DE102019001242A1 - Process for the production of trimmed fiber composite elements and a trimming device for carrying out the process - Google Patents

Process for the production of trimmed fiber composite elements and a trimming device for carrying out the process Download PDF

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    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geschäfteten Faserverbundelements (1) eines Gurtes eines Rotorblattes einer Windkraftanlage, indem ein längliches Faserverbundelement (1) auf eine Platte (6) gelegt wird und in Verfahrrichtung über die Platte (6) verfahren wird, eine auf einer der Platte (6) gegenüberliegenden Seite des Faserverbundelementes (1) mit Schleifmitteln (11) versehene Walze (9) rotiert wird und dabei zur Platte (6) hin oder von der Platte (6) weg verfahren wird, wobei wenn die Walze (9) quer verfahren wird und das Faserverbundelement (1) gleichzeitig über die Platte (6) verfahren wird, das Faserverbundelement (1) dadurch geschäftet wird und das geschäftete Faserverbundelement (1) zur Herstellung des Gurtes verwendet wird.The invention relates to a method for producing a shanked fiber composite element (1) of a belt of a rotor blade of a wind turbine by placing an elongated fiber composite element (1) on a plate (6) and moving in the direction of travel over the plate (6), one on a the plate (6) opposite side of the fiber composite element (1) provided with grinding means (11) roller (9) is rotated and is moved towards the plate (6) or away from the plate (6), wherein when the roller (9) is moved transversely and the fiber composite element (1) is moved simultaneously over the plate (6), the fiber composite element (1) is thereby shanked and the shanked fiber composite element (1) is used to manufacture the belt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine Besäumvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a trimming device for carrying out such a method.

Verfahren zur Herstellung von geschäfteten Faserverbundelementen eines Gurtes eines Rotorblattes einer Windkraftanlage sind im Stand der Technik natürlich bekannt.Processes for producing shanked fiber composite elements of a belt of a rotor blade of a wind turbine are of course known in the prior art.

Aus der WO 2012/013192 A1 ist eine Besäumanlage bekannt, bei der ein Ende eines Faserverbundelementes auf eine gekrümmte Auflagefläche gelegt wird und die Auflagefläche in Richtung einer rotierenden Walze verfahren wird. Je nach Durchmesser der rotierenden Walze wird eine unterschiedlich lange Schäftung auf die Stirnseite des Faserverbundelementes aufgebracht. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass sich das Besäumen der Faserverbundelemente durch Schäftungen nicht in einem fließenden fortlaufenden Prozess durchführen lässt, sondern die einzelnen Faserverbundelementabschnitte sowohl mit der vorlaufenden als auch mit der nachlaufenden Stirnseite in die Besäumeinheit eingelegt werden müssen.From the WO 2012/013192 A1 a trimming system is known in which one end of a fiber composite element is placed on a curved support surface and the support surface is moved in the direction of a rotating roller. Depending on the diameter of the rotating roller, a shaft of different lengths is applied to the end face of the fiber composite element. The disadvantage of this method is that the trimming of the fiber composite elements cannot be carried out in a flowing continuous process by means of scarfings, but the individual fiber composite element sections must be inserted into the trimming unit with both the leading and the trailing end face.

In der aus dem Hause der Anmelderin stammenden WO 2014/063783 A1 ist ein System und ein Verfahren zum Herstellen eines Rotorblattgurtes bekannt. Das Verfahren umfasst auch das Besäumen von RodPacks, wobei über den eigentlichen Besäumvorgang nichts weiter offenbart ist.In the one from the applicant's house WO 2014/063783 A1 a system and a method for manufacturing a rotor blade belt is known. The method also includes the trimming of RodPacks, nothing further being disclosed about the actual trimming process.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines geschäfteten Faserverbundelementes eines Gurtes eines Rotorblattes einer Windkraftanlage zur Verfügung zu stellen, das den oben genannten Nachteil vermeidet.It is the object of the present invention to provide a method for producing a sheathed fiber composite element of a belt of a rotor blade of a wind power plant which avoids the disadvantage mentioned above.

Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Besäumvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zur Verfügung zu stellen.It is also an object of the present invention to provide a trimming device for carrying out such a method.

Die Aufgabe wird in ihrem Aspekt durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved in its aspect by a method mentioned at the beginning with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein längliches Faserverbundelement auf eine Platte gelegt und in Verfahrrichtung über die Platte verfahren. Unter Platte ist hier vorzugsweise eine Platte mit vorzugsweise ebener, gerader, d.h. in beide Flächenrichtungen ungekrümmter Auflagefläche zu verstehen, auf die das längliche Faserverbundelement aufgelegt wird und unter Berührung mit der Auflagefläche entlang der Platte verfahren wird.According to the invention, an elongated fiber composite element is placed on a plate and moved over the plate in the direction of travel. The term plate is here preferably a plate with a preferably flat, straight, i.e. Understand the non-curved support surface in both surface directions on which the elongated fiber composite element is placed and is moved along the plate in contact with the support surface.

Des Weiteren ist auf einer der Platte gegenüberliegenden Seite des Faserverbundelementes, das auf die Platte aufgelegt ist, eine mit Schleifmitteln versehene rotierbare Walze angeordnet.Furthermore, a rotatable roller provided with grinding means is arranged on a side of the fiber composite element that is opposite the plate and is placed on the plate.

Die Walze wird in einer Hubbewegung zur Platte hin und von der Platte weg verfahren. Bei der Walze kann es sich um eine Walze mit im Querschnitt kreisrundem Außenumfang handeln, deren Umfangsfläche mit einer sandpapierartigen Beschichtung oder ähnlichen Schleifmitteln ausgestattet ist. Die Walze ist dazu bestimmt, während einer Rotationsbewegung Material vom Faserverbundelement abzuschleifen und somit das Faserverbundelement zu besäumen, indem Schäftungen an Stirnflächen des Faserverbundelements ausgebildet werden.The roller is moved towards and away from the plate in a lifting movement. The roller can be a roller with an outer circumference that is circular in cross-section, the circumferential surface of which is provided with a sandpaper-like coating or similar abrasive means. The roller is intended to grind off material from the fiber composite element during a rotational movement and thus to trim the fiber composite element by forming scarfs on the end faces of the fiber composite element.

Erfindungsgemäß wird, wenn die Walze verfahren wird, das Faserverbundelement gleichzeitig über die Platte verfahren. Eine Hubbewegung der Walze sowie die verfahrenden Bewegungen des Faserverbundelementes sind vorzugsweise miteinander gekoppelt und finden zumindest zeitweise gleichzeitig statt. Dadurch wird das Faserverbundelement geschäftet und das geschäftete Faserverbundelement wird zur Herstellung des Gurtes verwendet.According to the invention, when the roller is moved, the fiber composite element is moved simultaneously over the plate. A lifting movement of the roller and the moving movements of the fiber composite element are preferably coupled to one another and take place at least temporarily at the same time. As a result, the fiber composite element is shanked and the shanked fiber composite element is used to manufacture the belt.

Vorzugsweise wird die Walze senkrecht und linear zur Platte hin und her verfahren. Die Konstruktion eines Hubmechanismus zur linearen und senkrechten Bewegung zur Auflagefläche der Platte ist besonders kostengünstig und einfach herstellbar.The roller is preferably moved back and forth perpendicularly and linearly to the plate. The construction of a lifting mechanism for linear and vertical movement to the support surface of the plate is particularly inexpensive and easy to manufacture.

Günstigerweise wird die Walze zunächst zur Platte verfahren und dann von der Platte weg verfahren. Gleichzeitig wird das Faserverbundelement in Längsrichtung verfahren. Durch das hin und wieder weg Verfahren der Walze zur und von der Platte bei gleichzeitigem Verfahren des Faserverbundelementes in Längsrichtung wird das auf der Auflagefläche der Platte aufliegende Faserverbundelement besäumt. D.h. es wird zunächst eine abfallende Schäftung und direkt benachbart eine anschließende ansteigende Schäftung in das Faserverbundelement eingebracht.The roller is expediently first moved towards the plate and then moved away from the plate. At the same time, the fiber composite element is moved in the longitudinal direction. By moving the roller to and from the plate every now and then while simultaneously moving the fiber composite element in the longitudinal direction, the fiber composite element resting on the support surface of the plate is trimmed. I.e. first a sloping shaft and directly adjacent a subsequent rising shaft are made in the fiber composite element.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Faserverbundelement anschließend entlang der Schäftung durchtrennt.In a preferred embodiment of the invention, the fiber composite element is then severed along the shaft.

Es entstehen aufeinanderfolgende Faserverbundelementabschnitte, die voneinander getrennt sind. Die vorlaufende Stirnseite, als auch die nachlaufende Stirnseite jedes Faserverbundelementabschnitts weist eine Schäftung auf, wobei eine vorlaufende Schäftung, eine nachlaufende Schäftung vorzugsweise flache Winkel, Steigungswinkel aufweisen und die Steigungen der vorlaufenden und nachlaufenden Schäftung einander entgegengesetzt ausgebildet sind.Successive fiber composite element sections are created that are separated from one another. The leading end face as well as the trailing end face of each fiber composite element section have a shaft, a leading shaft, a trailing shaft preferably having flat angles, angles of inclination and the gradients of the leading and trailing shafts being designed in opposite directions.

Vorzugsweise wird eine bestimmte Anzahl an Faserverbundelementabschnitten mit vor- und nachlaufenden Schäftungen vorgegeben. Längen der Faserverbundelementabschnitte werden vorzugsweise ebenfalls vorgegeben. Eine Steuerung der Besäumvorrichtung wird so eingestellt, dass Faserverbundelementabschnitte mit den vorbestimmten Schäftungen und vorbestimmten Längen ausgebildet werden, aus denen dann anschließend ein Gurt mit einer vorbestimmten Länge, Breite und Höhe zusammengesetzt werden kann. Dazu werden die einzelnen, geschäfteten und abgelängten Faserverbundabschnitte neben- und übereinander zu einem Gurt platziert. A certain number of fiber composite element sections with leading and trailing scarfs is preferably specified. Lengths of the fiber composite element sections are preferably also specified. A control of the trimming device is set in such a way that fiber composite element sections are formed with the predetermined shafts and predetermined lengths, from which a belt with a predetermined length, width and height can then be assembled. For this purpose, the individual, shanked and cut fiber composite sections are placed next to and on top of each other to form a belt.

Grundsätzlich ist natürlich auch denkbar, den Gurt aus nur einem einzelnen Faserverbundelement herzustellen.In principle, it is of course also conceivable to manufacture the belt from just a single fiber composite element.

Die Aufgabe wird in ihrem zweiten Aspekt durch eine Besäumvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.The object is achieved in its second aspect by a trimming device with the features of claim 5.

Die Besäumvorrichtung eignet sich zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren und umgekehrt eignet sich jedes der oben genannten Verfahren zur Durchführung auf einer der nachfolgenden beschriebenen Besäumvorrichtungen.The trimming device is suitable for carrying out one of the above-mentioned methods and conversely, each of the above-mentioned methods is suitable for carrying out on one of the trimming devices described below.

Die Besäumvorrichtung umfasst eine Platte auf die ein Faserverbundelement gelegt ist oder gelegt werden kann, wobei das Faserverbundelement die Platte auf einer Auflagefläche berührt und entlang der das Faserverbundelement mittels einer Ziehvorrichtung verfahrbar ist.The trimming device comprises a plate on which a fiber composite element is placed or can be placed, the fiber composite element touching the plate on a support surface and along which the fiber composite element can be moved by means of a pulling device.

Die Ziehvorrichtung kann beispielsweise aus einem Walzenpaar oder zwei in Verfahrrichtung aufeinanderfolgende Walzenpaare ausgebildet sein, die das zwischen ihnen laufende Faserverbundelement vorrücken und die es gestatten durch Messung der Umdrehungsanzahl, die Verfahrstrecke des Faserverbundelementes zu bestimmen und somit auf die Länge der abgelängten Faserverbundelementabschnitte zu schließen.The pulling device can be formed, for example, from a pair of rollers or two pairs of rollers following one another in the direction of travel, which advance the fiber composite element running between them and which allow the travel distance of the fiber composite element to be determined by measuring the number of revolutions and thus to infer the length of the fiber composite element sections cut to length.

Die Besäumvorrichtung umfasst ferner eine rotierbare, mit Schleifmitteln versehene Walze, die zur Platte hin und von der Platte weg verfahrbar ist. Die Walze ist mit einer Hubeinrichtung zur Durchführung einer Hubbewegung ausgebildet. Die Hubbewegung ist vorzugsweise senkrecht zur Rotationsachse der Walze ausgebildet. Eine Umfangsfläche der Walze weist einen rauhen Belag auf, der günstigerweise sandpapierartig ist und somit als Schleifmittel dienen kann.The trimming device further comprises a rotatable roller provided with grinding means, which can be moved towards and away from the plate. The roller is designed with a lifting device for performing a lifting movement. The lifting movement is preferably formed perpendicular to the axis of rotation of the roller. A circumferential surface of the roller has a rough covering, which is conveniently sandpaper-like and can thus serve as an abrasive.

Die Besäumvorrichtung umfasst ferner eine Steuereinrichtung, die die Walze und die Ziehvorrichtung gekoppelt bewegt. Unter einer gekoppelten Bewegung ist hier vorzugsweise eine gleichzeitige Bewegung zu verstehen. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung programmierbar und durch Vorgabe von Geschwindigkeitsprofilen der Verfahrbewegung des Faserverbundelementes in Verfahrrichtung sowie der Hubbewegung der Walze in Hubrichtung kann ein Schäftungsprofil vorgegeben werden. Das Schäftungsprofil ist vorzugsweise entlang der Breite des Faserverbundelementes konstant.The trimming device further comprises a control device which moves the roller and the pulling device in a coupled manner. A coupled movement is preferably to be understood here as a simultaneous movement. The control device is preferably programmable and a scarf profile can be specified by specifying speed profiles for the movement of the fiber composite element in the direction of movement and the stroke movement of the roller in the direction of stroke. The scarf profile is preferably constant along the width of the fiber composite element.

Die Schäftung kann in Verfahrrichtung vorzugsweise linear oder gekrümmt oder gewinkelt ausgebildet sein. Die Verfahrrichtung und eine Längsrichtung des Faserverbundelementes stimmen vorzugswiese überein.The shaft can preferably be linear or curved or angled in the direction of travel. The direction of travel and a longitudinal direction of the fiber composite element preferably match.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Verfahrrichtung des Faserverbundelementes von der Walze beabstandet eine Schneideinrichtung angeordnet, mit der das Faserverbundelement entlang der Besäumung durchschneidbar ist. Die Schnittlinie ist günstigerweise senkrecht zur Verfahrrichtung angeordnet. Die Schneidvorrichtung durchschneidet das auf der Auflagefläche der Platte liegende Faserverbundelement entlang der Besäumung vollständig.In a preferred embodiment of the invention, a cutting device is arranged at a distance from the roller in the direction of travel of the fiber composite element, with which the fiber composite element can be cut through along the trimming. The cutting line is conveniently arranged perpendicular to the direction of travel. The cutting device completely cuts through the fiber composite element lying on the support surface of the plate along the trimming.

Wenn die Walze durch ihre Hubbewegung eine Schäftung in das Faserverbundelement eingebracht hat, aber die Besäumung nicht so tief in das Material hineinreicht, dass sie die beiden Faserverbundelementabschnitte, die durch die Besäumung voneinander getrennt sind, vollständig voneinander trennt sondern durch einen dünnen Streifen miteinander verbunden hält, können die beiden Faserverbundelementabschnitte mittels der Schneide voneinander getrennt werden. Durch den Schnitt bildet sich an einer nachlaufenden Schäftung eines vorlaufenden Faserverbundelementabschnitts und an einer vorlaufenden Schäftung eines nachlaufenden Faserverbundelementabschnitts jeweils eine gerade Kante aus.When the roller has made a scarf in the fiber composite element through its stroke movement, but the trimming does not extend so deep into the material that it completely separates the two fiber composite element sections, which are separated by the trimming, but keeps them connected by a thin strip , the two fiber composite element sections can be separated from one another by means of the cutting edge. As a result of the cut, a straight edge is formed in each case on a trailing scarf of a leading fiber composite element section and on a leading scarf of a trailing fiber composite element section.

Die Schneideinrichtung gestattet es ferner die Schäftung mit einer exakt geraden Kante abzuschneiden, sodass beim anschließenden nebeneinander und aufeinander stapeln der Faserverbundelementabschnitte eine Gurtschäftung ausgebildet werden kann, die keine Ausfransungen der Schäftung der einzelnen Faserverbundelementabschnitte aufweist.The cutting device also allows the scarf to be cut with an exactly straight edge so that when the fiber composite element sections are subsequently stacked next to one another and on top of one another, a belt scarf can be formed that does not have any fraying of the scarf of the individual fiber composite element sections.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Besäumvorrichtung ist die Steuereinrichtung derartig ausgelegt, dass verschiedene Schäftungslängsschnitte einstellbar sind und eine Hubgeschwindigkeit der Walze und eine Ziehgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung zur Ausbildung des eingestellten Schäftungslängsquerschnitts zumindest während der Dauer der Schäftung aufeinander abgestimmt sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, the trimming device has the control device designed in such a way that different longitudinal scarf sections can be set and a lifting speed of the roller and a pulling speed of the pulling device for forming the set longitudinal scarf section are matched to one another, at least for the duration of the scarf.

Darüber hinaus kann in die Steuerung die Taktung der Besäumung eingestellt sein, also die Zeitdauer zwischen zwei Hubbewegungen bei vorgegebener Ziehgeschwindigkeit, wodurch die Länge der Faserverbundelementabschnitte genau eingestellt werden kann. In addition, the timing of the trimming can be set in the control, that is to say the time between two lifting movements at a given drawing speed, whereby the length of the fiber composite element sections can be set precisely.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in fünf Figuren beschrieben. Dabei zeigen,

  • 1 einen ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eines geschäfteten Faserbundelementes eines Gurtes eines Rotorblattes einer Windkraftanlage,
  • 2 einen zweiten Verfahrensschritt des Herstellungsverfahrens,
  • 3 einen dritten Verfahrensschritt des Herstellungsverfahrens,
  • 4 einen vierten Verfahrensschritt des Herstellungsverfahrens,
  • 5 einen fünften Verfahrensschritt des Herstellungsfahrens.
The invention is described using an exemplary embodiment in five figures. Show
  • 1 a first method step of the manufacturing method according to the invention of a shanked fiber bundle element of a belt of a rotor blade of a wind turbine,
  • 2 a second step of the manufacturing process,
  • 3 a third step of the manufacturing process,
  • 4th a fourth step of the manufacturing process,
  • 5 a fifth process step of the manufacturing process.

Die 1 bis 5 zeigen fünf aufeinanderfolgende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zur Schäftung eines Faserverbundelementes 1 in sehr schematischen Darstellungen. Das geschäftete Faserverbundelement 1 wird anschließend zur Herstellung eines Gurtes eines Rotorblattes einer Windkraftanlage verwendet.The 1 to 5 show five successive method steps of the production method according to the invention for the scarfing of a fiber composite element 1 in very schematic representations. The shanked fiber composite element 1 is then used to manufacture a belt for a wind turbine rotor blade.

Unter einem Faserverbundelement 1 ist hier beispielsweise ein Pultrudat oder ein RodPack zu verstehen. Bei einem Pultrudat handelt es sich hier um ein Strangziehbauteil, das in einem Querschnitt eine flache Rechteck- oder Trapezform aufweist und in eine Längsrichtung L verlaufende Fasern insbesondere Glasfasern oder Kohlenstofffasern aufweist. Die Pultrudate werden als aufgewickelte Rollenware zur Verfügung gestellt. Pultrudate werden in einem Endlosverfahren mit einer Strangziehmaschine hergestellt.Under a fiber composite element 1 is to be understood here, for example, as a pultrudate or a RodPack. In this case, a pultrudate is an extruded component which has a flat rectangular or trapezoidal shape in cross section and which has fibers running in a longitudinal direction L, in particular glass fibers or carbon fibers. The pultrudates are made available as rolled up rolls. Pultrudates are produced in an endless process using an extrusion machine.

Die Pultrudate weisen Querschnittsgrößen auf, mit einer Höhe von etwa 5-20 mm und einer Breite von 20-30 cm. Es sind aber auch andere Querschnittsmaße realisierbar. Die Pultrudate werden nebeneinander und übereinander angeordnet und in einem sich anschließendem Harzinfusionsverfahren miteinander zu einem Gurt verklebt.The pultrudates have cross-sectional sizes, with a height of about 5-20 mm and a width of 20-30 cm. However, other cross-sectional dimensions are also possible. The pultrudates are arranged side by side and on top of each other and glued together to form a belt in a subsequent resin infusion process.

Ein anderes Faserverbundelement 1 ist das sogenannte RodPack. Dabei handelt es sich um im Querschnitt vorzugsweise rechteckförmige stabförmige Pultrudate, die parallel nebeneinander und beabstandet voneinander auf einem Gewebe oder einer Folie angeordnet sind. Die RodPacks weisen ebenfalls Höhen von 5-20 mm auf und üblicherweise eine Breiten von 50-100 cm. Auch die RodPacks werden als quasi endlose Rollenware zur Verfügung gestellt.Another fiber composite element 1 is the so-called RodPack. These are rod-shaped pultrudates, preferably rectangular in cross-section, which are arranged parallel to one another and at a distance from one another on a fabric or a film. The RodPacks also have heights of 5-20 mm and usually a width of 50-100 cm. The RodPacks are also made available as virtually endless roll goods.

Die einzelnen Stäbe der RodPacks sind ähnlich wie die oben genannten Pultrudate in einem Strangziehverfahren hergestellt und anschließend parallel und beabstandet zueinander auf das Gewebe aufgeklebt.The individual rods of the RodPacks are produced in a strand drawing process similar to the pultrudates mentioned above and then glued onto the tissue parallel and spaced apart from one another.

Unter „Schäften“ wird hier das Ausbilden einer schrägen Stirnfläche verstanden, die sich entlang der vorzugsweise gesamten Breite des Faserverbundelementes 1 erstreckt. Eine geschäftete Fläche wird auch als Fase bezeichnet. Die Faserverbundelemente 1 werden, da sie als Endlosware zur Verfügung gestellt werden, zur Weiterverarbeitung auf eine vorbestimmte Länge geschnitten. Wir sprechen in diesem Zusammenhang hier von einem Besäumen der Faserverbundelemente. Dabei müssen die Schnittflächen, die entlang der Breite des Faserverbundelementes senkrecht oder quer zur Längsrichtung des Faserverbundelementes verlaufen, günstigerweise geschäftet sein, also in Längsrichtung flach ansteigend bzw. flach abfallend ausgebildet sein.“Shafts” is understood here to mean the formation of an inclined end face, which extends along the preferably entire width of the fiber composite element 1 extends. A business surface is also known as a bevel. The fiber composite elements 1 are, since they are made available as continuous goods, cut to a predetermined length for further processing. In this context, we are talking about trimming the fiber composite elements. The cut surfaces, which run along the width of the fiber composite element perpendicularly or transversely to the longitudinal direction of the fiber composite element, must advantageously be shanked, that is to say designed to rise or fall flat in the longitudinal direction.

Es hat sich gezeigt, dass die Faserverbundelemente 1 insbesondere an ihren in Längsrichtung L angeordneten tipseitigen bzw. wurzelseitigen Stirnseiten hohen Scherkräften ausgesetzt sind, die zu Rissen zwischen den Faserverbundelementen 1 führen können. Dem wird dadurch entgegengewirkt, indem die Stirnseiten der Faserverbundelemente 1 in einem spitzen Winkel geschäftet werden. Eine Schäftung 2, 3 wirkt der Rissbildung zwischen den Faserverbundelementen 1 entgegen. Da die Gurte aus einer Vielzahl von neben und übereinander angeordneten Faserverbundelementen 1 mit Schäftungen 2, 3 an ihren Stirnseiten bestehen, müssen die einzelnen Faserverbundelemente 1 exakt auf eine vorbestimmte Länge besäumt werden, um anschließend aus den einzelnen Faserverbundelementen 1 an den beiden Stirnseite einen geschäfteten Gurt herstellen zu können.It has been shown that the fiber composite elements 1 in particular on their tip-side or root-side end faces arranged in the longitudinal direction L are exposed to high shear forces, which lead to cracks between the fiber composite elements 1 being able to lead. This is counteracted by adding the end faces of the fiber composite elements 1 be operated at an acute angle. One shaft 2 , 3 acts on the formation of cracks between the fiber composite elements 1 opposite. Because the belts consist of a large number of fiber composite elements arranged next to and one above the other 1 with shafts 2 , 3 exist at their end faces, the individual fiber composite elements must 1 be trimmed exactly to a predetermined length in order to then be made from the individual fiber composite elements 1 to be able to produce a business belt on both front sides.

In den 1 bis 5 ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zur Schäftung eines Faserverbundelementes 1 dargestellt. Die das Verfahren ausführende Besäumvorrichtung 4 ist nur sehr schematisch dargestellt.In the 1 to 5 is the manufacturing method according to the invention for scarfing a fiber composite element 1 shown. The trimmer performing the process 4th is only shown very schematically.

In 1 ist eine Platte 6 mit einer Auflagefläche 7 dargestellt, die sich über die gesamte obere Außenseite der Platte 5 erstreckt. Entlang der Auflagefläche 7 wird das Faserverbundelement 1 in Längsrichtung L unter ständigen Kontakt mit der Auflagefläche 7 gezogen. Das Faserverbundelement 1 ist ein in Längsrichtung L quasi-endlos langes Element mit einer geringen Höhe H und einer deutlich größeren Breite B.In 1 is a record 6th with a support surface 7th shown extending over the entire upper outside of the plate 5 extends. Along the support surface 7th becomes the fiber composite element 1 in the longitudinal direction L in constant contact with the support surface 7th drawn. The fiber composite element 1 is a quasi-endlessly long element in the longitudinal direction L with a small height H and a significantly larger width B.

Eine Ziehvorrichtung 8, die das Faserverbundelement 1 über die Platte 6 zieht, ist schematisch dargestellt. Sie kann durch Walzenpaare 8a, 8b oder ähnliches ausgebildet sein, es sind jedoch auch andere Ausführungsformen der Ziehvorrichtung 8 denkbar. Die Ziehvorrichtung 8 zieht das Faserverbundelement 1 in Längsrichtung L, die einer Ziehrichtung entspricht. Grundsätzlich können Ziehrichtung, also die Richtung in die das Faserverbundelement 1 gezogen wird und die Längsrichtung des Faserverbundelementes 1 auseinanderfallen. A pulling device 8th that the fiber composite element 1 across the plate 6th pulls is shown schematically. You can by roller pairs 8a , 8b or the like, but there are also other embodiments of the pulling device 8th conceivable. The pulling device 8th pulls the fiber composite element 1 in the longitudinal direction L, which corresponds to a drawing direction. Basically, the direction of pull, that is, the direction in which the fiber composite element 1 is pulled and the longitudinal direction of the fiber composite element 1 fall apart.

Die Besäumvorrichtung 4 weist eine mit Schleifmitteln 11 versehene Walze 9 auf, bei den Schleifmitteln 11 kann es sich um eine sandpapierartige, die Walze 9 umlaufende Außenfläche handeln. In Ziehrichtung ist der Walze 9 eine Schneide 12 nachgeordnet. Die Walze 9 ist in einer Hubbewegung HW senkrecht zur Auflagefläche 7 der Platte 6 auf und ab bewegbar. Die Hubbewegung HW ist vorzugsweise streng senkrecht zur Auflagefläche 7 der Platte 6 ausgebildet. Die Schneide 12 ist ebenfalls in einer Hubbewegung HS senkrecht zur Auflagefläche 7 der Platte 6 auf und ab bewegbar. Die Doppelpfeile zeigen die Hubbewegungsrichtung HW, HS der Walze 9 und der Schneide 12 an.The trimmer 4th has one with abrasives 11 provided roller 9 on, with the abrasives 11 it can be a sandpaper-like roller 9 act circumferential outer surface. The roller is in the pulling direction 9 a cutting edge 12 subordinate. The roller 9 is in a lifting movement HW perpendicular to the support surface 7th the plate 6th movable up and down. The lifting movement HW is preferably strictly perpendicular to the support surface 7th the plate 6th educated. The cutting edge 12 is also in a stroke movement HS perpendicular to the support surface 7th the plate 6th movable up and down. The double arrows show the direction of stroke movement HW, HS of the roller 9 and the cutting edge 12 on.

In 2 ist die in Richtung der Auflagefläche 7 der Platte 6 hin verfahrene Walze 9 dargestellt. Die Walze 9 ist in das Faserverbundelement 1 hinein eingedrungen, während der stetigen Hubbewegung HS zur Platte 6 hin wird das Faserverbundelement 1 in Längsrichtung L vorzugsweise stetig verfahren, sodass eine Schäftung 2 am nachlaufenden Rand eines vorlaufenden Faserverbundelementabschnitts 1a ausgebildet wird. In 2 ist die Walze 9 noch nicht vollständig bis zur Platte 6 durch das Faserverbundelement 1 durchgedrungen. Die in den Figuren dargestellte Besäumvorrichtung 4 weist eine Steuerung auf die die Walze 9 nicht bis auf die Auflagefläche 7 der Platte 6 heranführt, sondern ein kurzes Stück, d.h. einen halben bis einen Millimeter vor der Oberfläche 7 der Platte 6 stoppt und die Walze 9 anschließend wieder, vorzugsweise senkrecht von der Platte 6 weg verfährt.In 2 is the one in the direction of the supporting surface 7th the plate 6th moved roller 9 shown. The roller 9 is in the fiber composite element 1 penetrated into it, during the continuous stroke movement HS to the plate 6th the fiber composite element is there 1 Move preferably steadily in the longitudinal direction L so that a scarf 2 at the trailing edge of a leading fiber composite element section 1a is trained. In 2 is the roller 9 not yet completely up to the plate 6th through the fiber composite element 1 penetrated. The trimming device shown in the figures 4th has a controller on the roller 9 not except for the support surface 7th the plate 6th but a short distance, ie half a millimeter to a millimeter from the surface 7th the plate 6th stops and the roller 9 then again, preferably perpendicularly from the plate 6th moves away.

Der vorlaufende Faserverbundelementabschnitt 1a und der nachlaufende Faserverbundabschnitt 1b sind also nicht vollständig voneinander getrennt, sondern über einen schmalen 0,1 bis 1 mm dicken Materialstreifen 13 noch miteinander verbunden wie 3 zeigt. Beim Weg-Verfahren der Walze 9 wird das Faserverbundelement 1 stetig in Längsrichtung L weiter verfahren, sodass am nachlaufenden Faserverbundelementabschnitt 1b ebenfalls eine Schäftung 3 ausgebildet wird. Die nachlaufende Schäftung 2 des vorlaufenden Faserverbundelementabschnitts 1a und die vorlaufende Schäftung 3 des nachlaufenden Faserverbundelementabschnitts 1b sind in ihren Steigungen gegensätzlich zueinander ausgebildet und angeordnet.The leading fiber composite element section 1a and the trailing fiber composite section 1b are not completely separated from each other, but rather by a narrow 0.1 to 1 mm thick strip of material 13 still connected like 3 shows. When moving the roller away 9 becomes the fiber composite element 1 Continue moving steadily in the longitudinal direction L so that on the trailing fiber composite element section 1b also a stock 3 is trained. The trailing stock 2 of the leading fiber composite element section 1a and the leading shaft 3 of the trailing fiber composite element section 1b are designed and arranged opposite to one another in their slopes.

Je nach Einstellung der Steuerung weisen die Geschwindigkeiten der Hubbewegung HW der Walze 9 und eine Ziehgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung 8 in Längsrichtung L über die gesamte Zeit des Schäftungsvorganges konstante oder über die Zeit des Schäftungsvorganges relativ zueinander variierende Geschwindigkeiten auf, sodass ein konstanter Schäftwinkel und ein Schäftwinkel mit in Längsrichtung L variierender Steigung ausgebildet wird.Depending on the setting of the control, the speeds of the lifting movement HW of the roller 9 and a pulling speed of the pulling device 8th in the longitudinal direction L over the entire time of the scarfing process constant or over the time of the scarfing process relative to each other varying speeds, so that a constant shaft angle and a shaft angle with varying slope in the longitudinal direction L is formed.

In 3 ist die von der Platte 6 weg verfahrene Walze 9 dargestellt. Die Ziehvorrichtung 8 zieht das Faserverbundelement 1 kontinuierlich weiter vor bis die Besäumung 14 direkt senkrecht unterhalb der Schneide 12 angeordnet ist. Unter Besäumung 14 ist hier der Abschnitt entlang des Faserverbundelementes 1 zu verstehen, der aus den beiden Schäftungen 2, 3, der nachlaufende Schäftung 2 und der vorlaufenden Schäftung 3 ausgebildet wird. Die Schneide 12 wird in der Hubbewegung HS senkrecht zur Platte 6 hin verfahren und schneidet dort den vorlaufenden Faserverbundelementabschnitt 1a vom nachlaufenden Faserverbundelementabschnitt 1a in zwei gerade verlaufenden Kante 16a, 16b ab. Die Geschwindigkeit der Hubbewegung HS der Schneide 12 und die Geschwindigkeit der Ziehvorrichtung 8 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Ziehvorgang zum Schneiden nicht unterbrochen werden braucht, sondern der Schneidvorgang während der kontinuierlichen fortlaufenden Ziehbewegung durchgeführt werden kann.In 3 is the one from the record 6th roller moved away 9 shown. The pulling device 8th pulls the fiber composite element 1 continuously forward until the trimming 14th directly below the cutting edge 12 is arranged. Under trimming 14th is here the section along the fiber composite element 1 to understand the one from the two shafts 2 , 3 , the trailing stock 2 and the leading shaft 3 is trained. The cutting edge 12 becomes perpendicular to the plate in the HS lifting movement 6th move there and cut the leading fiber composite element section 1a from the trailing fiber composite element section 1a in two straight edges 16a , 16b from. The speed of the stroke movement HS of the cutting edge 12 and the speed of the puller 8th are coordinated in such a way that the drawing process does not need to be interrupted for cutting, but the cutting process can be carried out during the continuous drawing movement.

Eine Steuerung 17 ist so ausgelegt, dass eine Verfahrstrecke zwischen den Schnittlinien entlang aufeinanderfolgender Besäumungen bestimmt werden kann. Die Bestimmung der Verfahrstrecke kann beispielsweise über die Umdrehungsanzahl des ersten Walzenpaares der Ziehvorrichtung oder ähnlichem erfolgen. In der Steuerung sind verschiedene Verfahrstrecken abgelegt, die es ermöglichen eine Vielzahl an geschäfteten Faserverbundelementen 1 herzustellen mit Längen, die es gestatten aus der Vielzahl von Faserverbundelementen 1 einen Gurt zusammenzustellen bzw. zusammen zubauen, dessen tipseitige und wurzelseitige Stirnseite eine ebene glatte Schäftung aufweisen.One control 17th is designed so that a travel distance can be determined between the cutting lines along successive trims. The travel distance can be determined, for example, via the number of revolutions of the first pair of rollers of the pulling device or the like. Various travel paths are stored in the control, which enable a large number of fiber composite elements to be used 1 Manufacture with lengths that allow it from the large number of fiber composite elements 1 to assemble or assemble a belt, the tip-side and root-side end face of which have a flat, smooth shaft.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FaserverbundelementeFiber composite elements
1a1a
FaserverbundelementabschnittFiber composite element section
1b1b
FaserverbundabschnittFiber composite section
22
SchäftungShaft
33
SchäftungShaft
44th
BesäumvorrichtungTrimming device
5 5
obere Außenseite der Platteupper outside of the plate
66th
Platteplate
77th
AuflageflächeSupport surface
88th
ZiehvorrichtungPulling device
8a8a
WalzenpaareRoller pairs
8b8b
WalzenpaareRoller pairs
99
Walze roller
1111
SchleifmittelAbrasives
1212
Schneidercutter
1313
MaterialstreifenStrip of material
1414th
Besäumung Trimming
16a16a
gerade verlaufende Kantestraight edge
16b16b
gerade verlaufende Kantestraight edge
1717th
Steuerung control
HH
Höheheight
BB.
Breitewidth
LL.
LängsrichtungLongitudinal direction
HSHS
HubbewegungLifting movement
HWHW
HubbewegungLifting movement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2012/013192 A1 [0003]WO 2012/013192 A1 [0003]
  • WO 2014/063783 A1 [0004]WO 2014/063783 A1 [0004]

Claims (8)

Verfahren zur Herstellung eines geschäfteten Faserverbundelements (1) eines Gurtes eines Rotorblattes einer Windkraftanlage, indem ein längliches Faserverbundelement (1) auf eine Platte (6) gelegt wird und in Verfahrrichtung über die Platte (6) verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einer der Platte (6) gegenüberliegenden Seite des Faserverbundelementes (1) mit Schleifmitteln (11) versehene Walze (9) rotiert wird und dabei zur Platte (6) hin oder von der Platte (6) weg verfahren wird, wenn die Walze (9) verfahren wird und das Faserverbundelement (1) gleichzeitig über die Platte (6) verfahren wird, das Faserverbundelement (1) dadurch geschäftet wird und das geschäftete Faserverbundelement (1) zur Herstellung des Gurtes verwendet wird.A method for producing a shanked fiber composite element (1) of a belt of a rotor blade of a wind turbine by placing an elongated fiber composite element (1) on a plate (6) and moving in the direction of travel over the plate (6), characterized in that one on a the plate (6) opposite side of the fiber composite element (1) provided with grinding means (11) roller (9) is rotated and is moved towards the plate (6) or away from the plate (6) when the roller (9) moves and the fiber composite element (1) is moved simultaneously over the plate (6), the fiber composite element (1) is thereby shanked and the shanked fiber composite element (1) is used to manufacture the belt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (9) senkrecht zur Platte (6) hin und her verfahren wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the roller (9) is moved back and forth perpendicular to the plate (6). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (9) zur Ausbildung einer Besäumung (14) zunächst zur Platte (6) hin verfahren und dann von der Platte (6) weg verfahren wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the roller (9) to form a trimming (14) is first moved towards the plate (6) and then moved away from the plate (6). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundelement (1) entlang der Besäumung (14) durchtrennt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite element (1) is severed along the trimming (14). Besäumvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Platte (6) auf die und entlang der ein Faserverbundelement (1) mittels einer Ziehvorrichtung (8) verfahrbar ist, einer rotierbaren, mit Schleifmitteln (11) versehenen Walze (9), die zur Plate (6) hin und von der Platte (6) weg verfahrbar ist, einer Steuerung (17), die die Walze (9) und der Ziehvorrichtung (8) gleichzeitig gekoppelt bewegt.Trimming device for performing a method according to one of the Claims 1 to 4th with a plate (6) onto and along which a fiber composite element (1) can be moved by means of a pulling device (8), a rotatable roller (9) provided with grinding means (11), which extends to and from the plate (6) (6) can be moved away, a control (17) which moves the roller (9) and the pulling device (8) coupled at the same time. Besäumvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Walze (9) umlaufend Schleifmittel (11) vorgesehen sind.Trimming device according to Claim 5 , characterized in that grinding means (11) are provided around the roller (9). Besäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrrichtung des Faserverbundelementes (1) von der Walze (9) beabstandet eine Schneidvorrichtung (12) angeordnet ist, mit der das Faserverbundelement (1) entlang der Besäumung (14) durchschneidbar ist.Trimming device according to Claim 5 or 6th , characterized in that a cutting device (12) is arranged at a distance from the roller (9) in the direction of travel of the fiber composite element (1) with which the fiber composite element (1) can be cut through along the trimming (14). Besäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (17) derart ausgelegt ist, dass verschiedene Schäftungslängsschnitte einstellbar sind und eine Hubgeschwindigkeit der Walze (9) und eine Ziehgeschwindigkeit der Ziehvorrichtung (8) zur Ausbildung des eingestellten Schäftungslängsquerschnitts zumindest während der Dauer der Schäftung aufeinander abgestimmt sind.Trimming device according to one of the Claims 5 , 6th or 7th , characterized in that the control (17) is designed in such a way that different longitudinal scarfs can be set and a lifting speed of the roller (9) and a pulling speed of the pulling device (8) to form the set longitudinal scarfing cross-section are coordinated with one another, at least for the duration of the scarfing.
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