DE102013205965A1 - Rotor blade tip - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt (30) einer Windenergieanlage (100) mit einem Blatthauptteil und einer Blattspitze (260), wobei die Blattspitze (260) mittels einer Verbindungsvorrichtung (202) an dem Hauptteil lösbar befestigt wird und die Verbindungsvorrichtung (202) einen an der Blattspitze (260) befestigten Spitzenabschnitt (206) und einen an dem Blatthauptteil befestigten Basisabschnitt (204) zum Aufnehmen des Spitzenabschnitts (206) aufweist, wobei der Spitzenabschnitt (206) wenigstens ein zum Basisabschnitt (204) reichendes Fixiermittel (242) zum Fixieren des Spitzenabschnitts (206) an dem Basisabschnitt (204) aufweist und das Fixiermittel (242) zum Vornehmen der Fixierung durch eine Öffnung (286) in der Oberfläche (282) der Blattspitze (260) hindurch betätigbar ist.The invention relates to a rotor blade (30) of a wind energy installation (100) with a main blade part and a blade tip (260), the blade tip (260) being releasably attached to the main part by means of a connecting device (202) and the connecting device (202) one to the The blade tip (260) has a tip portion (206) attached and a base portion (204) attached to the blade body for receiving the tip portion (206), the tip portion (206) having at least one fixing means (242) extending to the base portion (204) for fixing the tip portion (206) on the base section (204) and the fixing means (242) can be actuated to carry out the fixing through an opening (286) in the surface (282) of the blade tip (260).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt einer Windenergieanlage, das einen Hauptteil und eine Blattspitze aufweist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines solchen Blatthauptteils mit der Rotorblattspitze und die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotorblattspitze, die nachfolgend vereinfacht auch als Blattspitze bezeichnet wird, und die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren einer Blattspitze an einem Hauptteil eines Rotorblattes.The present invention relates to a rotor blade of a wind turbine, which has a main part and a blade tip. Further, the present invention relates to a connecting device for connecting such a blade main body with the rotor blade tip, and the present invention relates to a rotor blade tip, which will also be referred to simply as a blade tip, and the present invention relates to a method for mounting a blade tip to a main part of a rotor blade.
Ein Randbogen eines Rotorblattes für eine Windenergieanlage ist aus
Ein Nachteil des in
Die Begriffe Randbogen, Rotorblattspitze oder einfach Blattspitze werden in dieser Anmeldung synonym verwendet.The terms edge bow, rotor blade tip or simply blade tip are used interchangeably in this application.
Windenergieanlagen, insbesondere solche vom Typ Horizontalachsenwindenergieanlagen mit üblicher Weise drei Rotorblättern sind allgemein bekannt und eine solche ist in
Da heutige moderne Windenergieanlagen sehr große Rotorblätter einsetzen, können diese ein Problem beim Transport darstellen. In diesem Zusammenhang kann es eine Erleichterung sein, wenn die abgewinkelte bzw. abgebogene Blattspitze erst vor Ort montiert wird. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass im Falle eines Blitzschlags der Blitz in das äußerste Ende des Rotorblatts, also in die Blattspitze, einschlägt. Auch hierfür kann eine austauschbare Blattspitze sinnvoll sein, um diese nach einem Blitzschlag tauschen zu können. Since today's modern wind turbines use very large rotor blades, they can be a problem during transport. In this context, it can be a relief if the angled or bent blade tip is first mounted on site. It should also be borne in mind that in the event of a lightning strike the lightning strikes the outermost end of the rotor blade, ie the blade tip. Again, a replaceable blade tip may be useful to replace them after a lightning strike.
Aus der internationalen Patentanmeldung
Eine solche Verbindung kann auch nachteilig sein, weil jedenfalls zum Betätigen der genannten Schraube zur Sicherung durch die Oberfläche des Rotorblattes hindurchgearbeitet werden muss. Es entsteht somit dort am Rotorblatt eine Störstelle. Um diese zu verdecken würde eine Lackierung dazu führen, dass diese Schraube bei Bedarf eines Wechselns der Blattspitze nur schwer wiedergefunden werden kann. Auch oder anderenfalls kann eine solche Störstelle zum Eindringen von Feuchtigkeit in das Material des Rotorblatts führen. Sowohl Rotorblatt als auch die betroffenen Elemente der Verbindungsvorrichtung können dadurch dauerhaft geschädigt werden.Such a connection may also be disadvantageous, because at least must be worked through for actuation of said screw for securing through the surface of the rotor blade. It thus arises there on the rotor blade an impurity. To cover them up, painting would make it difficult to find this screw when changing the blade tip. Also, or otherwise, such an impurity may result in the penetration of moisture into the material of the rotor blade. Both rotor blade and the affected elements of the connecting device can be permanently damaged.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, wenigstens eines der genannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung zum Verbinden einer Rotorblattspitze mit dem Hauptteil eines Rotorblatts vorgeschlagen werden, die eine Lösbarkeit vereinfacht und Schäden am Rotorblatt möglichst vermeidet. Insbesondere soll eine besonders nachhaltige Lösung mit wenig Kosten vorgeschlagen werden. Insbesondere soll ein verbesserter Randbogen bzw. eine verbesserte Rotorblattspitze vorgeschlagen werden, der bzw. die insbesondere kostengünstiger herzustellen sein soll. Zumindest soll eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.The object of the present invention is thus to address at least one of the problems mentioned. In particular, a solution for connecting a rotor blade tip to the main part of a rotor blade is to be proposed, which simplifies solvability and avoids damage to the rotor blade as much as possible. In particular, a particularly sustainable solution with little cost should be proposed. In particular, an improved edge bow or an improved rotor blade tip is to be proposed, which or in particular should be more cost-effective to produce. At least an alternative solution should be proposed.
Erfindungsgemäß wird ein Randbogen gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen.According to the invention, an edge bow according to claim 1 is proposed. Subclaims describe advantageous embodiments.
Zur Behebung der gennannten Nachteile sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass der Ansatz der Rotorblattspitze aus demselben Material gefertigt ist, wie das Rotorblatt, und dass lediglich die Spitze, nämlich das erste Teil aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist.To remedy the aforementioned disadvantages, an embodiment of the invention provides that the approach of the rotor blade tip is made of the same material as the rotor blade, and that only the tip, namely the first part is made of an electrically conductive material.
Eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung beruht auf der Tatsache, dass
- – ein vollständig aus Aluminium hergestellter Randbogen schwerer ist als ein zumindest teilweise aus Glasfaserverbundwerkstoff hergestellter Randbogen.
- - A completely made of aluminum edge bend is heavier than an at least partially made of fiberglass composite edge sheet.
Die Erfindung hat den Vorteil, zumindest gemäß einer Ausführungsform, dass der Randbogen aus demselben Material hergestellt ist, wie das Rotorblatt, zumindest im Verbindungsbereich zwischen Rotorblatt und Randbogen, und somit direkt über eine Klebeverbindung mit diesem verbunden werden kann.The invention has the advantage, at least according to one embodiment, that the edge bow is made of the same material as the rotor blade, at least in the connection area between the rotor blade and the edge bow, and thus can be connected directly thereto via an adhesive connection.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in den Ausführungsbeispielen auch gemäß den Zeichnungen offenbart.Further details and advantages of the invention are disclosed in the embodiments also according to the drawings.
Erfindungsgemäß wird auch ein Rotorblatt einer Windenergieanlage gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. According to the invention, a rotor blade of a wind turbine according to claim 1 is proposed.
Demnach weist das Rotorblatt ein Hauptteil und eine Blattspitze auf, wobei die Blattspitze mittels einer Verbindungsvorrichtung an dem Hauptteil lösbar befestigt wird. Die Verbindungsvorrichtung weist einen Spitzenabschnitt und einen Basisabschnitt auf. Der Spitzenabschnitt ist an der Blattspitze befestigt und der Basisabschnitt ist an dem Hauptteil befestigt und zum Aufnehmen des Spitzenabschnitts vorbereitet, also an diesen angepasst. Der Spitzenabschnitt weist wenigstens ein zum Basisabschnitt reichendes Fixiermittel auf, zum Fixieren des Spitzenabschnitts an dem Basisabschnitt. Das Fixiermittel wird zum Vornehmen der Fixierung durch eine Öffnung in der Oberfläche der Blattspitze hindurch betätigt. Vorzugsweise sollte diese Öffnung möglichst klein gehalten werden, insbesondere so klein, dass das Fixiermittel durch die Öffnung zwar betätigt, aber nicht eingesetzt werden kann. So kann ein nach außen weisendes Loch möglichst klein gehalten werden.Accordingly, the rotor blade has a main part and a blade tip, wherein the blade tip is detachably fastened to the main part by means of a connecting device. The connecting device has a tip portion and a base portion. The tip portion is attached to the blade tip and the base portion is attached to the main part and prepared for receiving the tip portion, so adapted to this. The tip portion has at least one fixing means reaching to the base portion for fixing the tip portion to the base portion. The fixing means is operated to make the fixation through an opening in the surface of the blade tip. Preferably, this opening should be kept as small as possible, in particular so small that the fixing agent though actuated by the opening, but can not be used. Thus, an outwardly facing hole can be kept as small as possible.
Die Rotorblattspitze kann somit also an dem Hauptteil angesetzt werden und es erfolgt dann eine Fixierung durch eine Öffnung in der Oberfläche der Blattspitze hindurch.Thus, the rotor blade tip can thus be attached to the main part and then fixation takes place through an opening in the surface of the blade tip.
Damit kann eine Öffnung im Rotorblatthauptteil vermieden werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Rotorblattspitze als einzelnes, im Vergleich zum Rotorblatthauptteil kleines Bauteil vergleichsweise gut produziert werden kann. Etwaige Öffnungen zum Betätigen des Fixiermittels können fertigungstechnisch präzise vorgenommen werden, wodurch etwaige Beschädigungen der Blattspitze vermieden werden.Thus, an opening in the rotor blade main body can be avoided. This has the particular advantage that the rotor blade tip can be produced comparatively well as a single, compared to the rotor blade main body small component. Any openings for actuating the fixing means can be made precise manufacturing technology, whereby any damage to the blade tip can be avoided.
Dadurch wird auch vermieden, dass die Blattspitze durch Witterungseinflüsse leidet. Sollte die Blattspitze gleichwohl in diesem Bereich beschädigt werden, so ergibt sich nur ein vergleichsweise geringes Problem, weil die Blattspitze vergleichsweise kostengünstig getauscht werden kann.This also avoids that the blade tip suffers from the weather. However, should the blade tip be damaged in this area, so there is only a relatively small problem, because the blade tip can be relatively cheaply replaced.
Die Betätigung durch eine Öffnung in der Oberfläche der Blattspitze hindurch erfolgt bspw. so, dass ein entsprechender Schraubenschlüssel oder Schraubendreher durch die Öffnung zu dem Fixiermittel geführt wird.The actuation through an opening in the surface of the blade tip takes place, for example, so that a corresponding wrench or screwdriver is guided through the opening to the fixing means.
Vorzugsweise ist der Blatthauptabschnitt und außerdem oder alternativ die Blattspitze überwiegend aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Insbesondere das Rotorblatthauptteil weist einige Stützstrukturen auf, die aus anderem Material gefertigt werden können. Insbesondere der überwiegende Teil der Rotorblattaußenhülle ist jedoch vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff wie glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Es können andere Materialen wie bspw. Beschichtungslack oder Beschichtungsfolien hinzukommen. Auch die Verwendung von kohlefaserverstärktem Kunststoff kommt in Betracht.Preferably, the blade main portion and, in addition or alternatively, the blade tip is made predominantly of fiber-reinforced plastic, in particular of glass fiber reinforced plastic. In particular, the rotor blade main body has some support structures that can be made of other material. In particular, the majority of the rotor blade outer shell is preferably made of fiber-reinforced plastic such as glass fiber reinforced plastic. It may be added to other materials such as coating or coating foils. The use of carbon fiber reinforced plastic comes into consideration.
Es wird vorgeschlagen, dass in einen solchen faserverstärkten Kunststoff der Basisabschnitt bzw. der Spitzenabschnitt einlaminiert ist. Dazu weist der Basisabschnitt bzw. der Spitzenabschnitt einen entsprechenden, insbesondere als Profil ausgearbeiteten Bereich auf, der bereits beim Herstellen des Rotorblattes in der entsprechenden Herstellungsform vorgesehen sein kann. Das Rotorblatthauptteil bzw. die Blattspitze kann somit beim Vorsehen der entsprechenden Gelege und dann dem Einbringen des entsprechenden Harzes zum Erzeugen des faserverstärkten Kunststoff bereits in seiner Position vorhanden sein und somit unmittelbar mit hergestellt werden. In diesem Sinne ist auch das Einlaminieren zu verstehen, dass nämlich der entsprechende Einarbeitungsansatz des Basisabschnitts bzw. des Spitzenabschnitts unmittelbar auf die Gelege aufgebracht wird bzw. die Gelege unmittelbar auf diesem Abschnitt angeordnet und mit Harz getränkt werden. It is proposed that in such a fiber-reinforced plastic, the base portion and the tip portion is laminated. For this purpose, the base portion or the tip portion of a corresponding, in particular worked out as a profile area, which may already be provided in the manufacture of the rotor blade in the corresponding manufacturing form. The rotor blade main body or the blade tip can thus already be present in its position during the provision of the corresponding scrim and then the introduction of the corresponding resin for producing the fiber-reinforced plastic and thus produced directly. In this sense, the lamination is to be understood, namely that the corresponding incorporation approach of the base portion or the tip portion is applied directly to the scrim or the scrims are placed directly on this section and soaked with resin.
Vorzugsweise weist der Spitzenabschnitt und/oder der Basisabschnitt wenigstens einen Verbindungsstift zum kippstabilen Einsetzen in korrespondierende Öffnungen an dem Basisabschnitt bzw. dem Spitzenabschnitt auf. Es können also bspw. zwei parallele Stifte an dem Spitzenabschnitt vorgesehen sein, die zur Befestigung in entsprechende Bohrungen in dem Basisabschnitt eingesetzt, insbesondere eingeschoben werden. Ebenso können die Stifte an dem Basisabschnitt vorgesehen sein, so dass die Blattspitze mit ihrem Spitzenabschnitt auf diese Stifte aufgesetzt wird. Vorzugsweise sind die Stifte aber, wie oben beschrieben, an dem Spitzenabschnitt, so dass etwaige Transportprobleme bei dem Hauptteil des Rotorblattes vermieden werden.Preferably, the tip portion and / or the base portion at least one connecting pin for tilt-stable insertion in corresponding openings on the base portion and the tip portion. Thus, for example, two parallel pins may be provided on the tip section, which are used for fastening in corresponding bores in the base section, in particular inserted. Likewise, the pins may be provided on the base portion, so that the blade tip is placed with its tip portion on these pins. Preferably, however, the pins are, as described above, at the tip portion, so that any transport problems are avoided in the main part of the rotor blade.
Ein bevorzugtes Rotorblatt ist dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fixiermittel
- – mit einem ersten Ende in eine korrespondierende Aufnahme in dem Basisabschnitt eingreift und
- – mit einem zweiten, dem ersten Ende abgewandten Ende, zum Vornehmen der Fixierung und zum Lösen der Fixierung in der Blattspitze angeordnet ist, wobei das zweite Ende so in die Blattspitze unter der Öffnung der Oberfläche der Blattspitze eingelassen ist, dass es durch die Öffnung in dieser Oberfläche betätigt werden kann und zwischen dem zweiten Ende und der Oberfläche Platz zum Anordnen eines Verschlussmittel zum zur Oberfläche bündigen Verschließen der Öffnung verbleibt.
- - engages with a first end in a corresponding receptacle in the base portion and
- Is arranged with a second, the first end remote from the end, for making the fixation and for releasing the fixation in the blade tip, wherein the second end is so embedded in the blade tip under the opening of the surface of the blade tip that it passes through the opening in this surface can be actuated and space left between the second end and the surface for placing a closure means for closing the surface flush with the opening remains.
Das Fixiermittel reicht somit von dem Blattspitzenabschnitt zum Basisabschnitt und damit von der Blattspitze zum Rotorblatthauptteil. Das Fixiermittel kann entsprechend mit einem ersten Ende, dass auch als erster Abschnitt bezeichnet werden kann, in dem Basisabschnitt verankert werden. Das zweite Ende, das auch als zweiter Abschnitt bezeichnet werden kann, ist in dem Spitzenabschnitt und damit der Blattspitze unterhalb der Öffnung der Blattspitze angeordnet. Dabei bezieht sich die Anordnung unterhalb der Öffnung auf die entsprechende Oberfläche, in der die Öffnung angeordnet ist und unterhalb der Oberfläche bedeutet somit im Inneren der Blattspitze. Dieses zweite Ende ist dabei aber nicht unmittelbar unter der Oberfläche, sondern soweit innen in der Blattspitze, dass in bzw. unterhalb der Öffnung ausreichend Platz für ein Verschlussmittel verbleibt. Dabei ist ausreichend Platz vorgesehen, so dass das Verschlussmittel so in die Öffnung eingesetzt werden kann, dass es diese bündig, nämlich bündig mit der Oberfläche verschließen kann. Ein aufgesetztes Verschlussmittel, wie ein aufgesetzter Stopfen, wird somit vermieden und somit eine aerodynamisch vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht. Es ist zu beachten, dass an der Rotorblattspitze die höchsten, relativen Luftgeschwindigkeiten auftreten. The fixing means thus extends from the blade tip section to the base section and thus from the blade tip to the rotor blade main body. The fixing means may be anchored in the base portion accordingly with a first end, which may also be referred to as a first portion. The second end, which can also be referred to as the second section, is arranged in the tip section and thus the blade tip below the opening of the blade tip. In this case, the arrangement below the opening refers to the corresponding surface in which the opening is arranged and below the surface thus means in the interior of the blade tip. However, this second end is not directly under the surface, but so far inside the blade tip, that in or below the opening sufficient space for a closure means remains. In this case, sufficient space is provided, so that the closure means can be inserted into the opening so that it can close flush, namely flush with the surface. An attached closure means, such as an attached plug, is thus avoided and thus enables an aerodynamically advantageous embodiment. It should be noted that the highest relative air velocities occur at the rotor blade tip.
Vorzugsweise ist das Fixiermittel als eine Schraube ausgebildet und kann durch die Öffnung hindurch an ihrem Schraubenkopf, der das zweite Ende des Fixiermittels somit bildet, in den Basisabschnitt mit ihrem Gewinde, dass das erste Ende dieses Fixiermittels bildet, in den Basisabschnitt hineingeschraubt werden.Preferably, the fixing means is formed as a screw and can be screwed into the base portion through the opening at its screw head thus forming the second end of the fixing means into the base portion with its thread forming the first end of this fixing means.
Eine Ausführungsform macht sich eine Biegung der Blattspitze zu nutze und verwendet den entsprechenden, gebogenen Bereich zum Vorsehen der Öffnung zum Betätigen des Fixiermittels, nämlich den konvexen Bereich der Biegung bzw. den Außenbereich der Biegung, im Sinne einer Außenkurve. Wenn die Blattspitze also zur Druckseite des Rotorblatts gebogen ist, ist die Außenbiegung an der bzw. zur Saugseite des Rotorblattes. Genau an diesem Bereich wird vorgeschlagen, die Öffnung vorzusehen.One embodiment makes use of a bending of the blade tip and uses the corresponding bent portion for providing the opening for actuating the fixing means, namely the convex portion of the bend or the outer portion of the bend, in the sense of an outer curve. If the blade tip is thus bent to the pressure side of the rotor blade, the outer bend is on or to the suction side of the rotor blade. It is precisely at this area that it is proposed to provide the opening.
Gemäß einer Ausgestaltung wird zudem vorgeschlagen, ein Verschlussmittel zu verwenden, dass nach dem Befestigen der Blattspitze an dem Rotorblatthauptteil ein Element des so zusammengesetzten Rotorblattes bildet. Das Verschlussmittel ist zum lösbaren Befestigen in der Öffnung vorgesehen und weist dafür einen Befestigungsmechanismus auf. Insoweit liegt also nicht lediglich ein einstückiges, elastisches Material, wie bspw. ein Stopfen, vor, sondern ein Befestigungsmechanismus, der insbesondere als Befestigungsmechanik ausgebildet ist, die durch ihre Betätigung erst eine feste Befestigung in der entsprechenden Öffnung bewirkt.According to one embodiment, it is also proposed to use a closure means that forms an element of the rotor blade thus assembled after attaching the blade tip to the rotor blade main body. The closure means is provided for releasable fastening in the opening and has for this purpose a fastening mechanism. In that regard, so is not only a one-piece, elastic material, such as, for example, a plug before, but a fastening mechanism, which is designed in particular as a fastening mechanism that causes only a firm attachment in the corresponding opening by their operation.
Vorzugsweise ist das Verschlussmittel dazu vorbereitet durch eine Stauchung in einer Längsrichtung seine Form, seinen Umfang und/oder seine Breite zu verändern, insbesondere zu vergrößern, um dadurch in der Öffnung gehalten zu werden. Diese Stauchung und das resultierende Ändern der Form, des Umfangs oder der Breite ist vorzugsweise nur in einem Abschnitt des Verschlussmittels vorgesehen. Insbesondere wird ein elastischer Teil, insbesondere ein elastisches Element gestaucht und erhöht dadurch den Umfang und setzt sich dadurch in der Öffnung fest.Preferably, the closure means is prepared by a compression in a longitudinal direction to change its shape, its circumference and / or its width, in particular to increase, thereby to be held in the opening. This compression and the resulting change in shape, circumference or width is preferably provided only in a portion of the closure means. In particular, an elastic part, in particular an elastic element is compressed and thereby increases the circumference and thereby sets in the opening.
Vorzugsweise wird die Stauchung durch Drehen eines Stauchungsmittels, insbesondere einer Schraube bewirkt, wodurch die Befestigung in der Öffnung bewirkt wird. Ein Drehen in die entgegengesetzte Richtung führt entsprechend zu einer Streckung in Längsrichtung und einer Abnahme der Breite und dadurch zum Lösen der Befestigung.Preferably, the compression is effected by rotating a compression means, in particular a screw, whereby the attachment in the opening is effected. Turning in the opposite direction accordingly results in longitudinal stretching and a decrease in width, thereby releasing the attachment.
Um zu vermeiden, dass sich das gesamte Verschlussmittel beim Drehen des Stauchungsmittels mitdreht, sieht eine Ausführungsform vor, dass das Verschlussmittel einen an das Fixiermittel angepassten Halteabschnitt aufweist, bzw. umgekehrt. Dieser Halteabschnitt verhindert somit ein Mitdrehen des gesamten Verschlussmittels, wenn diese entsprechend betätigt wird, wobei aber das Stauchungsmittel und das Verschlussmittel-Verschlussmittel insgesamt nicht an dem Fixiermittel befestigt ist, sondern das Fixiermittel nur besagtes Mitdrehen des VerschlussmittelVerschlussmittels verhindert. Dies gilt sowohl für das Befestigen des Verschlussmittels, als auch für ein Lösen des Verschlussmittels.In order to avoid that the entire closure means rotates when rotating the compression means, an embodiment provides that the closure means has a holding portion adapted to the fixing means, or vice versa. This holding portion thus prevents co-rotation of the entire closure means when it is actuated accordingly, but the compression means and the closure means-closure means is not attached to the fixing means as a whole, but the fixation means prevents only said co-rotation of the closure means Verschlußmittels. This applies both to the fastening of the closure means, as well as for a release of the closure means.
Eine noch weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass das Rotorblatt dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbindungsvorrichtung mit Blitzleitmitteln verbunden ist und dazu vorbereitet ist, elektrischen Strom eines in die Blattspitze einschlagenden Blitzes zum Blatthauptabschnitt weiterzuleiten, und dass vorzugsweise das VerschlussmittelVerschlussmittel elektrisch isolierend ausgeführt ist, oder so elektrisch leitend ausgeführt ist, dass sie den elektrischen Strom eines in das VerschlussmittelVerschlussmittel einschlagenden Blitzes zur Verbindungsvorrichtung weiterleiten kann. Es sind somit Blitzleitmittel vorgesehen, die ein Ableiten eines in die Blattspitze einschlagenden Blitzes durch die Verbindungsvorrichtung von der Blattspitze zum Rotorblatthauptteil ermöglicht. Bspw. kann der Spitzenabschnitt hierzu mit einem entsprechenden Blitzableiter in der Blattspitze elektrisch leitend verbunden sein und im eingesetzten Zustand bspw. über Verbindungsstifte eine elektrische Leitfähigkeit zum Basisabschnitt herstellen, der wiederum seinerseits mit Blitzleitmitteln im Blatthauptteil verbunden ist. Diese Stifte und entsprechenden Aufnahmen sind dabei so dimensioniert, dass ein entsprechender Blitzstrom zumindest kurzfristig geführt werden kann.A still further embodiment proposes that the rotor blade is characterized in that the connecting device is connected to lightning conductors and is prepared to forward electrical current of a striking the blade tip flash to the blade main section, and that preferably the closure means Verschlußmittel is designed to be electrically insulating, or so is made electrically conductive, that it can forward the electrical current of a striking into the closure means closure means flash to the connection device. There are thus provided lightning-directing means, which enables a discharging of a lightning strikes into the blade tip by the connecting device from the blade tip to the rotor blade main body. For example. For this purpose, the tip section can be electrically conductively connected to a corresponding lightning conductor in the blade tip and, in the inserted state, for example, make electrical conductivity to the base section via connecting pins, which in turn is in turn connected to lightning conductors in the main body of the blade. These pins and corresponding receptacles are dimensioned in this way, that a corresponding lightning current can be conducted at least in the short term.
Das VerschlussmittelVerschlussmittel kann hierfür isolierend ausgebildet sein, so dass zu erwarten ist, dass ein Blitz in einen anderen Teil, nämlich in ein vorgesehenes Blitzleitmittel in der Blattspitze einschlägt. Alternativ kann das VerschlussmittelVerschlussmittel gezielt elektrisch leitfähig ausgeführt sein und entsprechend bis zur Oberfläche der Blattspitze reichen. Entsprechend ist das Verschlussmittel so auszulegen und so mit dem Spitzenabschnitt elektrisch zu verbinden, dass ein elektrischer Strom eines Blitzschlags über das Verschlussmittel, den Spitzenabschnitt und den Basisabschnitt abgeleitet werden kann.For this purpose, the closure means closure means can be designed to be insulating, so that it is to be expected that a lightning strikes into another part, namely into an intended lightning-conducting means in the blade tip. Alternatively, the closure means closure means can be selectively carried out electrically conductive and extend to the surface of the blade tip accordingly. Accordingly, the shutter means is to be so designed and electrically connected to the tip portion that an electric current of a lightning strike can be dissipated through the shutter means, the tip portion and the base portion.
Außerdem wird eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines Blatthauptteils und einer Blattspitze eines Rotorblattes aneinander vorgeschlagen. Diese Verbindungsvorrichtung weist die Elemente, Merkmale und/oder Eigenschaften auf, die bereits oben im Zusammenhang mit wenigstens einer der erläuterten Ausführungsformen des Rotorblattes beschrieben wurden. Ebenfalls wird eine Blattspitze eines Rotorblattes vorgeschlagen, die die Elemente, Merkmale und/oder Eigenschaften aufweist, die oben bereits im Zusammenhang mit wenigstens einer Ausführungsform des Rotorblattes beschrieben wurden.In addition, a connecting device for connecting a blade main body and a blade tip of a rotor blade to each other is proposed. This connecting device has the elements, features and / or properties that have already been described above in connection with at least one of the illustrated embodiments of the rotor blade. Also, a blade tip of a rotor blade is proposed, which has the elements, features and / or properties that have already been described above in connection with at least one embodiment of the rotor blade.
Außerdem wird ein Verfahren zum Montieren einer Blattspitze an einem Blatthauptteil eines Rotorblattes vorgeschlagen. Das Verfahren verwendet eine Blattspitze, wie sie oben im Zusammenhang mit wenigstens einer Ausführungsform des Rotorblattes beschrieben wurde. Außerdem ist die Blattspitze an einem Hauptteil eines entsprechenden Rotorblattes zu montieren.In addition, a method of mounting a blade tip to a blade body of a rotor blade is proposed. The method uses a blade tip as described above in connection with at least one embodiment of the rotor blade. In addition, the blade tip is to be mounted on a main part of a corresponding rotor blade.
Das Verfahren schlägt vor, dass zunächst die Blattspitze mit ihrem Spitzenabschnitt an den an dem Blatthauptteil befestigten Basisabschnitt anzusetzen. Hierdurch wird die Blattspitze zunächst an dem Hauptteil des Rotorblatts angesetzt und dann in einem nächsten Schritt fixiert, in dem das Fixiermittel betätigt wird, das oben im Zusammenhang mit wenigstens einer Ausführungsform des Rotorblattes beschrieben wurde.The method proposes first of all to attach the blade tip with its tip portion to the base portion attached to the blade main body. As a result, the blade tip is first attached to the main part of the rotor blade and then fixed in a next step, in which the fixing agent is actuated, which has been described above in connection with at least one embodiment of the rotor blade.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beispielhaft erläutert.The invention will be explained by way of example with reference to embodiments with reference to the accompanying figures.
Am Rotorblattanschluss
Da der Randbogen
Nach der Fertigung ist nach außen nur die Spitze des Blitzrezeptors
Der Blitzschutzleiter
Der Blitzrezeptor oder Blitzschutzrezeptor kann auch als erster Abschnitt des Randbogens bezeichnet werden. Der Anschluss zum Rotorblatt des Randbogens kann auch als Anschlussbereich des Randbogens bezeichnet werden. Der Blitzrezeptor bzw. Blitzschutzrezeptor weist einen äußeren und einen inneren Teil auf. Der äußere Teil bildet eine Randbogenspitze bzw. weist die Randbogenspitze auf, und der innere Teil des Blitzrezeptors bzw. Blitzschutzrezeptors ist zum Verbinden mit dem zweiten Teil des Randbogens vorgesehen und kann auch als Rezeptoransatz bezeichnet werden.The lightning receptor or lightning protection receptor may also be referred to as the first portion of the edge arc. The connection to the rotor blade of the edge bend can also be referred to as the connection region of the edge bend. The lightning arrestor or lightning protection receptor has an outer and an inner part. The outer part forms an edge bow tip or has the edge bow tip, and the inner part of the lightning receptor or lightning protection receptor is provided for connection to the second part of the edge bend and can also be referred to as receptor attachment.
Die
Die
Das Rotorblatt, das exemplarisch und sehr vereinfachend in
Ebenso können die Rotorblätter, die an der Windenergieanlage gemäß
Der Basisabschnitt weist einen Blattanschlussbereich
An der Abschlussbasisplatte
In der perspektivischen Darstellung der
Zum Ansetzen bzw. Einsetzen der Blattspitze an bzw. in das Blattende, nämlich den Basisabschnitt
Zum Fixieren wird dann eine Schraube
In den
Der
Dabei weist das Verschlussmittel
Zum Stauchen ist ein Stauchmittel
Wird nun das Stauchmittel
Die Verschlussmittel
Erfindungsgemäß werden folgende Ausführungen vorgeschlagen und sollen erfindungsgemäß beansprucht werden:
- Ausführung 1: Randbogen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage, wobei der Randbogen einen ersten Abschnitt aus wenigstens einem ersten, elektrisch leitfähigen Material, und einen zweiten Abschnitt aus einem zweiten, elektrisch nicht leitfähigen Material aufweist.
Ausführung 2. Randbogen nach Ausführung 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Metall, insbesondere Aluminium, ist oder umfasst, und/oder dass das zweite Material ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) ist oder umfasst.Ausführung 3. Randbogen nach Ausführung 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbogen in seinem zweiten Abschnitt einen Anschlussbereich zum Anschließen an das Rotorblatt, insbesondere zum Einstecken in das Rotorblatt aufweist, und in seinem ersten Abschnitt eine dem Anschlussbereich abgewandte Randbogenspitze aufweist, wobei die Randbogenspitze das erste Material und der Anschlussbereich das zweite Material aufweist.Ausführung 4. Randbogen nach einer der Ausführungen 1bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Abschnitt bzw. das erste Material von der Randbogenspitze bis zu einerStrecke von 5% bis 30%, insbesondere 10% bis 20% bis zum Anschlussbereich erstreckt, und/oder dass sich der zweite Abschnitt bzw. das zweite Material von dem Anschlussbereich bis zu einer Strecke von 70% bis 95%, insbesondere 80% bis 90% bis zur Randbogenspitze erstreckt.Ausführung 5. Randbogen nach einer der Ausführungen 1bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt als Blitzrezeptor vorgesehen ist und zum Blitzableiten mit einer elektrisch leitfähigen Anschlussverbindung, insbesondere Blitzschutzleitung versehen ist, zum Anschließen an eine elektrische Leitung zum Blitzableiten im Rotorblatt, wobei vorzugsweise die elektrisch leitfähige Anschlussverbindung durch den zweiten Abschnitt zu der elektrischen Leitung zum Blitzableiten geführt wird und/oder die elektrisch leitfähige Anschlussverbindung mit einem Anschlussmittel zum elektrischen Anschließen an die elektrische Leitung im Rotorblatt versehen ist.- Ausführung 6. Randbogen nach einer der Ausführungen 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt einen mit Isolationsmaterial gefüllten Innenraum aufweist, zum isolierten Führen einer bzw. der elektrisch leitfähigen Anschlussverbindung. - Ausführung 7. Randbogen nach einer der Ausführungen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein bzw. der Innenraum in einer Hülle aus eine Wabenstützstruktur aus Kunststoff ausgebildet ist und/oder darin eine Vergussmasse, insbesondere als Isolationsmaterial darin vorgesehen ist, und/oder dass in dem zweiten Abschnitt eine Verstärkung vorgesehen ist, die vorzugsweise zu einer Vorderkante des Randbogens weist und/oder benachbart zur Wabenstützstruktur angeordnet ist.
- Ausführung 8. Randbogen nach einer der Ausführungen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt zum Verbinden mit dem zweiten Abschnitt, insbesondere zum Einsetzen in den zweiten Abschnitt, einen Rezeptoransatz aufweist.
- Ausführung 9. Randbogen nach einer der Ausführungen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Randbogen vom ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt hin gebogen, gekrümmt oder abgewinkelt ist, insbesondere um einen Winkel im Bereich von 70°
bis 110°, insbesondere im Bereich von 80°bis 100°, vorzugsweise etwa um 90°. Ausführung 10. Rotorblatt einer Windenergieanlage, umfassend einen Randbogen nach einer der Ausführungen 1 bis 9.Ausführung 11.Rotorblatt nach Ausführung 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt einen Endbereich zum Ansetzen des Randbogens aufweist und der zweite Abschnitt des Randbogens das gleiche Material aufweist, wie der Endbereich des Rotorblatts.- Ausführung 12. Windenergieanlage mit wenigstens einem Rotorblatt nach Ausführung 10
oder 11. - Ausführung 13. Verfahren zum Herstellen eines Randbogens eines Rotorblattes, insbesondere nach einer der Ausführungen 1 bis 9, wobei ein erster Abschnitt aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material, und ein zweiter Abschnitt aus einem zweiten, elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gefertigt wird, und der erste Teil, insbesondere zusammen mit einem Blitzschutzleiter, während der Fertigung in ein Glasfasergelege bzw. Kohlenstofffasergelege zumindest teilweise eingebracht und verklebt wird.
- Ausführung 14. Verfahren nach Ausführung 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil aus zwei Halbschallen gefertigt wird, von denen je eine für die Saug- und Druckseite des Rotorblattes hergestellt wird.
- Embodiment 1: Edge bow of a rotor blade of a wind energy plant, wherein the edge bow has a first portion of at least a first, electrically conductive material, and a second portion of a second, electrically non-conductive material.
-
Embodiment 2. Edge bow according to embodiment 1, characterized in that the first material is or comprises a metal, in particular aluminum, and / or that the second material is or comprises a glass fiber reinforced plastic (GRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). -
Embodiment 3. Edge bow according toembodiment 1 or 2, characterized in that the edge bow has in its second section a connection area for connection to the rotor blade, in particular for insertion into the rotor blade, and in its first portion facing away from the terminal area edge bow tip, wherein the Edge bow tip, the first material and the connection area has the second material. -
Embodiment 4. Edge bow according to one of the embodiments 1 to 3, characterized in that the first portion or the first material extends from the edge bow tip to a distance of 5% to 30%, in particular 10% to 20% to the connection area, and / or that the second section or the second material extends from the connection region to a distance of 70% to 95%, in particular 80% to 90%, up to the edge of the arch. -
Embodiment 5. Edge bow according to one of the embodiments 1 to 4, characterized in that the first section is provided as a lightning receptor and is provided for lightning with an electrically conductive connection connection, in particular lightning protection line, for connection to an electrical line for lightning in the rotor blade, preferably the electrically conductive connection connection is led through the second section to the electrical line for lightning discharge and / or the electrically conductive connection connection is provided with a connection means for electrical connection to the electrical line in the rotor blade. - Embodiment 6. Edge bow according to one of the embodiments 1 to 5, characterized in that the second section has an interior filled with insulating material, for the isolated guiding one or the electrically conductive connection connection.
- 7. Edge bow according to one of the embodiments 1 to 6, characterized in that one or the interior is formed in a shell of a honeycomb support structure made of plastic and / or therein a potting compound, in particular as insulation material is provided therein, and / or in the second portion is provided with a reinforcement, which preferably points to a front edge of the edge bow and / or is arranged adjacent to the honeycomb support structure.
- Embodiment 8. Edge bow according to one of the embodiments 1 to 7, characterized in that the first section for connecting to the second section, in particular for insertion into the second section, has a receptor attachment.
- Embodiment 9. Edge bow according to one of the embodiments 1 to 8, characterized in that the edge bow is bent from the first portion to the second portion, curved or angled, in particular by an angle in the range of 70 ° to 110 °, in particular in the range of 80 ° to 100 °, preferably about 90 °.
-
Embodiment 10. Rotor blade of a wind turbine, comprising an edge bow according to one of the embodiments 1 to 9. -
Embodiment 11. Rotor blade according toembodiment 10, characterized in that the rotor blade has an end region for applying the edge bow and the second portion of the edge bow has the same material as the end portion of the rotor blade. - Version 12. Wind energy plant with at least one rotor blade according to
10 or 11.design - Embodiment 13. A method for producing an edge bow of a rotor blade, in particular according to one of the embodiments 1 to 9, wherein a first portion of a first, electrically conductive material, and a second portion of a second, electrically non-conductive material, in particular glass fiber reinforced plastic or made of carbon fiber reinforced plastic, and the first part, in particular together with a lightning conductor, is at least partially introduced and bonded during manufacture in a Glasfasergelege or carbon fiber layer.
- 14. Method according to embodiment 13, characterized in that the second part is made of two half-shells, one of which is made for the suction and pressure side of the rotor blade.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Randbogenwingtip
- 22
- Oberfläche Randbogen Surface edge bow
- 33
- Blitzrezeptor(äußere Teil) Lightning receptor (outer part)
- 44
- Anschluss zum Rotorblatt Connection to the rotor blade
- 55
- Blitzschutzleiter Lightning Head
- 66
- Blitzschutzrezeptor (innerer Teil) Lightning protection receptor (inner part)
- 1010
- Wabenstützstruktur Verstärkung des Randbogens Honeycomb support structure Reinforcement of the edge arch
- 11 11
- Anschluss für BlitzrezeptorConnection for lightning receptor
- 2020
- Füllung filling
- 2121
- Verstärkung reinforcement
- 3030
- Rotorblatt einer Windenergieanlage Rotor blade of a wind turbine
- 202202
- Verbindungsvorrichtung connecting device
- 204204
- Basisabschnitt base section
- 206206
- Spitzenabschnitt tip portion
- 208208
- Blitzrezeptor lightning receptor
- 210210
- Blattanschlussbereich Blade connection area
- 212212
- Klebeflächen adhesive surfaces
- 214214
- Klebeflächen adhesive surfaces
- 216216
- Abschlussbasisplatte Degree base plate
- 218218
- Befestigungsschrauben mounting screws
- 220220
- Gewindehülse threaded sleeve
- 222222
- Hülsenaufnahme sleeve receiving
- 224224
- Abschlussspitzenplatte Tip end plate
- 226226
- Klebeflächen adhesive surfaces
- 228228
- Klebeflächen adhesive surfaces
- 230230
- Einsetzstifte/-bolzen / Bolts gudgeon
- 232232
- Stiftbasisbohrungen Pen-based drilling
- 234234
- Einsetzöffnungen insertion
- 236236
- Einsetzaufnahmen insertion sockets
- 240240
- Trennfuge parting line
- 242242
- Schraube/Fixiermittel Screw / fixing
- 244244
- Spannhülse clamping sleeve
- 246246
- Fixierbohrung locating pin
- 248248
- Mittelbohrung center bore
- 250250
- erster Endbereich first end area
- 252252
- zweiter Endbereich/Schraubenkopf second end area / screw head
- 254254
- elektrische Leitung electrical line
- 256256
- Plattenanschluss panel connector
- 258258
- Rezeptoranschluss receptor port
- 260260
- Blattspitze blade tip
- 262262
- Druckseite pressure side
- 264264
- Saugseite suction
- 266266
- konvexe Oberfläche/Krümmung convex surface / curvature
- 280280
- Verschlussvorrichtung closure device
- 282282
- Oberflächenbereich surface area
- 284284
- Öffnungsrand opening edge
- 286286
- Öffnung opening
- 288288
- Abschlussabschnitt final section
- 290290
- Stauchkörper compression body
- 292292
- Stauchmittel/Schraube Compression means / screw
- 294294
- Gegenkörper against body
- 296296
- Andrückscheibe thrust washer
- 298298
- Halteabschnitt holding section
- 300300
-
Schraubenkopf 292
Screw head 292 - 302302
- Betätigungsöffnung actuating opening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2003/014621 [0002, 0003] EP 2003/014621 [0002, 0003]
- WO 2012/031976 [0007] WO 2012/031976 [0007]
Claims (19)
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