem Erreichen der Rotorblattspitze direkt oder mit langsam abnehmender Dicke ausläuft.
Der Kern erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Breite des Rotorblattes. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließt er vorher ab und läuft direkt oder mit abnehmender Dicke in Richtung der dem Luftstrom abgewandten Kante aus, sodass die TTP-Deckschichten zusammenlaufen und miteinander verschmelzen. Der Kern kann massiv oder in Rotorblattlängsrichtung geschlitzt gestaltet sein, sodass er sich ohne Druckeigenspannungen leicht an die Kontur anpassen lässt.
Bei der Stringer-Bauweise (c) wird vorteilhaft eine Rotorblattversteifung erzielt, indem die Stringer sequenziell in Form von einem oder mehreren streifenförmigen Kernen (bevorzugt mehreren) eingebettet zwischen den TTP-Deckschichten in bevorzugt axialer Rotorblattrichtung laufen (3). Diese streifenförmigen Kerne können entlang der Rotorblattlängsachse durchgehend gestaltet sein oder kraftflussgerecht mit abnehmender Dicke auslaufen.
Als Material für die Kerne (Kernmaterialien) der Sandwich- und Stringer-Bauweise eignen sich insbesondere reaktiver duroplastischer Hartschaum (PUR, PMI, PVC), thermoplastischer Hartschaum (PUR, EPP, EPA), Leichthölzer (Balsa-Stirnholz, Buche, Birke, Pappel, Fichte), Aluminium-Schaum und Wabenstrukturen aus Aramid, Aluminium und Thermoplasten, wobei hier bevorzugt das gleiche thermoplastische Material wie die Matrix der TTP-Deckschichten verwendet wird. Bevorzugte Kernmaterialien sind polymere Hartschäume aus PUR (duro- und thermoplastisch), PMI, PPE und PPA mit hoher Druckfestigkeit (die bevorzugte Dichte liegt zwischen 100–300 kg/m³), Balsastirn-, Buchen-, Pappel- und Fichte-Holz sowie Wabenstrukturen.
Die Gestaltung des Kerns aus Holz wird besonders favorisiert, denn sie bietet im Vergleich zu Schaumkernen und zu zelligen Kernstrukturen eine noch höhere Schubsteifigkeit. Lasteinleitungs- und Lagerungsbereiche können ebenso wie das restliche Bauteil in einem homogenen Laminataufbau ausgeführt werden. Zudem können die transversal isotropen Eigenschaften des Holzes genutzt werden, um gezielte Versteifungen des Bauteils zu erreichen und somit die Gesamtmasse zu reduzieren. Die Kombination von Holzkernen und thermoplastischen, faserverstärkten Kunststoffen verringert die Herstellungszeiten von hochbelasteten Bauteilen. Desweiteren können durch die Verwendung von thermoplastischen Matrixsystemen mittels Schweißverfahren (Reibschweißverfahren etc.) einzelne Halbschalen miteinander verbunden oder Lasteinleitungselemente ohne aufwendige Verklebungen aufgebracht werden.
Insbesondere bei WEA-Anlagen ab etwa 2 m Rotordurchmesser ist eine Versteifung der Rotorblatthalbschalen durch die Integration einer inneren Tragstruktur zwischen den Rotorblatt-Halbschalen sinnvoll. Diese kann sowohl als Alternative zur Sandwich- oder Stringerbauweise als auch in Kombination mit diesen Bauweisen zur zusätzlichen Versteifung bzw. Materialeinsparung der Rotorblatthalbschalen eingesetzt werden. Die innere Tragstruktur des erfindungsgemäßen Rotorblatts ist gekennzeichnet durch die folgenden Varianten:

1) einen vollständig oder teilweise innen ausgefüllten Hartschaumkern, 4
2) Stege aus polymeren Hartschaum, 5
3) Rippenstruktur aus spritzgegossenem Thermoplast, 6
4) Stege aus konturangepassten kastenförmigen Voll- oder Hohlprofilen, 7 u. 8
5) Stege aus konturangepassten miteinander verbundenen Hutprofilen, 9
6) Stege aus konturangepassten miteinander verbundenen Hutprofilen und ausgefülltem Hohlraum des Profils mit polymerem Hartschaum, 10

Die Varianten a, b und c der gestalterischen Ausführung der äußeren Halbschalen sind mit den Varianten 1–6 der inneren Tragstruktur beliebig kombinierbar.
Die innere Tragstruktur nach der Variante 1) bietet eine gleichmäßige Versteifung der äußeren Halbschalen über die Rotorblattdicke und ist gekennzeichnet durch einen vollständig oder teilweise (bevorzugt vollständig) ausgefüllten Kern aus thermoplastischem oder reaktivem duroplastischem Hartschaum (PUR, PMI, PET, PVC), bevorzugt PUR oder PMI (vergl. 4). Die Dichte des polymeren Hartschaums liegt bevorzugt zwischen 20 und 100 kg/m³, besonders bevorzugt bei 60–80 kg/m³.
Neben dem vollständigen Ausfüllen des Rotorblatts mit polymerem Hartschaum lassen sich auch partielle Hartschaumstrukturen in Form von axial verlaufenden Stegsegmenten in der TTP-Halbschale ausbilden (Variante 2)). Die Stegsegmente sind derart geformt, dass die obere Fläche durchgängig auf gleicher Höhe mit den Halbschalenaußenkanten verläuft, sodass die Segmente nach der Verbindung beider Halbschalen einen oder mehrere teilweise oder vollständig axial durchgängige Stege bilden, die zur Stabilisierung der TTP-Außenhaut beitragen. Die Stege bestehen bevorzugt aus polymerem Hartschaum höherer Dichte. Die Dichte des Hartschaums liegt vorteilhaft zwischen 100 kg/m³ und 300 kg/m³, besonders bevorzugt bei 200 kg/m³. Neben einer linearen Anordnung entlang der Rotorblattlängsachse können die Stegsegmente auch gekrümmt gemäß der Kontur der Halbschalenaußenkanten angeordnet sein. Die Stegsegmente können über die Länge eine konstante Breite aufweisen. Besonders bevorzugt besitzen die Stegsegmente jedoch eine variable Breite, die sich in Abhängigkeit der entlang der Rotorblattlängsachse abnehmenden Profiltiefe reduziert. Die Form des Stegsegmentquerschnittes ist leicht konisch (vergl. 5), was sowohl die Beulsteifigkeit erhöht als auch die Entformung der Rotorblatthalbschale aus der Werkzeugform gewährleistet.
Die Variante 3) sieht eine thermoplastische Rippenstruktur in der TTP-Halbschale vor, welche im kombinierten Press-Spritzgieß-Verfahren hergestellt wird (vergl. 6). Die spritzgegossenen Rippen können unidirektional oder kreuzweise parallel oder 45° versetzt zur Rotorblattlängsachse angeordnet sein. Besonders bevorzugt wird eine Kreuzverrippung parallel/senkrecht zur Rotorblattlängsachse, wobei die Längsrippen linear oder konturangepasst gemäß der Halbschalenaußenkanten entlang der Rotorblattlängsachse und die Stützrippen senkrecht dazu verlaufen. Die Rippenstruktur schließt analog zur Variante 2 in der Höhe mit den Halbschalenaußenkanten ab, sodass nach der Verbindung beider TTP-Halbschalen eine über die Rotorblattdicke durchgängige Rippenstruktur entsteht. Die Spritzgießthermoplaste ist bevorzugt mit dem Material der Matrix der TTP-Halbschalen identisch und enthält bevorzugt Kurz- oder Langfasern zur Erhöhung der Druck- und Beulsteifigkeit.
Nach Variante 4) sind ein oder mehrere konturangepasste kastenförmige Voll- oder Hohlprofile als Stege in das Rotorblatt integriert (vergl. 7 und 8). Der Vollprofilsteg besteht bevorzugt aus Aluminium, Holz oder Thermoplasten. Bevorzugt werden Vollprofilstege aus Holz, besonders bevorzugt aus Balsastirnholz, eingesetzt. Der Hohlprofilsteg besteht besonders bevorzugt aus Aluminium oder gewickelten duroplastischen oder thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden.
Eine weitere bevorzugte Konstruktionsvariante (Variante 5)) zur Gestaltung der Stegsegmente für die äußere Halbschale sieht vor, TTP- oder Aluminium-Bleche (bevorzugt TTP) als konturangepasste, leicht abgeschrägte Hutprofile in axialer Rotorblattrichtung an den Profilflanken mit den TTP-Halbschalen anzuordnen (9). Das Stegsegment schließt analog den bisher beschriebenen Stegsegmenten in der Höhe mit den Kanten der Schalenaußenkontur ab, so dass beide Stegsegmente der zusammengeführten Halbschalen stumpf aufeinander treffen.
Variante 6) sieht zur zusätzlichen Versteifung des Steges von Variante 5 eine Kombination mit Variante 2 vor (10). Dabei wird bevorzugt nach dem Verbinden des Hutprofils mit der TTP-Außenhaut ein reaktives polymeres Hartschaumgemisches in den leeren Raum des Hohlprofiles eingespritzt, wodurch eine stabilisierende flächige Stützstruktur des Hutprofils entsteht.
Die Oberfläche des erfindungsgemäßen Rotorblatts weist ein äußere, bevorzugt aus polymeren oder metallischen Materialien bestehende Oberflächenschicht auf, die vorteilhaft als Dekor- und Verschleißschutzschicht dient. Hauptsächlich bewirkt die Oberflächenschicht einen Schutz vor äußeren Einflüssen (Witterung, UV, Erosion). Die Oberflächenschicht besteht bevorzugt aus Metall-Blech (Aluminium, Zink, Stahl – oberflächenbehandelt) und besonders bevorzugt aus Aluminium. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform besteht die Oberflächenschicht aus einer thermoplastischen Folie, die vorzugsweise UV-Stabilisatoren und Farbbatches und ggf. Brandhemmer enthält. Eine darüber hinaus weiterhin bevorzugte Ausführungsform weist anorganische Feststoffpartikel zur Erhöhung der Härte und Verschleißbeständigkeit der Oberflächenschicht auf. Dazu werden bevorzugt partikulare nanoskalige Metalloxide wie SiO₂, TiO₂, Al₂O₃ verwendet. Die Metallbleche und thermoplastischen Folien besitzen eine Stärke von vorzugsweise 0,1 bis 0,4 mm.
Die Herstellung der Halbschalen erfolgt bevorzugt im statischen Heißpressverfahren unter hohen Drücken. Damit ist diese Technologie bevorzugt für kleinere Rotorblätter insbesondere für Kleinwindenergieanlagen geeignet. Die Herstellung von qualitativ hochwertigen Rotorblättern im wirtschaftlichen Großserienverfahren eröffnet durch die Bereitstellung kostengünstiger KWEA einen neuen Markt für Nutzer von erneuerbaren Energien, die sich derartige Anlagen bisher nicht leisten konnten.
Vor dem Umformen der TTP-Halbzeuge erfolgt bevorzugt ein vorgeschalteter Prozess, bei dem die TTP-Halbzeuge in einer Heizstrecke bis in den Schmelztemperaturbereich der thermoplastischen Matrix erwärmt werden. Die Heizstrecke steht in unmittelbarer Nachbarschaft der Presse, um eine Abkühlung der temperierten TTP-Halbzeuge zu vermeiden. Der Transport von der Vorwärmstation in die Presse erfolgt bevorzugt über axial bewegliche Handlingsysteme.
Das Formwerkzeug zur Formgebung der Rotorblatthalbschalen besteht aus einem konturangepassten Presswerkzeug aus positiver und negativer Formhälfte mit oder ohne integrierte Heiz- und Kühlelemente sowie mit oder ohne Auswerfersystem. Das Formwerkzeug wird bevorzugt aus Aluminium (bei kleinen Stückzahlen) oder Stahl (bei höheren Stückzahlen) frästechnisch gefertigt.
Die TTP-Halbzeuge werden zur Herstellung der Halbschalen wechselschichtig aufeinander gelegt und miteinander heiß, statisch im Formwerkzeug verpresst und dabei vollständig konsolidiert und umgeformt. Dazu werden die aufgeheizten TTP-Halbzeuge mittels Handlingvorrichtung in das temperierte Rotorblatt-Presswerkzeug eingebracht und diese durch Verpressen beider Formhälften umgeformt und konsolidiert. Die Werkzeugtemperatur beträgt bevorzugt 80°C bis 110°C und wird über ein werkzeugintegriertes Temperiersystem eingestellt. Das Formwerkzeug ist bevorzugt so gestaltet, dass der überstehende Rand des TTP-Halbzeugs direkt im Werkzeug unmittelbar nach der Formgebung abgeschert (Stanzen) wird. Alternativ werden die umgeformten Halbschalen in einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise manuell oder maschinell im Anschluss an die Formgebung besäumt. Die Haltedauer im Werkzeug variiert in Abhängigkeit von Matrix und Laminatdicke (Rotorblattlänge) zwischen wenigen Sekunden bis Minuten. Die Pressdrücke zur Umformung und Konsolidierung der TTP-Halbschalen sollen 100 bar nicht überschreiten und liegen bevorzugt zwischen 10–50 bar. Nach der Haltedauer erfolgt das Abkühlen des Laminates unter Druck um eine ausreichende Verklebung zu erzielen. Die Abkühltemperatur liegt dabei bevorzugt zw. 90°C–110°C.
Der druckstabile Kern der Sandwichbauweise (b) (2), der insbesondere bei größeren oder stärker belasteten Rotorblättern vorzusehen ist, wird bevorzugt während der Formgebung und Konsolidierung der TTP-Halbzeuge durch statisches Heißpressen im Formwerkzeug zeitgleich stoffschlüssig ohne zusätzliche Verklebung mit den TTP-Deckschichten verbunden. Der Kern besteht bevorzugt aus einem plattenförmigen Halbzeug und wird zusammen mit den TTP-Deckschichten bis zur Endkontur umgeformt. Alternativ kann der Kern auch vorher gesondert konturangepasst und/oder vorgeformt werden. Insbesondere bei Kunststoffkernen (z. B. aus Hartschaum) lässt sich eine Konturierung dessen durch Urformen in einem separatem Formwerkzeug erzielen.
Bei Verwendung eines Holzkerns lässt sich dieser durch press- oder frästechnische Bearbeitung in die geforderte Form bringen. Durch eine spanende Bearbeitung ist, unter Berücksichtigung des Materialverlustes und der Vernachlässigung der anisotropen Eigenschaften des Holzes, eine schnelle Konturierung von Holzkernen möglich. Mittels Wasserdampf und hohen Temperaturen (ca. 100°C) wird der Holzkern in Abhängigkeit von der Holzart, dem Querschnitt und den Radien gezielt umgeformt. Leichte Konturierungen von dünnen Holzkernen erfolgen im einstufigen Prozess direkt bei der Herstellung des Sandwiches durch die Umformung und Verklebung mit den thermoplastischen Deckschichten im Pressverfahren.
Bei der Stringer-Bauweise (c) (3) wird vorteilhaft eine Rotorblattversteifung erzielt, indem die Stringer sequenziell in Form von bevorzugt mehreren streifenförmigen Kernen eingebettet zwischen den TTP-Deckschichten in axialer Rotorblattrichtung laufen (analog der Sandwichbauweise). Auch hier werden die streifenförmigen Kerne prozessintegriert während der Herstellung der TTP-Deckschichten miteinander stoffschlüssig verbunden, indem diese vom kontinuierlichen TTP-Laminat umschlossen und während der Umfomung dieser mit einer entsprechend konturangepassten Werkzeugform mit den Stringern verklebt werden.
Die innere Tragstruktur nach der Variante 1) (4) wird bevorzugt durch das Einbringen der flüssigen Ausgangskomponenten des polymeren Hartschaums im Anschluss an den Pressvorgang der TTP-Halbschale mit einem weiteren konturangepassten Oberformwerkzeug in die Halbschale hinein vorgenommen. Dabei werden die vorgemischten flüssigen Komponenten in die Formkavität gespritzt, sodass diese chemisch reagieren und durch reaktionsbedingte Expansion die Kavität ausfüllen. Beide Halbschalen sind nach beendetem Prozess derart mit dem Kernmaterial bestückt, dass diese sich durch Kleben der berührenden Oberflächenflächen des Hartschaums und Kleben oder Schweißen der TTP-Außenkanten verbinden lassen. In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise wird der innere Hohlraum des Rotorblatts nach der Verbindung der Halbschalen mit reaktivem Hartschaum ausgefüllt. Diese Verfahrensweise wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit folgenden Varianten kombiniert, indem alle oder einzelne Hohlräume zwischen Stegen mit Hartschaum ausgefüllt werden.
Zur Herstellung eines oder mehrerer axial verlaufender Stegsegmente aus partiellen Hartschaumstrukturen (Variante 2), 5) werden diese Stegsegmente bevorzugt unmittelbar nach der Formgebung und Konsolidierung der TTP-Halbschalen durch Einspritzen eines thermoplastischen oder reaktiven polymeren Hartschaumgemisches vorzugsweise auf Basis von PUR, PMI, PET oder PVC in eine konturierte Formmulde der positiven Werkzeugform gebildet (vergl. 11, 15). Das Werkzeugsystem ist hierbei bevorzugt ein einseitiges Wechselwerkzeug (bevorzugt auswechselbare Oberform), bei dem zunächst die Kontur der TTP-Halbschale mit dem ersten Oberformwerkzeug umgeformt und anschließend mittels einem zweiten Oberformwerkzeug mit konturierter Formmulde das reaktive Hartschaumgemisch in diese Kavität eingespritzt wird. Die Stegsegmente sind so ausgeführt, dass das Stegsegment in der Höhe mit den Kanten der Schalenaußenkontur abschließt, diese sich beim Verbinden der Halbschalen stumpf berühren und somit vorzugsweise klebetechnisch miteinander verbunden werden können.
Das Herstellungsverfahren für Variante 3) (6) sieht vor, thermoplastische Rippen im direkten Anschluss an die presstechnische Formgebung der TTP-Halbschalen im kombinierten Press-Spritzgieß-Verfahren an zu formen, um somit eine gleichmäßige Versteifung der Rotorblattaußenhaut zu erzielen. Dabei wird zunächst die TTP-Halbschale mit oder ohne Sandwichkern presstechnisch umgeformt und anschließend über eine bevorzugt vertikale Spritzgießeinheit, die mit der Presse und dem Werkzeug gekoppelt ist, der thermoplastische Spritzgießkunststoff in die rippenbildende Formkavität eingespritzt.
Die Voll- oder Hohlprofile (Holme) nach Variante 4) (7 und 8) werden während des Fügens der Halbschalen zwischen diese gebracht und bevorzugt durch Kleben mit diesen verbunden. Bevorzugt werden Vollprofilstege aus Holz, besonders bevorzugt aus Balsastirnholz, eingesetzt. Diese Holzstege werden bevorzugt eingebracht, während die beiden TTP-Halbschalen miteinander verbunden werden. Dies erfolgt, indem die Stege eingeklebt oder in in den TTP-Halbschalen vorbereitete formschlüssige Befestigungsanordnungen eingefügt werden. Die erforderliche Kontur des Holzstegs wird durch spanende Bearbeitung oder umformtechnisch mittels Wasserdampf und hohen Temperaturen (ca. 100°C) im Presswerkzeug erzielt.
Die Gestaltung der Stegsegmente für die äußere Halbschale nach Variante 5) (12) wird hergestellt, indem die TTP- oder Aluminium-Bleche (bevorzugt TTP) zu konturangepassten, leicht abgeschrägten Hutprofilen umgeformt und in axialer Rotorblattrichtung an den Profilflanken durch Thermoformen mit den TTP-Halbschalen verbunden werden. Das Steg-Segment wird bevorzugt im direkten Anschluss an die Umformung der Halbschalen an diese gepresst und durch Thermoformen stoffschlüssig mit diesen verbunden. Die Stegsegmente schließen wie dargestellt in 9 in der Höhe mit den Kanten der Schalenaußenkontur ab, so dass beide Stegsegmente der zusammengeführten Halbschalen vorteilhaft stumpf aufeinander treffen und gemeinsam mit den Außenkonturen der Halbschalen schweiß- oder klebtechnisch miteinander verbunden werden.
Die Realisierung der Variante 6) (10) erfolgt analog zu Variante 5 durch Verbinden des vorgeformten Hutprofils durch Heißpressen und Konsolidieren der Profilflanken mit der TTP-Außenhaut. Nach dem presstechnischen Verbinden beider Komponenten wird ein reaktives polymeres Hartschaumgemisch in den leeren Raum des Hohlprofiles eingespritzt, wodurch eine stabilisierende flächige Stützstruktur des Hutprofils entsteht (vergl. 11).
Die Verbindung der TTP-Rotorblatthalbschalen erfolgt bevorzugt durch stoffschlüssiges Verbinden, wie Kleben oder Schweißen der TTP-Halbschalen oder eine Kombination aus beidem, insbesondere bei der Steg-Bauweise. Dazu werden die beiden Halbschalen mittels geeigneter Vorrichtungen konturgenau aufeinandergelegt und gegeneinander gedrückt. Die Verbindung durch Schweißen erfolgt bevorzugt manuell oder vollautomatisiert und besonders bevorzugt mittels Heißgasschweißen, insbesondere mit Schweißzusatz. Weiterhin lässt sich eine Verbindung vorteilhaft durch Laserschweißen oder Reibschweißen erzielen. Bei beiden Verfahren muss der Schweißkopf zur Verbindung der Stegsegemente mit einer Art Lanze in das Rotorblatt hineingeführt werden.
Eine weitere Verfahrensvariante sieht das Schweißen der TTP-Halbschalen mit oder ohne Steg mittels adaptiertem Heizwendelschweißen durch prozessintegriertes Einbringen eines oder mehrerer Widerstandsdrähte und/oder einer Heizdrahtfolie zum Verschweißen der Konturkanten der TTP-Halbschalen und/oder der Hutprofil-Kopfseiten der TTP-Stegsegemente vor (vergl. 12).
Unabhängig von der Bauweisenvariante wird an der Rotorblattwurzel bevorzugt ein metallischer Nabenanschluss eingebracht, der als Verbindungselement zur Rotornabe dient. Der Nabenanschluss bevorzugt aus Aluminium oder Stahl lässt sich vollständig oder segmentiert während der Formgebung im Presswerkzeug in die TTP-Halbschale einbringen. Analog den Sandwichkernen verklebt die Metallkomponente flächig mit den plastifizierten TTP-Halbzeugen indem diese mit hohem Druck während der Umformung in-situ eingepresst wird. Eine Integration des metallischen Nabenanschlusses ist jedoch auch nach der Verbindung der beiden Halbschalen in das konturierte TTP-Rotorblatt möglich, indem dieser definiert im Wurzelbereich des Rotorblattes eingebracht und durch Kleben, Nieten oder Schrauben gefügt wird.
Da WEA-Rotorblätter sowohl permanenten äußeren Einflüssen wie etwa Witterung, UV-Strahlung und Erosion ausgesetzt sind, als auch eine für optimale Anströmungsverhältnisse glatte Oberfläche benötigen, ist eine schützende, reibungsarme und in der Regel dekorative Oberflächenschicht erforderlich. Diese kann durch konventionelle duroplastische Lacksysteme, wie sie bei Rotorblättern in duroplastischer FKV-Bauweise üblich sind, im Anschluss an die Rotorblattherstellung sprühtechnisch aufgebracht werden. Zur Reduktion der Verfahrensschritte wird jedoch eine prozessintegrierte Beschichtung durch Applikation einer polymeren oder metallischen Folie als äußere Dekor- und Schutzschicht bevorzugt. Dabei wird diese zusammen mit dem vorgewärmten TTP-Laminat in das Formwerkzeug eingebracht, umgeformt und dabei mit diesem verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei wird ein Rotorblatt in Sandwichbauweise (b) mit Holzkern hergestellt. Die Herstellung erfolgt unter Abarbeitung der Schritte:

1. Konturierung des Holzkernes mittels CNC-Fräsen und Nassdampf-Umformen bei 180°C.
2. Halbschalenherstellung durch Verpressen von endlos glasfaserverstärkten vorkonsolidierten PA-Deckschichten und Pappelstableimholzkern
a) Aufheizen der TTP-Halbzeuge auf 240°C im separaten Infrarot-Strahlerfeld
b) Einlegen der Deckschichten und des konturierten Holzkernes in das auf 90°C temperierte Formwerkzeug mittels axial beweglichem Handling
c) Schließen des Werkzeuges und Einstellen eines Verarbeitungsdruckes von 50 bar
3. Abkühlen des Sandwiches unter Druck um ausreichende Verklebung zu erzielen und Entnahme der Rotorblatthalbschale nach Erreichen der Entformungstemperatur von ca. 100°C
4. Verschweißen der thermoplastischen Matrix der zwei Halbschalen durch Reibschweißen
5. Integration eines metallischen Nabenanschlusses durch Verkleben mit der Rotorblattwurzel

Nachfolgend werden das Ausführungsbeispiel und Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Diese veranschaulichen im Einzelnen:
1 zeigt eine TTP-Rotorblatthalbschale in monolithischer Bauweise (a) im Schnitt.
2 zeigt eine TTP-Rotorblatthalbschale in Sandwichbauweise (b). Zwischen den äußeren und inneren TTP-Deckschichtlaminaten (1) ist ein Sandwichkern (2) angeordnet. Die Details 2.1 bis 2.3 zeigen Formen des Zusammenführens der äußeren und inneren TTP-Deckschichtlaminate an der dem Luftstrom zugewandten Kante der Rotorblatthalbschale, während die Details 2.4 bis 2.6 Formen des Zusammenführens der äußeren und inneren TTP-Deckschichtlaminate an der dem Luftstrom abgewandten Kante der Rotorblatthalbschale darstellen.
In 3 ist Bauweise c) dargestellt, die eine umgeformte TTP-Halbschale in Stringerbauweise zur Versteifung der TTP-Rotorblattaußenhaut aufweist. Die streifenförmigen Stege (3) werden vom kontinuierlichen TTP-Laminat umschlossen und während der Umfomung dieser mit den Stringern verklebt.
4 zeigt, einen eingespritzten polymeren Hartschaumkern (4) als innere Tragstruktur zur Versteifung der Rotorblatthalbschalen (Variante 1). Dieser Hartschaumkern (4) wird entweder bereits bei der Fertigung beider TTP-Halbschalen in den Innenraum eingebracht oder nachträglich, nachdem die beiden Halbschalen zusammengefügt und verbunden wurden, mittels expandierenden Hartschaumgemischs im Inneren des TTP-Rotorblatts erzeugt.
5 zeigt im Schnitt an die TTP-Halbschalen angespritzte Stegsegmente (5).
6 zeigt eine thermoplastische Kreuzrippenstruktur, bestehend aus versteifenden Längsrippen (14) und orthogonal verlaufenden Stützrippen, die durch einen kombinierten Umform-Spritzgieß-Prozess realisiert wurde.
7 zeigt die innere Tragstruktur des Rotorblatts, die hier durch Stege mit einem Vollprofil entsteht.
In 8 wird die innere Tragstruktur mittels eines Hohlprofils (Holm) (7) realisiert.
9 zeigt, wie die innere Tragstruktur aus konturierten und mittels Heißpressens gefügten Hutprofilen (8) aufgebaut wird. Die Hutprofile (8) bestehen besonders bevorzugt aus TTP.
In 10 sind die aus 8 bekannten konturierten Hutprofile (8) mit einem Hartschaum-Kern (9) verstärkt.
11 zeigt den Herstellungsprozess der Hartschaumverstärkung der Hutprofile (8) nach 10. Dieser Hartschaumkern wird durch Einspritzen einer chemisch oder physikalisch expandierenden Lösung in die Hohlräume der umgeformten Hutprofile (8) nach deren presstechnischer Anbindung mit der TTP-Halbschale (1) erzeugt. Das Einbringen des Hartschaums erfolgt prozessintegriert im geschlossenen Formwerkzeug mit konturierter Formkavität, mit dem bereits das Hutprofil (8) angefügt würde.
12 zeigt die Herstellung eines TTP-Stegsegments mit integrierter Heizdrahtfolie (13) zum Verschweißen der Kopfseiten der Hutprofile (8). Das TTP-Laminat zur Herstellung des Hutprofils sowie die thermoplastische Heizdrahtfolie werden zunächst plastifiziert und anschließend im Formwerkzeug (untere (11) und obere (12) Werkzeugform) umgeformt und miteinander stoffschlüssig verbunden.
13 stellt eine transparente 3D-Ansicht der beiden verbundenen TTP-Halbschalen dar. Im Inneren der verbundenen Halbschalen ist schematisch die innere Tragstruktur in Form eines axialen Steges (5), Voll- (6), Hohl- (7) oder Hutprofiles (8) erkennbar. In der Rotorblattwurzel ist ein metallischer Nabenanschluss (19) eingebracht.
14 zeigt beispielhaft eine geöffnete Werkzeugform mit umgeformten TTP-Halbschalen. Im gezeigten Beispiel sind die TTP-Halbschalen noch voneinander bzw. dem überschüssigen Material zu trennen.
15 zeigt die Schnittdarstellung einer exemplarischen Werkzeugform mit konturierter Formkavität (16) zur Anformung eines Hutprofil-Stegs bzw. eines eingespritzten polymeren Hartschaumstegs.
Bezugszeichenliste

1: TTP-Laminat der Halbschalenaußenhaut
2: Sandwich-Kern
3: Partielle, streifenförmige Kerne (Stringerbauweise)
4: Durchgängiger polymerer Hartschaumkern
5: Angespritztes Stegsegment aus polymerem Hartschaum oder Thermoplast
6: Konturiertes Vollprofil
7: Konturiertes Hohlprofil
8: Konturiertes TTP- oder Alu-Hutprofil
9: Polymerer Hartschaumkern des Stegsegments
10: Expandierender polymerer Hartschaum (schematisch)
11: Untere Werkzeugform zum Ausformen der TTP-Hutprofile
12: Obere Werkzeugform zum Ausformen der TTP-Hutprofile
13: Folie mit integrierten Heizdrähten
14: Thermoplastische Rippenstruktur (Längsrippen)
15: Thermoplastische Rippenstruktur (Querrippen)
16: Formkavität für TTP-Hutprofile oder angespritzte Hartschaum-Stegsegmente
17: Obere Werkzeugform zum Umformen der TTP-Halbschalen
18: Untere Werkzeugform zum Umformen der TTP-Halbschalen
19: Metallischer Nabenanschluss

Claims

Rotorblatt für Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei miteinander verbundene Rotorblatthalbschalen (Außenhautstruktur) aufweist, die aus endlosfaser-, textilverstärktem Thermoplast (TTP) bestehen.
Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblatthalbschalen so gestaltet sind, dass die Verbindungslinie der Halbschalen entlang der dem Luftstrom direkt zugewandten und der dem Luftstrom abgewandten Kanten verläuft.
Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblatthalbschalen aus vollständig oder teilweise konsolidierten, plattenförmigen TTP-Halbzeugen durch presstechnisches Umformen im plastifizierten Zustand der Matrix hergestellt werden.
Rotorblatt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass textile Verstärkung aus Glasfasergewebe oder -gelege und die Matrix aus Polypropylen oder Polyamid besteht.
Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt in seinem Inneren vollständig hohl gestaltet ist oder eine innere Tragstruktur zur Stabilisierung der Außenhaut aufweist.
Rotorblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rotorblatthalbschale in einer der folgenden Bauweisen ausgeführt ist: a) monolithische Bauweise aus endlosfaser-, textilverstärkten Thermoplasten (TTP), b) kontinuierliche Sandwich-Bauweise mit einem druckstabilen Kern geringer Dichte und mit TTP-Deckschichten, c) TTP-Laminat mit partiell integrierten Kernsegmenten (Stringer-Bauweise)
Rotorblatt nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur zwischen den beiden TTP-Halbschalen der Rotorblattaußenhaut nach einer der folgenden Varianten ausgebildet ist: 1) vollständig oder teilweise innen ausgefüllter polymerer Hartschaumkern 2) Stege aus polymerem Hartschaum 3) Rippenstruktur aus spritzgegossenem Thermoplast 4) Stege aus konturangepassten kastenförmigen Voll- und/oder Hohlprofilen 5) Stege aus konturangepassten miteinander verbundenen Hutprofilen 6) Stege aus konturangepassten miteinander verbundenen Hutprofilen und ausgefülltem Hohlraum des Profils mit polymerem Hartschaum
Rotorblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschale nach Bauweise b) und c) einen kontinuierlichen (b) oder sequenziellen (c) druckstabilen Kern zwischen den TTP-Deckschichten aufweist.
Rotorblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern Balsastirn-, Buchen-, Pappel-Holz, PUR, PMI, PPE oder PPA, sowie Aramid-, Aluminium- oder Thermoplastwaben aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Rotorblatts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens die folgenden Schritte ausgeführt werden: a. Einlegen der kalten oder plastifizierten TTP-Halbzeuge in das Formwerkzeug, b. Presstechnische Umformung der Halbzeuge zu konturierten TTP-Rotorblatthalbschalen, c. Besäumen der überstehenden Konturkanten der TTP-Halbschalen, d. Stoffschlüssiges Verbinden der TTP-Halbschalen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a. das TTP-Halbzeug über die Schmelzetemperatur der thermoplastischen Matrix hinaus außerhalb des Formwerkzeugs erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a. ein oder mehrere druckstabile Kerne zwischen zwei TTP-Halbzeuge eingebettet werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Prozessschritt b. ein Segment eines metallischen Nabenanschlusses (19) mit der formidealen Kontur der Rotorblattwurzel der TTP-Halbschale während der Formgebung klebtechnisch verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach Schritt b. eine innere Tragstruktur in jede der beiden Halbschalen eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur erzeugt wird, indem beide Halbschalen mit Kernmaterial aus polymeren Hartschaum derart gefüllt werden, dass diese sich durch Kleben der berührenden Oberflächenflächen des Hartschaums sowie der TTP-Außenkanten verbinden lassen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur erzeugt wird, indem nach Schritt b. axial verlaufende Stegsegmente durch Einspritzen eines expandierenden reaktiven oder thermoplastischen Hartschaumgemisches erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur erzeugt wird, indem nach Schritt b. eine thermoplastische Rippenstruktur im kombinierten Press-Spritzgieß-Verfahren in jeder der Halbschalen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur erzeugt wird, indem in Schritt d. ein oder mehrere vorgefertigte Voll- (6) und/oder Hohlprofile (7) zwischen die Halbschalen eingebracht und mit diesen verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollprofile (6) aus Holz (bevorzugt Balsastirnholz), polymerem Hartschaum oder Thermoplast bestehen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur erzeugt wird, indem nach Schritt b. ein oder mehrere vorgefertigte leicht abgeschrägte Hutprofile (8) bevorzugt aus TTP oder Aluminium in axialer Rotorblattrichtung an den Profilflanken mit den TTP-Halbschalen verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur erzeugt wird, indem nach Schritt b. ein Verfahrensschritt nach Anspruch 18 ausgeführt wird anschließend der leere Raum des Hutprofils (8) mit polymeren Hartschaum ausgefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt d. der Zwischenraum zwischen den Halbschalen durchgängig oder teilweise mit Kernmaterial aus reaktivem polymerem Hartschaum gefüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt d. ein metallischer Nabenanschluss (19) in die Rotorblattwurzel des gefügten TTP-Rotorblatts eingebracht wird oder dass der metallische Nabenanschluss (19) während Schritt d. beim Zusammenfügen der Halbschalen in die formideale Kontur der Rotorblattwurzel eingefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 22, bei dem eine polymere oder metallische Folie als äußere Dekor- und Schutzschicht zusammen mit dem vorgewärmten TTP-Laminat in das Formwerkzeug eingebracht und in den folgenden Schritten mit umgeformt und dabei mit dem TTP-Laminat stoffschlüssig verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen der Halbschalen und/oder die Verbindung von Stegsegmenten, Rippen oder der inneren polymeren Hartschaumstruktur durch – Kleben und/oder, – Schweißen mittels Heißgasschweißen mit oder ohne Schweißzusatz und/oder – Schweißen mittels Reibschweißen und/oder – Schweißen mittels Laserschweißen und/oder – Schweißen mittels adaptiertem Heizwendelschweißen durch prozessintegriertes Einbringen eines oder mehrerer Widerstandsdrähte und/oder einer Heizdrahtfolie zum Verschweißen der Konturkanten der TTP-Halbschalen und/oder der Hutprofil-Kopfseiten der TTP-Stegsegemente und/oder der thermoplastischen Rippenstruktur erfolgt.