DE102012100710A1

DE102012100710A1 - Apparatus for impregnating a fiber composite component

Info

Publication number: DE102012100710A1
Application number: DE102012100710A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Steindorf
Original assignee: Hedrich Wilhelm Vakuumanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Hedrich Wilhelm Vakuumanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-01
Also published as: WO2013113584A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Imprägnieren von Bauelementen, insbesondere von Fasern eines herzustellenden Faserverbundbauteils, wie beispielsweise eines Flügels einer Windkraftanlage. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Fördersystem mit wenigstens einer Zuführleitung zum Zuführen von Harz in ein Behältnis, in dem ein zu imprägnierendes Bauelement anordenbar ist, und wenigstens einer Abführleitung zum Abführen von Harz aus dem Behältnis, wobei das Fördersystem wenigstens einen Teil des durch die Abführleitung abgeführten Harzes dem Behältnis durch die wenigstens eine Zuführleitung erneut zugeführt.The invention relates to a device for impregnating components, in particular fibers of a fiber composite component to be produced, such as a wing of a wind turbine. The apparatus is characterized by a conveyor system having at least one supply line for supplying resin into a container in which a component to be impregnated can be arranged, and at least one discharge line for removing resin from the container, wherein the conveyor system at least part of the through the discharge line discharged resin supplied to the container through the at least one supply line again.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von Bauelementen, insbesondere von Fasern eines herzustellenden Faserverbundbauteils, wie beispielsweise eines Flügels einer Windkraftanlage. The invention relates to a method for impregnating components, in particular fibers of a fiber composite component to be produced, such as a wing of a wind turbine.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Imprägnieren von Bauelementen, insbesondere von Fasern eines herzustellenden Faserverbundbauteils, wie beispielsweise eines Flügels einer Windkraftanlage. The invention also relates to a device for impregnating components, in particular fibers of a fiber composite component to be produced, such as a wing of a wind turbine.

Faserverbundbauteile weisen typischerweise Fasern aus beispielsweise Kohlenstoff, Aramnid und/oder Glas auf, die in eine zumeist duroplastische Kunststoffmatrix eingebettet sind. Aus dem Stand der Technik sind mehrere Imprägnierverfahren zum Imprägnieren von Faserverbundbauteilen bekannt. So werden in einem bekannten Imprägnierverfahren mit Harz vorgetränkte Fasern, die als Prepregs bezeichnet werden, in ein entsprechend dem Bauteil geformtes Behältnis eingelegt und das Harz z.B. durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet. In einem anderen Imprägnierverfahren werden ungetränkte Fasern in dem Behältnis angeordnet und durch Zuführen flüssigen Harzes in das Behältnis mit dem Harz imprägniert. Anschließend erfolgt die Aushärtung des Harzes im Behältnis. Fiber composite components typically comprise fibers of, for example, carbon, aramid and / or glass, which are embedded in a mostly duroplastic plastic matrix. Several impregnation methods for impregnating fiber composite components are known from the prior art. Thus, in a known impregnation process, resin impregnated fibers, called prepregs, are placed in a container shaped according to the component and the resin is e.g. cured by the action of heat. In another impregnation process, undiluted fibers are placed in the container and impregnated by supplying liquid resin into the container with the resin. Subsequently, the curing of the resin takes place in the container.

Bei Flügeln für Windkraftanlagen handelt es sich um Faserverbundbauteile. Oft werden Flügelräder auf Basis eines Holzkernes hergestellt, der mit zu imprägnierenden Glasfaser- oder Kohlefasergeweben verstärkt ist. Heutige Flügel besitzen eine maximale Länge von ca. 60–70m, wobei Anlagen mit Flügeln, die eine Länge bis zu 120 m besitzen, bereits in Planung sind. Bei Windkraftanlagen mit derartigen Flügeln ist die mechanische Festigkeit der Flügel von entscheidender Bedeutung für beispielsweise die Lebensdauer der Windkraftanlage und damit die Wirtschaftlichkeit von dieser. Wings for wind turbines are fiber composite components. Often, impellers are made on the basis of a woodcore reinforced with fiberglass or carbon fiber fabrics to be impregnated. Today's wings have a maximum length of about 60-70m, with wings with wings that are up to 120 m in length, are already in planning. In wind turbines with such wings, the mechanical strength of the wings is of crucial importance for example, the life of the wind turbine and thus the economy of this.

Die Imprägnierung von Flügeln erfolgt meistens mit dem zuvor erwähnten Imprägnierverfahren, bei dem ein nicht bereits mit Harz vorgetränkter Flügel in dem Behältnis mit Harz imprägniert wird. Dabei ist das Behältnis zumeist derart ausgebildet, dass es mehrere Angusspunkte besitzt, um den kompletten Flügel gleichzeitig über die gesamte Länge zu imprägnieren. Dieses Verfahren besitzt den Nachteil, dass eine Restluft innerhalb des Flügels schlecht entweichen kann und somit die Gefahr besteht, dass keine vollständige Imprägnierung mit dem Harz erfolgt oder sich Restluft in bestimmten Bereichen des Flügels sammelt und somit große Hohlstellen entstehen, die den gesamten Flügel mechanisch beeinträchtigen. The impregnation of wings is usually carried out with the aforementioned impregnation method in which a not pre-impregnated with resin wing in the container is impregnated with resin. In this case, the container is usually designed such that it has several gate points to impregnate the entire wing at the same time over the entire length. This method has the disadvantage that a residual air within the wing can escape poorly and thus there is a risk that no complete impregnation with the resin takes place or residual air collects in certain areas of the wing and thus large voids arise that affect the entire wing mechanically ,

Aus der DE 198 53 709 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Imprägnieren von Faserverbundbauteilen bekannt. In der Vorrichtung sind Mittel zur Vermeidung von Hohlstellen in den Faserverbundbauteilen, die in der DE 198 53 709 C1 als lokale Kavitäten bezeichnet werden, auf dem Fasermaterial vorgesehen. Die Mittel werden an Stellen des Fasermaterials vorgesehen, an denen Harzfließfronten zusammentreffen und können Gaseinschlüsse und Verunreinigungen, die sich entlang der Fließfronten angesammelt haben, aus dem Fasermaterial heraus in sich aufnehmen. From the DE 198 53 709 C1 For example, a method and an apparatus for impregnating fiber composite components are known. In the device are means for avoiding voids in the fiber composite components, which in the DE 198 53 709 C1 be referred to as local cavities, provided on the fiber material. The means are provided at locations of the fiber material where resin flow fronts meet, and can accommodate gas pockets and contaminants accumulated along the flow fronts from the fiber material.

Nachteilig an dem Verfahren und der Vorrichtung ist, dass zusätzliche Mittel zur Vermeidung von Hohlräumen in den Faserverbundbauteilen vorgesehen werden müssen, was die Imprägnierung des Faserverbundbauteils umständlicher macht. A disadvantage of the method and the device is that additional means for avoiding cavities in the fiber composite components must be provided, which makes the impregnation of the fiber composite component cumbersome.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine vollständige Imprägnierung gewährleistet und bei dessen Anwendung die Wahrscheinlichkeit für den Verbleib von Restluft in dem zu Imprägnierung deren Bauelement zumindest verringert ist. It is the object of the present invention to provide a method of the type mentioned, which ensures a complete impregnation and the application of the probability of the fate of residual air in the component to be impregnated whose component is at least reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

a. Anordnen des Faserverbundbauteils in einem Behältnis,
b. Zuführen eines Harzes in das Behältnis,
c. Abführen von Harz, insbesondere des durch das Faserverbundbauteil getretenen Harzes, aus dem Behältnis,
d. Erneutes Zuführen wenigstens eines Teils des aus dem Behältnis abgeführten Harzes in das Behältnis.

This object is achieved by a method characterized by the following steps:

a. Arranging the fiber composite component in a container,
b. Feeding a resin into the container,
c. Removing resin, in particular of the resin which has passed through the fiber composite component, from the container,
d. Re-feeding at least a portion of the resin discharged from the container into the container.

Es ist die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einer Vorrichtung, insbesondere zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, anzugeben, die eine weitgehend vollständige Imprägnierung ermöglicht und die es ermöglicht, die Wahrscheinlichkeit für den Verbleib von Restluft in dem zu Imprägnierung deren Bauelement zumindest zu verringern. It is the further object of the present invention to provide a device, in particular for the application of the method according to the invention, which allows a substantially complete impregnation and which makes it possible to at least reduce the probability of the remaining air remaining in the component to be impregnated.

Die weitere Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein Fördersystem mit wenigstens einer Zuführleitung zum Zuführen von Harz in ein Behältnis, in dem ein zu imprägnierendes Bauelement anordenbar ist, und wenigstens einer Abführleitung zum Abführen von Harz aus dem Behältnis, wobei das Fördersystem wenigstens einen Teil des durch die Abführleitung abgeführten Harzes dem Behältnis durch die wenigstens eine Zuführleitung erneut zugeführt. The further object is achieved by a device which is characterized by a conveyor system having at least one supply line for supplying resin into a container in which a component to be impregnated can be arranged, and at least one discharge line for discharging resin from the container Conveyor system at least a portion of the discharged through the discharge line resin supplied to the container through the at least one feed line again.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Restluftblasen im zu imprägnierenden Bauelement und die Gefahr, dass Teile des zu imprägnierenden Bauelements von dem Harz gar nicht erreicht werden dadurch verringert werden kann, dass statt eines einmaligen Auffüllens des zu Imprägnierungselements zumindest für einen vorgegebenen und/oder vorgetragen Zeitraum eine Durchflutung mit Harz stattfindet, wobei einerseits Harz in ein Behältnis, in dem das zu imprägnierende Bauelement positioniert ist, eintritt und andererseits Harz aus dem Behältnis austritt. Insgesamt wird hierdurch die Wahrscheinlichkeit vergrößert, sämtliche Luftblasen und Luftansammlungen gewissermaßen kontinuierlich aus dem zu imprägnierenden Bauelement herauszuspülen und sämtliche Räume, an die Harz gelangen soll, auch zu erreichen. Im Ergebnis strömt wenigstens ein Teil des Harzes im Kreislauf durch in das Behältnis hinein und aus dem Behältnis hinaus. According to the invention, it has been recognized that the probability of the occurrence of residual air bubbles in the component to be impregnated and the risk that parts of the component to be impregnated are not reached by the resin can be reduced, that takes place instead of a single filling of the impregnating element for at least for a predetermined and / or recited period of time a flooding with resin, said on the one hand resin in a container in which the device to be impregnated is positioned, on the other hand, resin exits the container. Overall, this increases the likelihood of flushing out all air bubbles and air accumulations, so to speak, continuously from the component to be impregnated, and also to reach all the rooms to which the resin is to reach. As a result, at least a portion of the resin circulates through the container into and out of the container.

Eine besonders gute Qualität der zu erzielenden Imprägnierung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Harz vor einem Zuführen in das Behältnis entgast wird. Eine Entgasung kann vorteilhaft bereits in Bezug auf frisches Harz vorgesehen sein, das noch nicht durch das Behältnis geströmt ist. Insbesondere kann – alternativ oder zusätzlich – vorgesehen sein, dass der erneut zuzuführende Teil des aus dem Behältnis abgeführten Harzes vor dem erneuten Zuführen in das Behältnis entgast wird. Die letztgenannte Ausführung hat den ganz besonderen Vorteil, dass aus dem zu imprägnierenden Bauelement heraus getriebene Luftansammlungen und Luftblasen zuverlässig aus dem Harz entfernt werden, bevor dieses dem Behältnis neu zugeführt wird. A particularly good quality of the impregnation to be achieved can be achieved in particular by degassing the resin before it is introduced into the container. A degassing can advantageously already be provided with respect to fresh resin that has not yet flowed through the container. In particular, it can be provided, as an alternative or in addition, that the part of the resin removed from the container is degassed before it is fed again into the container. The last-mentioned embodiment has the very special advantage that air bubbles and air bubbles driven out of the component to be impregnated are reliably removed from the resin before it is fed again to the container.

Durch die wiederholte Zuführung des Harzes in das Behältnis wird sichergestellt, dass sämtliche Hohlräume aus dem Faserverbundbauteil entfernt werden, da durch die mehrmalige Durchflutung des Faserverbundbauteils mit Harz die Wahrscheinlichkeit signifikant erhöht wird, dass das Harz in jeden Hohlraum eindringt. Somit wird auf einfache Weise und ohne zusätzliche auf dem Fasermaterial vorgesehene Mittel zur Vermeidung von Hohlstellen ein Faserverbundbauteil mit einer hohen mechanischen Festigkeit erhalten. The repeated feeding of the resin into the container ensures that all cavities are removed from the fiber composite component, since the repeated flooding of the fiber composite component with resin significantly increases the probability that the resin will penetrate into each cavity. Thus, a fiber composite component with a high mechanical strength is obtained in a simple manner and without additional provided on the fiber material means for avoiding voids.

Die erneute Zuführung des aus dem Behältnis abgeführten Harzes kann kontinuierlich erfolgen. Dies bedeutet hier, dass die dem Behältnis abgeführte Harzmenge dem Behältnis erneut zugeführt wird. Natürlich ist es alternativ möglich, dass dem Behältnis eine größere oder kleinere Harzmenge zugeführt wird als dem Behältnis durch die Abführleitung abgeführt wurde. The re-feeding of the discharged resin from the container can be carried out continuously. This means here that the amount of resin discharged from the container is supplied to the container again. Of course, it is alternatively possible that the container, a larger or smaller amount of resin is supplied as the container was discharged through the discharge line.

Bei einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass das aus dem Behältnis abgeführte Harz in einen ersten Harzvorratsbehälter strömt. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass dem ersten Harzvorratsbehälter ein weiterer Harzvorratsbehälter nachgeschaltet ist, wobei in dem ersten Harzvorratsbehälter ein niedriger Druck herrscht, als in dem weiteren Harzvorratsbehälter. In a particular embodiment, it is provided that the resin discharged from the container flows into a first resin reservoir. In particular, it can be advantageously provided that the first resin reservoir, a further resin reservoir is connected downstream, wherein in the first resin reservoir, a lower pressure prevails, as in the other resin reservoir.

Das vorsehen von zwei Harzvorratsbehältern hat den besonderen Vorteil, dass in einem ersten der Harzvorratsbehälter ein anderer Druck, insbesondere ein niedrigerer Druck herrschen kann, als in einem weiteren Harzvorratsbehälter. In dem ersten Harzvorratsbehälter, der an die Abführleitung des Behältnisses angeschlossen ist, kann ein besonders niedriger Druck von beispielsweise 1 mbar herrschen, während in dem weiteren Harzvorratsbehälter, der direkt oder indirekt an die Zuführleitung des angeschlossen ist, ein Druck von beispielsweise 900 mbar herrschen kann. Zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz zwischen den beiden Vorratsbehältern kann eine zwischen diesen wirkende Pumpe vorgesehen sein. The provision of two resin reservoirs has the particular advantage that in a first of the resin reservoir another pressure, in particular a lower pressure can prevail, than in a further resin reservoir. In the first resin reservoir, which is connected to the discharge line of the container, a particularly low pressure of, for example, 1 mbar prevail, while in the other resin reservoir, which is connected directly or indirectly to the supply line, a pressure of for example 900 mbar can prevail , To maintain the pressure difference between the two reservoirs, a pump acting between them can be provided.

Die Zuführung des Harzes in das Behältnis kann punktuell und damit nicht kontinuierlich erfolgen. Das heißt, dass dem Behältnis nur zu bestimmten Zeitpunkten das durch die Abführleitung abgeführte Harz zugeführt wird. Der Zeitpunkt kann dabei von verschiedenen Parametern abhängig sein, wie beispielsweise von der über die Abführleitung abgeführten Harzmenge, Zeitpunkt der letzten Harzzuführung, etc.. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung derart betrieben werden, dass sichergestellt ist, dass das Harz eine bestimmte Anzahl von Durchläufen durch das Behältnis tätigt. The supply of the resin into the container can take place selectively and thus not continuously. This means that the container is supplied with the resin discharged through the discharge line only at certain times. The point in time may depend on various parameters, such as the amount of resin discharged via the discharge line, the time of the last resin feed, etc. Alternatively or additionally, the device can be operated such that it is ensured that the resin has a certain number of passes through the container.

Das über die Abführleitung abgeführte Harz kann durch die gleiche Zuführleitung, durch die das Harz ursprünglich dem Behältnis zugeführt wurde, dem Behältnis erneut zugeführt werden. Natürlich ist es auch möglich, dass nur ein Teil des abgeführten Harzes durch die gleiche Zuführleitung und der restliche Harz durch wenigstens eine andere Zuführleitung dem Behältnis zugeführt werden. Ferner kann alternativ das abgeführte Harz durch wenigstens eine Zuführleitung zugeführt werden, die sich von der Zuführleitung unterscheidet, durch die das Harz ursprünglich zugeführt wurde. The resin discharged via the discharge line can be supplied to the container through the same supply line through which the resin was originally supplied to the container. Of course, it is also possible that only a portion of the discharged resin through the same supply line and the remaining resin are fed through at least one other supply line to the container. Further, alternatively, the discharged resin may be supplied through at least one supply line different from the supply line through which the resin was originally supplied.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind weit gehend unabhängig von der Form, der Größe oder dem Material des Behältnisses anwendbar, in dem das zu imprägnierende Bauelement (gegebenenfalls zusammen mit weiteren damit verbundenen Bauelementen) anordenbar ist. Wichtig ist lediglich, dass das Behältnis gasdicht, insbesondere luftdicht, verschließbar ist The device according to the invention and the method according to the invention can be used largely independently of the shape, size or material of the container in which the component to be impregnated can be arranged (possibly together with further components connected thereto). It is only important that the container is gas-tight, in particular airtight, closed

Das Behältnis kann beispielsweise als eine Folie, insbesondere als Vakuumfolie aus Kunststoff, ausgebildet sein, die das Faserverbundbauteil teilweise oder vollständig umschließt. Alternativ kann das Behältnis eine Platte oder ein Formbauteil, auf der bzw. dem das Faserverbundbauteil liegt, und eine Folie, insbesondere eine Kunststofffolie, aufweisen. Die Platte und die Folie umschließen das Faserverbundbauteil vollständig und sind luftdicht miteinander verschlossen. Als luftdichte Verbindung wird eine Verbindung verstanden, mittels der sichergestellt ist, dass keine Umgebungsluft in das Behältnis einströmen und/oder aus dieser ausströmen kann. Ferner wird im Sinne der Erfindung als Faserverbundbauteil ein Bauteil verstanden, das Fasern aufweist, die in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Bei dem Faserverbundbauteil kann es sich beispielsweise um einen Flügel eines Flügelrads einer Windkraftanlage handeln. The container may be formed, for example, as a film, in particular as a vacuum film made of plastic, which encloses the fiber composite component partially or completely. Alternatively, the container may be a plate or a molded component the or the fiber composite component is, and a film, in particular a plastic film having. The plate and the film enclose the fiber composite component completely and are hermetically sealed together. An airtight connection is understood to be a connection by means of which it is ensured that no ambient air can flow into the container and / or flow out of it. Furthermore, in the context of the invention, a fiber composite component is understood as meaning a component which has fibers which are embedded in a plastic matrix. The fiber composite component may be, for example, a wing of an impeller of a wind turbine.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Behältnis aus einer Folie gebildet ist, die während des Imprägniervorgangs an einer nicht zum Behältnis gehörenden stabilen Form anliegt. In particular, it can be provided that the container is formed from a film which rests during the impregnation process on a not belonging to the container stable form.

Die Folie, die ganz oder teilweise das Behältnis bildet ist bei einer besonderen Ausführung dazu ausgebildet und bestimmt, nach dem Imprägniervorgang die Außenhaut eines Faserverbundbauteils, beispielsweise eines Flügels einer Windkraftanlage, zu bilden. The film, which forms all or part of the container is designed and determined in a particular embodiment to form after the impregnation process, the outer skin of a fiber composite component, such as a wing of a wind turbine.

In einer bevorzugten Ausführung kann die Vorrichtung eine Entgasungseinrichtung aufweisen. Die Entgasungseinrichtung dient zum Entgasen des aus dem Behältnis abgeführten Harzes. Die Entgasung kann vor einem erneuten Zuführen des Harzes in das Behältnis erfolgen. Durch die Entgasung des Harzes vor einem Eintritt in das Behältnis wird die Qualität der Imprägnierung verbessert. In a preferred embodiment, the device may comprise a degassing device. The degassing device is used for degassing the discharged resin from the container. The degassing can be done before re-feeding the resin into the container. The degassing of the resin before it enters the container improves the quality of the impregnation.

Die Entgasungseinrichtung kann einen oder mehrere Harzvorratsbehälter aufweisen, in denen eine Entgasung des aus dem Behältnis abgeführten Harzes erfolgen kann. Bei dem Harzvorratsbehälter handelt es sich um einen Behälter, in dem Harz gelagert wird, das in das Behältnis zugeführt wird. Eine Entgasung des aus dem Behältnis abgeführten Harzes in einem Harzvorratsbehälter bietet den Vorteil, dass keine separate Entgasungseinrichtung vorgesehen werden muss, wodurch sich der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfacht. Natürlich kann das Harz vor einem erstmaligen Zuführen in das Behältnis entgast werden. Der Harzvorratsbehälter kann mit der Zuführleitung und/oder mit der Abführleitung verbunden sein. The degassing device may comprise one or more resin reservoirs, in which a degassing of the resin discharged from the container can take place. The resin storage container is a container in which resin is stored, which is supplied into the container. Degassing the resin discharged from the container in a resin storage container offers the advantage that no separate degassing device has to be provided, which simplifies the construction of the device according to the invention. Of course, the resin may be degassed prior to initial introduction into the container. The resin reservoir may be connected to the supply line and / or to the discharge line.

In der Vorrichtung zum Imprägnieren eines Faserverbundbauteils kann eine Pumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe, vorgesehen sein. Die Pumpe kann mit dem Behältnis verbunden sein und dient zum (zumindest teilweisen) Evakuieren des Behältnisses und/oder eines Harzvorratsbehälters. Dabei kann das Evakuieren des Behältnisses nach dem Anordnen des Faserverbundbauteils in dem Behältnis erfolgen. In the device for impregnating a fiber composite component, a pump, in particular a vacuum pump, may be provided. The pump can be connected to the container and serves for (at least partial) evacuation of the container and / or a resin reservoir. In this case, the evacuation of the container after arranging the fiber composite component in the container can take place.

Das Evakuieren des Behältnisses und das Abführen des aus dem Faserverbundbauteil ausgetretenen Harzes können durch die gleiche Abführleitung erfolgen. Dies bietet den Vorteil, dass ein einfacher Aufbau der Vorrichtung erreicht werden kann. Natürlich ist es möglich, dass das Evakuieren des Behältnisses und das Abführen des Harzes aus dem Behältnis über verschiedene Leitungen erfolgt. Die Vakuumpumpe kann zusätzlich zum Evakuieren des Behältnisses zum Abführen des Harzes aus dem Behältnis benutzt werden. The evacuation of the container and the discharge of the leaked out of the fiber composite component resin can be carried out through the same discharge line. This offers the advantage that a simple construction of the device can be achieved. Of course, it is possible that the evacuation of the container and the removal of the resin from the container via different lines. The vacuum pump may be used in addition to evacuating the container for removing the resin from the container.

In einer bevorzugten Ausführung können die Zuführleitung und die Abführleitung an sich gegenüberliegenden Enden des Faserverbundbauteils und/oder Behältnisses angeordnet sein. Durch eine derartige Anordnung der Zuführ- und Abführleitung wird sichergestellt, dass das Faserverbundbauteil zunächst weitgehend komplett mit dem zugeführten Harz durchtränkt wird, bevor es über die Abführleitung aus dem Behältnis abgeführt wird. In a preferred embodiment, the supply line and the discharge line can be arranged at opposite ends of the fiber composite component and / or container. Such an arrangement of the supply and discharge line ensures that the fiber composite component is initially largely completely saturated with the supplied resin before it is discharged via the discharge line from the container.

Insbesondere können die Abführleitung und die Zuführleitung bezogen auf eine Richtung entlang einer Längsmittelachse des Faserverbundbauteils an sich gegenüberliegenden Enden des Behältnisses angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Abführleitung und die Zuführleitung bezogen auf eine Richtung quer zur Längsmittelachse des Faserverbundbauteils an sich gegenüberliegenden Enden des Behältnisses angeordnet sein. In particular, the discharge line and the supply line can be arranged at opposite ends of the container relative to a direction along a longitudinal central axis of the fiber composite component. Alternatively or additionally, the discharge line and the supply line may be arranged at opposite ends of the container with respect to a direction transverse to the longitudinal central axis of the fiber composite component.

Das Behältnis und das zu imprägnierende Bauelement können in einem Druckbehälter, insbesondere einem Autoklaven, untergebracht sein. The container and the component to be impregnated can be accommodated in a pressure vessel, in particular an autoclave.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können zum Imprägnieren eines Flügels eines Flügelrads einer Windkraftanlage verwendet werden. Natürlich ist es möglich, die Vorrichtung und das Verfahren zum Imprägnieren von anderen Gegenständen zu verwenden. The device according to the invention and the method according to the invention can be used to impregnate a blade of an impeller of a wind turbine. Of course, it is possible to use the apparatus and method for impregnating other articles.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung. Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings, wherein identical or equivalent elements are usually provided with the same reference numerals. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims and their dependency.

Hierzu zeigt: This shows:

1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der nachfolgend ein Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wird 1 : A schematic representation of an embodiment of a device according to the invention will be explained with reference to the following an embodiment of a method according to the invention

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Imprägnierung von Bauelementen, nämlich im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Imprägnieren der auf einen Holzkern 2 aufgebrachten Fasern 3 eines herzustellenden Flügels 4 einer Windkraftanlage. Der Holzkern 2, samt den aufgebrachten Fasern 3 ist in einem Behältnis 5 angeordnet, das im Wesentlichen aus einer Folie besteht. Das Behältnis 5 liegt auf einem Formbauteil 6 mit einer konvexen Oberseite auf, die dem herzustellenden Flügels 4 seine Kontur verleiht. Die Folie, aus der das Behältnis 5 besteht, ist dazu ausgebildet und bestimmt, später die Außenhaut des Flügels 4 zu bilden. 1 shows a device 1 for the impregnation of components, namely in the present embodiment for impregnating the on a wood core 2 applied fibers 3 of a wing to be manufactured 4 a wind turbine. The wood core 2 , including the applied fibers 3 is in a container 5 arranged, which consists essentially of a film. The container 5 lies on a mold component 6 with a convex top on which the wing to be made 4 lends its contour. The foil from which the container 5 exists, is designed and determined, later the outer skin of the wing 4 to build.

Die Vorrichtung 1 weist ein Fördersystem 16 mit mehreren Zuführleitungen 7 zum Zuführen von Harz 8 in das Behältnis 5 auf. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 1 eine Abführleitung 9 zum Abführen von Harz aus dem Behältnis 5 auf, wobei das Fördersystem 16 wenigstens einen Teil des durch die Abführleitung 9 abgeführten Harzes 8 dem Behältnis 5 durch die Zuführleitungen 7 erneut zuführt. The device 1 has a conveyor system 16 with several supply lines 7 for feeding resin 8th in the container 5 on. In addition, the device has 1 a discharge line 9 for removing resin from the container 5 on, with the conveyor system 16 at least part of the through the discharge line 9 discharged resin 8th the container 5 through the supply lines 7 feed again.

Im Detail fließt das durch die Abführleitung 9 abgeführten Harz 8 zunächst in einen ersten Harzvorratsbehälter 10. Das Fließen wird dadurch bewirkt, dass in dem ersten Harzvorratsbehälter 10 ein wesentlich niedrigerer Druck herrscht, als in dem Behältnis 5. Während nämlich in dem Behältnis 5 ein Druck von ca. 800 mbar herrscht, liegt in dem ersten Harzvorratsbehälter 10 ein Druck von nur 1 mbar vor. Zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem ersten Harzvorratsbehälter 10 ist eine Vakuumpumpe 11 vorgesehen. Darüber hinaus ist an den ersten Harzvorratsbehälter 10 eine weitere Zuführleitung 12 für frisches Harz angeschlossen. In detail, this flows through the discharge line 9 discharged resin 8th first in a first resin reservoir 10 , The flow is caused by the fact that in the first resin reservoir 10 a much lower pressure prevails, as in the container 5 , Namely in the container 5 a pressure of about 800 mbar prevails, lies in the first resin reservoir 10 a pressure of only 1 mbar. For generating a negative pressure in the first resin reservoir 10 is a vacuum pump 11 intended. In addition, to the first resin reservoir 10 another supply line 12 connected for fresh resin.

In dem ersten Harzvorratsbehälter 10 erfolgt eine Entgasung des Harzes 8. In the first resin reservoir 10 Degassing of the resin takes place 8th ,

Es ist ein weiterer Harzvorratsbehälter 13 vorgesehen der mit dem ersten Harzvorratsbehälter 10 über eine Fördererpumpe 14 verbunden ist. Die Fördererpumpe 14 fördert Harz aus dem ersten Harzvorratsbehälter 10 in den weiteren Harzvorratsbehälter 13. In dem weiteren Harzvorratsbehälter 13 herrscht ein Druck von ca. 900 mbar. Der Unterdruck in dem weiteren Harzvorratsbehälter 13 wird ebenfalls mittels der Vakuumpumpe 11 erzeugt, wobei die Druckdifferenz zwischen dem ersten Harzvorratsbehälter 10 und dem weiteren Harzvorratsbehälter 13 mittels eines Regelventils 15 aufrechterhalten wird. It is another resin reservoir 13 provided with the first resin reservoir 10 via a conveyor pump 14 connected is. The conveyor pump 14 promotes resin from the first resin reservoir 10 in the other resin reservoir 13 , In the other resin reservoir 13 There is a pressure of about 900 mbar. The negative pressure in the other resin reservoir 13 is also by means of the vacuum pump 11 generated, wherein the pressure difference between the first resin reservoir 10 and the other resin reservoir 13 by means of a control valve 15 is maintained.

Infolge der beschriebenen Druckverhältnisse strömt das Harz 8 zirkulierend von dem ersten Harzvorratsbehälter 10 zu dem zweiten Harzvorratsbehälter 13, von diesem durch die Zuführleitung 7 zu dem Behältnis 5, durchströmt dieses und gelangt durch die Abführleitung 9 zurück zu dem ersten Harzvorratsbehälter 10. Due to the pressure conditions described, the resin flows 8th circulating from the first resin reservoir 10 to the second resin reservoir 13 , from this by the feed line 7 to the container 5 , flows through this and passes through the discharge line 9 back to the first resin reservoir 10 ,

Auch in dem weiteren Harzvorratsbehälter 13 erfolgt eine Entgasung des Harzes 8. Also in the other resin reservoir 13 Degassing of the resin takes place 8th ,

Die Schritte des Abführens des Harzes aus dem Behältnis 5 und des erneuten Zuführens in das Behältnis 5 können mehrmals wiederholt werden, so dass nach Abschluss des Imprägnierverfahrens innerhalb des zu imprägnierenden Bauteils, insbesondere im Bereich der Fasern 3, nämlich zwischen der Folie und dem Holzkern 2 keine Hohlräume und keine Luftblasen mehr existieren. The steps of removing the resin from the container 5 and re-feeding into the container 5 can be repeated several times, so that after completion of the impregnation process within the component to be impregnated, in particular in the region of the fibers 3 namely, between the film and the wood core 2 there are no cavities and no bubbles anymore.

Im Anschluss an die Harzzufuhr wird das Faserverbundbauteil 10 erwärmt, so dass das Harz austrocknen kann. Following the resin feed, the fiber composite component becomes 10 heated so that the resin can dry out.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Vorrichtung contraption
2 2: Holzkern wood core
3 3: Fasern fibers
4 4: Flügel wing
5 5: Behältnis container
6 6: Formbauteil mold component
7 7: Zuführleitungen supply lines
8 8th: Harz resin
9 9: Abführleitung discharge
1010: erster Harzvorratsbehälter first resin reservoir
1111: Vakuumpumpe vacuum pump
1212: weitere Zuführleitung further supply line
1313: weiterer Harzvorratsbehälter another resin reservoir
1414: Fördererpumpe conveyor pump
1515: Regelventils control valve
1616: Fördersystem conveyor system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19853709 C1 [0006, 0006]

Claims

Method for impregnating components, in particular fibers ( 3 ) of a fiber composite component ( 10 ), such as a grand piano ( 4 ) of a wind turbine, characterized by the following steps: a. Arranging the component in a container ( 5 b. Feeding a resin ( 8th ) in the container ( 5 c. Removal of resin ( 8th ), in particular of the resin which has passed through the component ( 8th ), from the container ( 5 ), d. Re-feeding at least part of the container from the container ( 5 ) discharged resin ( 8th ) in the container ( 5 ).

A method according to claim 1, characterized in that the resin before feeding into the container ( 5 ) is degassed and / or that the re-supplied part of the from the container ( 5 ) discharged resin ( 8th ) before re-feeding into the container ( 5 ) is degassed.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the resin discharged from the container ( 8th ) in a first resin reservoir ( 10 ) flows.

A method according to claim 3, characterized in that the first resin reservoir ( 10 ) another resin reservoir ( 13 ), wherein in the first resin reservoir ( 10 ) is lower than in the other resin reservoir ( 13 ).

A method according to claim 3 or 4, characterized in that a degassing of the resin ( 8th ) in the first resin reservoir ( 10 ) and / or that a degassing of the resin ( 8th ) in the further resin reservoir ( 13 ) is carried out.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the container ( 5 ) is at least partially deformable and / or that the container ( 5 ) is formed from a dimensionally stable shape and a flexible film and / or that the container ( 5 ) is formed from a film which, during the impregnation process at a non-container ( 5 ) rests dimensionally stable form.

A method according to claim 6, characterized in that the film is designed and determined, after the impregnation process, the outer skin of a fiber composite component ( 10 ), in particular a wing ( 4 ), to build.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the container ( 5 ) after arranging the component in the container ( 5 ) is evacuated.

Component, in particular fiber composite component ( 10 ), in particular wings of a wind turbine produced using a method according to one of claims 1 to 8.

Apparatus for carrying out a method according to one of claims 1 to 8.

Contraption ( 1 ) for impregnating components, in particular fibers ( 3 ) of a fiber composite component ( 10 ), such as a grand piano ( 4 ) of a wind turbine, characterized by a conveyor system ( 16 ) with at least one supply line ( 7 ) for feeding resin into a container ( 5 ), in which a component to be impregnated can be arranged, and at least one discharge line ( 9 ) for removing resin ( 8th ) from the container ( 5 ), wherein the conveyor system at least a part of the through the discharge line ( 9 ) discharged resin ( 8th ) the container ( 5 ) by the at least one supply line ( 7 ) fed again.

Contraption ( 1 ) according to claim 11, characterized in that a degassing device is provided and / or that a degassing device is provided which from the container ( 5 ) dissipated resin before re-feeding into the container ( 5 ) degassed.

Contraption ( 1 ) according to claim 11 or 12, characterized in that a first resin reservoir ( 10 ) is connected to the discharge line such that the from the container ( 5 ) discharged resin into the first resin reservoir ( 13 ) flows.

Contraption ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the first resin reservoir ( 10 ) another resin reservoir ( 13 ), wherein in the first resin reservoir ( 10 ) is lower than in the other resin reservoir ( 13 ).

Contraption ( 1 ) according to claim 13 or 14, characterized in that a degassing of the resin in the first resin reservoir ( 10 ) and / or that a degassing of the resin in the further resin reservoir ( 13 ) he follows.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 12 to 15, characterized in that the degassing device comprises a first resin reservoir ( 10 ) and / or another resin reservoir ( 13 ) having.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 11 to 16, characterized in that at least one pump for evacuating the container ( 5 ) and/ or for evacuating at least one of the resin reservoirs ( 10 . 13 ) and / or that at least one pump for conveying resin ( 8th ) is provided.

Contraption ( 1 ) according to claim 17, characterized in that the pump between a first resin reservoir ( 10 ) and another resin reservoir ( 13 ) is connected in such a way that it resin ( 8th ) from the first resin reservoir ( 10 ) sucks and the other resin reservoir ( 13 ) feeds.