DE102014001445A1

DE102014001445A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Rotorblattschalen

Info

Publication number: DE102014001445A1
Application number: DE102014001445.2A
Authority: DE
Inventors: Roland Stoer; Tobias Gramkow
Original assignee: WINDNOVATION ENGINEERING SOLUTIONS GmbH
Current assignee: WINDNOVATION ENGINEERING SOLUTIONS GmbH
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-01
Also published as: DE102014001445B4; DE202014000999U1

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Rotorblattschalen unterschiedlicher Größe und Form in Negativformen unter Verwendung einer vakuumnutzenden Technologie, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Grundkörper (1) eine wannenförmige, nach oben offene Ausnehmung (2) angeordnet ist, wobei die Ausnehmung (2) größer ist als die Länge, Breite und Höhe der zu formenden Rotorblattschalen, in der wannenförmigen Ausnehmung (2) mindestens auswechselbare Formabschnitte (3.n) abstandslos, mit forminnenseitig (4) glatten Übergängen und nach oben offen angeordnet sind, wobei die Summe der Formabschnitte (3.1–3.n) forminnenseitig (4) die Negativform der Rotorblattschale ausbildet und der Grundkörper zur Herstellung eines Vakuums in diesem verschließbar ist unter Beibehaltung von mindestens einer Öffnung zum Einbringen von aushärtendem Rotorblattwerkstoff.

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Rotorblättern für insbesondere Windkraftanlagen unter Nutzung einer Vakuumtechnologie, wobei in Negativformen Rotorblattschalen geformt werden, die anschließend zu einem Rotorblatt zusammengefügt werden.
Als Vakuumtechnologie kommt insbesondere das Vakuumfusionverfahren zum Einsatz, wie es z. B. in der WO 2013/143 641 A1 beschrieben ist.
Aus der DE 198 33 869 C5 ist es bekannt, die Negativform mehrteilig auszuführen, wobei insbesondere ein Formteil für die Wurzel, ein Formteil für das Mainboard und ein Formteil für die Spitze an den Übergängen passfähig zusammengefügt werden. Das erfordert eine exakte Ausrichtung der Rotorblattformsegmente und deren vakuumdichte Verbindung, die sich in er Produktionspraxix als sehr schwer realisierbar erwiesen hat.
Aus der DE 10 2012 110 711 ist weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Rotorblatt-Toolingstruktur zur Fertigung eines Rotorblatts für eine Windkraftanlage bekannt, wobei das Verfahren umfasst:
Bereitstellen einer Mehrzahl von Tooling-Blöcken, die jeweils ein Füllmaterial und eine strukturelle Verstärkungsschicht umfassen; Zusammenfügen der Mehrzahl von Tooling-Blöcken zu einer Reihe aus Tooling-Blöcken, die sich in einer Spannweitenrichtung erstrecken, wobei die strukturellen Verstärkungsschichten eine Mehrzahl von Querrippen bilden; und modellieren der Rotorblatt-Toolingstruktur aus der Reihe aus Tooling-Blöcken.
Dabei kann die Rotorblatt-Toolingstruktur einen Rotorblatt-Formkern umfassen, der ein positives Profil eines Rotorblatts aufweist, oder die Rotorblatt-Toolingstruktur umfasst eine Rotorblatt-Negativform, die ein negatives Profil eines Rotorblatts aufweist.
Aus der DE 10 2012 202 376 A1 ist weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Direktform für Rotorblätter für Windenergieanlagen, Komponenten von Rotorblättern oder Rotorblattabschnitten bekannt, bei dem ein Mallengerüst aus einer Mehrzahl von flächigen Paneelen aufgebaut wird, die quer zur Längserstreckung des Rotorblatts ausgerichtet und in Richtung der Längserstreckung des Rotorblatts voneinander beabstandet hintereinander angeordnet werden, wobei in Aussparungen der Paneele, die in ihrer Abfolge im Mallengerüst im Wesentlichen einen Verlauf einer Kontur eines Teils eines Rotorblattprofils nachbilden, ein Formflächenkörper eingebracht wird, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine Stützschicht und eine Sandwichschicht umfasst, wobei zunächst eine Stützschicht aus Leisten aufgebaut wird, die die Abstände zwischen den Paneelen überbrückend in Längsrichtung des Rotorblatts ausgerichtet werden, auf die eine Sandwichschicht mit einer mehrschichtigen Laminatstruktur aufgebracht wird, deren Oberfläche gefräst und/oder lackiert wird, so dass sie eine Kontur eines Teils eines herzustellenden Rotorblatts aufweist.
Derartige Formen sind letztlich auch noch aufwendig in der Herstellung, beschränkt auf ein bestimmtes Rotorblatt und für vakuumnutzende Technologien nahezu ungeeignet wegen der notwendigen vakuumdichten Verbindung der Rotorblattformsegmente.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Negativform für die Herstellung von Rotorblattschalen unterschiedlicher Länge und Form unter Nutzung einer Vakuumtechnologie vorzuschlagen.
Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Rotorblattschalen unterschiedlicher Größe und Form in Negativformen unter Verwendung einer vakuumnutzenden Technologie sieht vor, dass in einem Grundkörper eine wannenförmige, nach oben offene Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Ausnehmung größer ist als die Länge, Breite und Höhe der zu formenden Rotorblattschalen,
in der wannenförmigen Ausnehmung mindestens auswechselbare Formabschnitte abstandslos, mit forminnenseitig glatten Übergängen und nach oben offen angeordnet sind, wobei die Summe der Formabschnitte forminnenseitig die Negativform der Rotorblattschale ausbildet und
der Grundkörper zur Herstellung eines Vakuums in diesem verschließbar ist unter Beibehaltung von mindestens einer Öffnung zum Einbringen von aushärtendem Rotorblattwerkstoff.
Durch die Verwendung verschiedenster Formabschnitte, die zusammengesetzt die gewünschte Negativform ergeben, lassen sich in einem ausreichend großen Grundkörper die verschiedensten Rotorblatthalbschalen herstellen.
Sollen kürzere Rotorblattschalen hergestellt werden, sieht eine bevorzugte Ausführung vor, dass die für die Negativform nicht benötigten Abschnitte der Ausnehmung des Grundkörpers durch Vollkörper ausgefüllt werden.
Abdichtungen zwischen den Formabschnitten entfallen, da der gesamte Grundkörper mit einem Vakuum beaufschlagt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Grundkörper aus Segmenten zusammensetzbar ist, wobei zwischen den beiden Endsegmenten befindliche Segmente zusammen die Ausnehmung bilden und benachbarte Segmente im Wandbereich zueinander abgedichtet sind. Für die Abdichtung sind ausreichend Wandbereichsflächen der Segmente vorhanden, so dass dies auf einfache Weise realisierbar ist.
Die Ausnehmung des Grundkörpers lässt sich auf diese Weise verlängern und damit die Länge der auszubildenden Negativform.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass sich Segment leichter transportieren lassen als große einstückige Grundkörper.
Natürlich ist es auch möglich, ein oder mehrere Formabschnitte fest im Grundkörper oder in einem Segment des Grundkörpers anzuordnen. Bevorzugt wird dies bei einem oder mehreren Formabschnitten für das Mainboard genutzt, wenn dies keinen Veränderungen bei der Herstellung von unterschiedlichen Rotorblatthalbschalen unterliegt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Grundkörper oder der aus Segmenten zusammengesetzte Grundkörper oben außen umlaufend mindestens eine Dichtung aufweist. Diese mindestens eine Dichtung wird bevorzugt in einer Nut des Grundkörpers oder des aus Segmenten zusammengesetzten Grundkörpers angeordnet. Der Grundkörper lässt sich auf diese Weise leicht beispielsweise durch einen Deckel abgedichtet verschließen, indem der Deckel oben auf den Grundkörper aufgesetzt oder aufgeklappt wird. Alternativ kann auch eine vakuumdichte Folie zur Abdeckung des Grundkörpers verwendet werden die beispielsweise mit einem speziellen doppelseitigen Klebeband auf dem Formrand vakuumdicht angebracht wird.
Zur Aufnahme der Formabschnitte weist in einer bevorzugten Ausführung der obere Rand des Grundkörpers oder der obere Rand des aus Segmenten zusammengesetzten Grundkörpers wanneninnenseitig Auflagen für Seitenendbereiche der Formabschnitte auf. Auf diesen Auflagen stützen sich die in die Ausnehmung des Grundkörpers eingebrachten Formabschnitte oder die als Füllkörper dienenden Vollkörper ab.
Durch Positionierhilfen lassen sich die Formabschnitte ausrichten. In einer vorteilhaften Ausführung können die Auflagen auch höhenverstellbar sein oder höhenverstellbare Abschnitte aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll anhand der Zeichnung erläutert werden:
Die 1 zeigt einen Grundkörper 1 mit eingelegten Formabschnitten 3.1–3.n für die Negativform einer Rotorblattschale. Der Grundkörper 1 ist durch den Deckel 6 verschließbar.
Der Grundkörper 1 ist aus Segmenten 1.1–1.m zusammengesetzt, die gemeinsam die durchgängige, wannenförmige, nach oben offene Ausnehmung 2 bilden, wobei benachbarte Segmente 1.1–1.2, 1.2–1.3 usw. zueinander im Wandbereich abgedichtet sind.
Die Ausnehmung 2 ist größer als die Länge, Breite und Höhe der zu formenden Rotorblattschalen, so dass die in die wannenförmigen Ausnehmung 2 eingebrachten auswechselbaren Formabschnitte 3.1–3.n in der Summe forminnenseitig 4 die Negativform der Rotorblattschale ausbilden können.
Für die Negativform nicht benötigte Abschnitte der Ausnehmung 2 sind durch Vollkörper 8 ausgefüllt.
Die Anordnung der Formabschnitte 3.1–3.n erfolgt so, dass die Forminnenseite 4 glatte abstandslose Übergänge aufweist. Abstandslos im hier gebrauchten Sinn bedeutet ein dichtes Aneinanderliegen, so dass bestenfalls bei der Herstellung der Rotorblattschale ein kleiner Harzgrat entsteht der auf einfache Weise verschliffen werden kann. Glatt im hier gebrauchten Sinn bedeutet ohne Absätze zwischen den Formabschnitten 3.1–3.2, 3.2–3.3 usw.
Zur Anordnung der Formabschnitte 3.1–3.n sowie der Vollkörper 8 weist der aus Segmenten 1.m zusammengesetzte Grundkörper 1 am oberen Rand wanneninnenseitig Auflagen 7 für die Seitenendbereiche der Formabschnitte 3.1–3.n auf.
In der dargestellten Ausführung sind die Auflagen 7 auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 2 in Form von einer durchgehenden rechtwinkligen Ausspannung aus gebildet. Die Seitenendbereiche der Formabschnitte (3.n) und der Vollkörper (8) stützen sich auf diesen Auflagen ab.
Weiter ist gezeigt, dass der Grundkörper 1 oben außen umlaufend eine Dichtung 5 aufweist, die in einer Nut des aus Segmenten 1.m zusammengesetzten Grundkörpers 1 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Grundkörper
1.m: Segmente des Grundkörpers
2: wannenförmige Ausnehmung
3.n: Formabschnitte
4: Forminnenseite
5: Dichtung
6: Deckel
7: Auflage
8: Vollkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/143641 A1 [0002]
DE 19833869 C5 [0003]
DE 102012110711 [0004]
DE 102012202376 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Rotorblattschalen unterschiedlicher Größe und Form in Negativformen unter Verwendung einer vakuumnutzenden Technologie, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Grundkörper (1) eine wannenförmige, nach oben offene Ausnehmung (2) angeordnet ist, wobei die Ausnehmung (2) größer ist als die Länge, Breite und Höhe der zu formenden Rotorblattschalen, in der wannenförmigen Ausnehmung (2) mindestens auswechselbare Formabschnitte (3.n) abstandslos, mit forminnenseitig (4) glatten Übergängen und nach oben offen angeordnet sind, wobei die Summe der Formabschnitte (3.1–3.n) forminnenseitig (4) die Negativform der Rotorblattschale ausbildet und der Grundkörper zur Herstellung eines Vakuums in diesem verschließbar ist unter Beibehaltung von mindestens einer Öffnung zum Einbringen von aushärtendem Rotorblattwerkstoff.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) aus Segmenten (1.1–1.m) zusammensetzbar ist, die gemeinsam eine durchgängige Ausnehmung (2) bilden, wobei benachbarte Segmente (1.1–1.2, 1.2–1.3 usw.) zueinander im Wandbereich abgedichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) oder der aus Segmenten (1.m) zusammengesetzte Grundkörper (1) oben außen umlaufend mindestens eine Dichtung (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Dichtung (5) in einer Nut des Grundkörpers (1) oder des aus Segmenten (1.m) zusammengesetzten Grundkörpers (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschluss des Grundkörpers (1) ein Deckel (6) auf diesen aufsetzbar oder aufklappbar ist oder eine vakuumdichte Folie, die mit dem Formrand des Grundkörpers vakuumdicht aber lösbar verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand des Grundkörpers (1) oder der obere Rand des aus Segmenten (1.m) zusammengesetzten Grundkörper (1) wanneninnenseitig Auflagen (7) für Seitenendbereiche der Formabschnitte (3.n) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen (7) höhenverstellbar sind oder höhenverstellbare Abschnitte aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Formabschnitt (3b) fest im Grundkörper (1) oder in einem Segment (1b) des Grundkörpers (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der fest im Grundkörper (1) oder in einem Segment (1b) des Grundkörpers (1) installierte Formabschnitt (3b) in seiner Länge dem Mainboard oder einem Abschnitt des Mainboards der herzustellenden Rotorblattschale entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Negativform nicht benötigte Abschnitte der Ausnehmung (2) durch Vollkörper (8) ausgefüllt sind.