DE19644264A1 - Rotorblatt für Windkraftanlagen und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents
Rotorblatt für Windkraftanlagen und Herstellungsverfahren dafürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt, insbesondere für Windkraftanlagen, mit
einer gewölbten Oberseite, einer im wesentlichen flachen Unterseite und einer
die Oberseite und Unterseite verbindenden Anströmkante, wobei das Profil des
Rotorblattes verschränkt ist, sowie ein Herstellungsverfahren für ein derartiges
Rotorblatt.
Bei den bekannten modernen Windkraftanlagen bestehen die Rotorblätter aus
einem Verbundkörper mit komplexer Oberfläche. Gewöhnlich ist der Körper aus
faserverstärkten Mehrkomponentenkunststoffen, beispielsweise GFK, gefertigt.
Seltener werden Kohlefaserverbundstoffe oder Holz verwendet. Die bekannten
Rotorflügel werden nach dem Unterdruck- oder Auftriebsprinzip ähnlich eines
Flugzeugflügels ausgebildet. Das bedeutet, daß die vortriebsbildende Seite des
Rotorblattes eine stärker gewölbte Oberfläche zur Ausbildung eines bei Um
strömung entstehenden Unterdrucks hat. Die andere Flügelseite ist im wesent
lichen flach ausgebildet und entspricht in etwa der Flügelunterseite bei einem
Flugzeugflügel. Die bekannten Windkraftanlagen sind meist als Horizontaltur
binen, d. h. mit horizontal angeordneter Drehachse, ausgebildet. Aufgrund der
mit dem Abstand zur Turbinenachse zunehmenden Umlaufgeschwindigkeit der
Rotorflügel muß der Anstellwinkel des Rotorblattes von der Nabe zur Flügel
spitze hin durch eine Verschränkung des Profils angepaßt werden. Die Ver
schränkung erhöht die Komplexität der Oberfläche des Rotorblattes.
Bei herkömmlichen Fertigungsverfahren unter Verwendung von faserverstärkten
Kunstharzen wird ein schichtweises Laminieren von Hand, das sogenannte
Handauflegeverfahren angewendet. Unter Beachtung der erforderlichen Aus
härtezeiten ist die Herstellung damit zeitaufwendig und aufgrund des hohen
Anteils an Handarbeit kostenintensiv. Die meisten Herstellungsschritte lassen
sich auch nicht automatisieren. Darüber hinaus muß der Aushärtungsprozeß der
Kunstharzkomponenten möglichst unter gleichmäßiger Umgebungstemperatur
durchgeführt werden. Gegebenenfalls ist also ein Klimaraum erforderlich. Dar
über hinaus ist die Verarbeitung von Kunstharzen aufgrund der Abgabe von
Lösungsmitteln gesundheitsschädlich. Der einmal als faserverstärkter Kunst
harzkörper hergestellte Rotorflügel ist nach Ablauf seiner Standzeit nicht wie
derverwertbar. Die Einsatzdauer derartiger Kunststoffflügel ist aufgrund der Alte
rungs- und Materialermüdungserscheinungen begrenzt, so daß ein erhebliches
Entsorgungsvolumen anfällt. Ferner können die bekannten Rotorblätter bereits
während der Herstellung Strukturfehler aufweisen, beispielsweise Laminierfehler
bei der Handauflage, Reaktionsfehler wegen falscher Mischungsverhältnisse
oder ungleichmäßiger oder zu niedriger Umgebungstemperatur, so daß Sicher
heitsrisiken bestehen. Ferner ist nachteilig, daß das fertige Rotorblatt nachträg
lich nur noch durch Schleifen oder Spachteln in der Form korrigiert werden
kann, wobei eine derartige Bearbeitung möglicherweise zu Unwuchten aufgrund
von Gewichtsveränderungen führt. Gewichtsunterschiede entstehen bereits
beim Laminieren, da beim Handauflegeverfahren keine gleichmäßige Material
dicke erreicht werden kann.
Aufgrund der erheblichen Masse und der zusätzlichen Unwuchten der bekann
ten Rotorblätter sind entsprechend hohe Anforderungen an die Lagerung und
Festigkeit der den Rotor nachfolgenden Baukomponenten zu stellen. Einherge
hend mit der relativ hohen Masse bekannter Rotorblätter kann bei den bekann
ten Windkraftanlagen nur eine beschränkte Bauhöhe erreicht werden. Diese
relativ schweren Baukomponenten bekannter Windkraftanlagen benötigen somit
zur Aufstellung entsprechend schwere Autokrane, die an den meist abgelege
nen Aufstellungsorten keine entsprechenden Zuwegungen vorfinden. Die Ko
sten einer Windkraftanlage werden somit auch durch straßenbauliche Maßnah
men unverhältnismäßig verteuert.
Ferner sind bei langsam laufenden, sogenannten "amerikanischen Windrädern"
Windrotoren aus einer Vielzahl von gewölbten Blechen bekannt. Derartige
Konstruktionen haben jedoch einen niedrigen Wirkungsgrad und sind daher für
die Stromerzeugung mit Generatoren ungeeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Rotorblatt für Windkraftanlagen anzu
geben, das ein geringes Gewicht hat, leicht und kostengünstig herstellbar ist
und dennoch weitgehend optimales Strömungsprofil aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Ober- und Unterseite aus zwei
dünnwandigen Schalen besteht, die an der Anströmkante und der Rotorblatthin
terkante miteinander verbunden sind.
Die beiden dünnwandigen Schalen für die Ober- und Unterseite erfahren durch
die gegenseitige Verbindung an der Anströmkante bzw. der Rotorblatthinter
kante eine ausreichende Versteifung. Das so gebildete Rotorblatt ist ein form
steifer Hohlkörper. Das Gewicht ist entsprechend des verwendeten Materials
und der Wandungsdicke niedrig. Die dünnwandigen Schalen sind bevorzugt aus
Blech gebildet, wobei an wenigstens einer Schale Abkantungen zur Aufnahme
der anderen Schale vorgesehen sind. Die als Blechteile ausgeführten Ober- und
Unterseiten des Rotorblattes können einfach aus einer Blechtafel in entspre
chender Größe ausgeschnitten werden und durch Abkantungen versteift und
miteinander verbindbar ausgestaltet werden.
Dadurch, daß die im wesentlichen flache Unterschale an den Längsseiten
V-förmige Abkantungen aufweist, in die die Oberschale einfügbar ist, wird eine
sichere Verbindung zwischen Ober- und Unterseite des Rotorblattes hergestellt.
Wenn zur Aufwölbung der Oberschale die Querabmessungen der Oberschale
größer als die Querabmessungen der Unterschale zwischen den Kantungen
sind, wird die Unterschale durch die aufgewölbt vorgespannte Oberschale flach
gehalten, wohingegen die Oberschale die für das aerodynamische Verhalten
wichtige Aufwölbung aufweist.
Dadurch, daß die Oberschale in den V-förmigen Abkantungen der Unterschale
befestigt ist, kann die Oberschale in den V-förmigen Abkantungen der Unter
schale nicht unerwünscht verrutschen. Insbesondere kann durch eine verscho
bene Befestigung der Oberschale in der Unterschale eine bestimmte, ge
wünschte Rotorblattprofilverschränkung erreicht werden.
Aus Gewichtsgründen sollte bevorzugt Aluminiumblech für die Ober- und Unter
schale verwendet werden. Darüber hinaus ist Aluminiumblech leicht zu verarbei
ten.
Alternativ kann auch ein Metallocen benutzt werden, eine abkantbare
Kunststoffart, die ebenfalls leicht ist.
Die Befestigung der Oberschale mit der Unterschale kann durch Verschraubung
oder Vernietung erreicht werden. Ebenso ist ein Verkleben beider Teile möglich.
Am nabenseitigen Ende des Rotorblattes ist bevorzugt ein Aufnahmeelement
paßgenau in den Zwischenraum zwischen Ober- und Unterschale eingefügt,
das eine Rotornabenbefestigungseinrichtung aufnimmt. Das Aufnahmeelement
erhöht die Festigkeit des Flügelprofils am nabenseitigen Ende und erlaubt eine
großflächige Kraftübertragung vom Rotorblatt auf die Nabenachse des Genera
tors. Ebenfalls zur Versteifung des Profils ist an der Rotorblattspitze ein End
element zwischen Ober- und Unterschale vorgesehen. Bevorzugt sollte das
Aufnahmeelement und das Endelement Flügelprofilform aufweisen, so daß
diese beiden Elemente die Profilform des zweischaligen Hohlkörperrotorblattes
unterstützen. Beide Elemente können bevorzugt paßgenau in die Ober- und
Unterschale eingeklebt werden.
Wenn die Abkantung entlang der Rotorblatthinterkante wenigstens zweiteilig
ausgebildet ist, wobei die geradlinigen Abkantungsabschnitte auf der die Unter
seite bildenden Fläche einen Winkel (α) zueinander bilden, wird der Hohlkörper
durch die sich abgewinkelt erstreckende Rotorblatthinterkante noch formstabiler.
Darüber hinaus wird die Ausbildung des Flügelprofils für die aufgewölbte Rotor
blattoberschale verbessert, da der hintere Teil der Oberschale durch die sich
abgewinkelt erstreckende Rotorblatthinterkante automatisch flacher liegt. Der
Winkel an der Rotorblatthinterkante beträgt ca. 10° bis 20°. Die Rotorblattbreite
sollte zur Rotorblattspitze abnehmen, um ein flacheres Flügelprofil zu erreichen -
und möglichst wenig Masse an der Rotorblattspitze anzuordnen.
Statt einer Abkantung über wenige, etwa zwei, gerade Abschnitte kann auch
eine solche in Form eines Umbördelns ohne ausgeprägte Ecken in Betracht
kommen. Ein sukzessives Bördeln kann die Aerodynamik des Flügels noch
optimieren, erfordert aber den Einsatz etwas teurerer Werkzeuge.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner ein Herstellungsverfahren für ein derartiges
Rotorblatt anzugeben, das einfach und kostengünstig ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gekennzeichnet durch die
Schritte: Ausschneiden der Ober- und Unterschale und Verbinden der Ober-
und Unterschale, wobei die Oberschale aufgewölbt und die Oberschale zur Un
terschale verwunden wird.
Durch das Heraustrennen der Ober- und Unterschale aus einem flächigen Ma
terial werden zwei leicht herzustellende Bauteile für das Rotorblatt gewonnen.
Mit dem Verbinden der Ober- und Unterschale wird einerseits die für die aero
dynamische Wirkung erwünschte Aufwölbung und andererseits die die zur Ro
torblattspitze zunehmende Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigende Ver
schränkung des Flügelprofils erreicht. Das als Hohlkörper ausgebildete Rotor
blatt wird somit aus zwei flächigen Teilen, beispielsweise Aluminiumblechen
hergestellt. Die Verbindung zwischen Ober- und Unterschale wird bevorzugt mit
an der Ober- und/oder Unterschale vorzusehenden Abkantungen erreicht. Be
vorzugt werden nach dem Ausschneiden die Längsseiten der Unterschalen ab
gekantet und die Oberschale in die Abkantungen eingesetzt. Die zur Berück
sichtigung der mit Zunahme des radialen Abstandes von der Nabenachse stei
genden Umlaufgeschwindigkeit am Rotorblatt benötigte Verschränkung des
Profils wird durch einseitiges Verschieben der Oberschale in der Abkantung der
Unterschale erreicht.
Um das gewünschte Profil des zweischaligen Hohlkörpers zu fixieren wird die
Oberschale mit der Unterschale an den Fügestellen fest verbunden. Dies ge
schieht beispielsweise durch Kleben, Schrauben oder Nieten.
Für das Herstellungsverfahren, insbesondere großer Rotorblätter, d. h. mit gro
ßer Spannweite wird das Aufkanten und Zusammenfügen in einem Arbeitsgang
durchgeführt.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug
nahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 eine ausgeschnittene Oberschale in Draufsicht,
Fig. 2 eine ausgeschnittene und gekantete Unterschale in Draufsicht und
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ro
torblatt entlang der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Querachse
X des Flügelprofils.
In Fig. 1 ist eine Oberschale 1 in Draufsicht dargestellt. Die Oberschale 1 be
steht aus einem flachen Aluminiumblech in langgestreckter 5-eckiger Form. Die
Vorderkante der Oberschale 1 ist im wesentlichen parallel zur Längsachse Y
ausgerichtet. Die Hinterkante der Oberschale 1 des Rotorblattes ist in zwei Ab
schnitte gegliedert, deren geradlinige Verlängerungen zueinander einen Winkel
α von ca. 20° bilden. Das Aluminiumblech der Oberschale 1 verjüngt sich zur in
Fig. 1 oben dargestellten Rotorblattspitze 8, um ein schmaleres Flügelprofil an
dem mit höherer Umlaufgeschwindigkeit durch die Luft bewegten nabenfernen
Ende des Rotorblattes zu erreichen und dort Gewicht zu sparen.
In Fig. 2 ist eine Unterschale 2 ebenfalls in Draufsicht passend zur Oberschale 1
der Fig. 1 dargestellt. Die Oberschale 2 weist im wesentlichen die gleiche Form
wie die Oberschale 1 auf. Die Randbereiche in Längserstreckung der Unter
schale 2 sind abgekantet. Die vordere, in Fig. 2 rechts dargestellte Abkantung 5
ist V-förmig gebogen und bildet an der Biegekante eine Anströmkante 3. Die in
Fig. 3 links dargestellte Hinterkante der aus Aluminiumblech gebildeten Unter
schale 2 weist zwei Abkantungsabschnitte 6, 7 auf, die ebenfalls V-förmig über
die Fläche zurückgebogen sind. Die Abkantungen 6 und 7 bilden eine Rotor
blatthinterkante 4. Die Abkantungsabschnitte 6 und 7 sind in Längsrichtung in
einem Winkel von α = 20° angeordnet.
Entlang der Längsachse Y ist die Querabmessung d1 der Oberschale 1 gering
fügig größer als die Querabmessung d2 zwischen den Abkantun
gen 5 und 6 bzw. 7 der Unterschale 2.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt in X-Richtung (siehe Fig. 1 und 2) durch ein aus der
Oberschale 1 und der Unterschale 2 zusammengefügtes Rotorblatt vergrößert
dargestellt. Die Unterschale 2 bildet die Unterseite des Rotorblattes mit der V-
förmigen Abkantung 5. An der Rotorblattvorderkante ist die Anströmkante 3
ausgebildet. Die Abkantung 6 bildet an der Biegelinie die Rotorblatthinter
kante 4. Die V-förmig ausgebildeten Abkantungen 5 und 6 bilden Einsteckta
schen für die Oberschale 1. Da die Querabmessungen d1 der Oberschale 1 ein
Übermaß gegenüber den Querabmessungen d2 der Unterschale 2 zwischen
den Abkantungen 5, 6 aufweisen, erhält die Oberschale 1 eine in Fig. 3 darge
stellte, gewünschte Aufwölbung. Die Unterschale 2 verbleibt im wesentlichen
flach.
Zur Unterstützung des so ausgebildeten Flügelprofils kann an der Rotorblatt
spitze 8 zwischen Oberschale 1 und Unterschale 2 ein Endelement in Flügel
profilform vorgesehen sein. Am nabenseitigen Ende des Rotorblattes ist ein
dem Zwischenraum zwischen Ober- und Unterschale 1, 2 angepaßtes Auf
nahmeelement mit einer Rotornabenbefestigung vorgesehen. Diese Elemente
sind in den Fig. 1 bis 3 nicht dargestellt.
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren eines Rotorblattes in einem Aus
führungsbeispiel erläutert.
Die beiden, das Rotorblatt bildenden Blechschalen 1, 2 werden aus einer Alu
miniumblechtafel oder Rollenblech nach den Vorgaben ausgeschnitten. Das für
die Unterschale vorgesehene Blech wird dann auf einer Blechbiegebank im
Randbereich der Längskanten gekantet. Danach wird das die Oberschale 1
bildende Aluminiumblech hinter die durch die V-förmigen Abkantungen 5, 6, 7
gebildeten Einstecktaschen eingefügt. Dabei ist es erforderlich, daß Alumini
umblech der Oberschale 1 stark aufzuwölben und hinter die Abkantun
gen 5, 6, 7 zu schieben.
Aufgrund des Übermaßes in X-Richtung der Oberschale 1 bleibt eine ge
wünschte Aufwölbung der Oberschale 1 nach dem Einfügen der Oberschale 1
in die Abkantungen 5, 6, 7 der Unterschale 2 zurück. Diese Aufwölbung bildet
das aerodynamische Flügelprofil.
Alternativ kann das Abkanten und Einlegen der Oberschale 1 in die Unter
schale 2 in einem Arbeitsgang erfolgen, wobei die Umbördelung des die Unter
schale 2 bildenden Aluminiumbleches sukzessiv erfolgt und die Oberschale 1
gleichzeitig in die neu gebildete Abkantung eingefügt wird.
Mit dem Zusammenfügen der Oberschale 1 und Unterschale 2 wird der das
Rotorblatt bildende Hohlkörper erzeugt. Durch einseitiges Verschieben in
Längsrichtung der Oberschale 1 in der V-förmigen Abkantung 5 oder 6 und 7
der Unterschale 2 wird eine Verschränkung bzw. Verwindung des Flügelprofils
entlang der Längsrichtung Y erreicht. Die Verwindung des Rotorblattprofils kann
durch Wahl des Längsverschiebungsbetrages genau an die gewünschten Ge
gebenheiten angepaßt werden. Gegebenenfalls kann die Schnittkante der aus
dem Aluminiumblech herausgetrennten Oberschale 1 zur Unterstützung der
gewünschten Verwindung einen Bogen aufweisen, so daß selbsttätig eine Pro
filverwindung entsteht.
Nach Ausbildung der gewünschten Rotorblattverschränkung sollten die beiden
Schalen an den Fügestellen fixiert werden. Die Fixierung sollte durch Verkleben
oder durch formschlüssige Fügetechniken erfolgen.
Das für die Herstellung des Rotorblattes verwendete Aluminiumblech hat bevor
zugt eine Stärke von 0,8 bis 1,5 mm. Aufgrund der gleichmäßigen Materialdicke
im Aluminiumblech wird ein unwuchtfreier Lauf des Rotorblattes an der Wind
energieanlage auch bei höheren Drehgeschwindigkeiten erreicht. Die Eigen
festigkeit des Hohlkörpers reicht bei den oben genannten Material stärken auch
für größere Windkraftanlagen, beispielsweise für 12,8 m lange Rotorblätter einer
150 KW-Anlage aus.
Aufgrund der erheblichen Gewichtsreduzierung gegenüber herkömmlichen
glasfaserverstärkten Kunststoffflügeln wird der Unterbau der Windkraftanlage
und das Nabenlager erheblich weniger beansprucht und kann folglich leichter
ausgeführt werden. Die Herstellungs- und Betriebskosten können daher bei ei
ner mit den erfindungsgemäßen Rotorblättern ausgerüsteten Windkraftanlage
bei hoher Betriebssicherheit erheblich reduziert werden. Die Rotorblätter sind
umweltverträglich, da sie eine sehr lange Lebensdauer haben und das Material,
nämlich Aluminium, problemlos rückführbar und wiederverwertbar ist. Im Betrieb
sind die Rotorblätter darüber hinaus äußerst geräuscharm.
1
Oberschale
2
Unterschale
3
Anströmkante
4
Rotorblatthinterkante
5
Abkantung
6
Abkantung
7
Abkantung
8
Rotorblattspitze
α Winkel
d1
α Winkel
d1
Breite
d2
d2
Breite
X Querachse
Y Längsachse
X Querachse
Y Längsachse
Claims (19)
1. Rotorblatt, insbesondere für Windkraftanlagen, mit einer gewölbten Ober
seite, einer im wesentlichen flachen Unterseite und einer die Oberseite
und Unterseite verbindenden Anströmkante (3), wobei das Profil des Ro
torblattes verschränkt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ober- und Unterseite als zwei dünnwandige Schalen (1, 2) aus
gebildet sind, die an der Anströmkante und der Rotorblatthinterkante mit
einander verbunden sind.
2. Rotorblatt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünnwandigen Schalen (1, 2) aus Blech geformt sind, wobei am
Randbereich wenigstens einer Schale Abkantungen (5, 6, 7) zur Auf
nahme der anderen Schale vorgesehen sind.
3. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im wesentlichen flache Unterschale (2) an den Längsseiten
V-förmige Abkantungen (5, 6, 7) aufweist, in die die Oberschale (1) einfüg
bar ist.
4. Rotorblatt nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Aufwölbung der Oberschale (1) die Querabmessungen (d1) der
Oberschale (1) größer als die Querabmessungen (d2) der Unterschale (2)
zwischen den Kantungen (5, 6, 7) sind.
5. Rotorblatt nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberschale (1) in den V-förmigen Abkantungen (5, 6, 7) der
Unterschale (2) befestigt ist.
6. Rotorblatt nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verschränkung entlang der Längsachse (Y) durch eine in
Längsrichtung verschobene Befestigung ausgebildet ist.
7. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ober- und Unterschale (1, 2) aus Aluminiumblech oder aus
Metallocen gebildet ist.
8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Zwischenraum zwischen Ober- und Unterschale (1, 2) ein Auf
nahmeelement für eine Rotornabenbefestigungsvorrichtung vorgesehen
ist.
9. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Rotorblattspitze (8) ein Endelement zwischen Ober- und Un
terschale (1, 2) vorgesehen ist.
10. Rotorblatt nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufnahmeelement und/oder das Endelement Flügelprofilform
aufweisen.
11. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkantung (6, 7) entlang der Rotorblatthinterkante (4) wenigstens
zweiteilig ausgebildet ist, wobei die geradlinigen Abkantungsab
schnitte (6, 7) auf der die Unterseite bildenden Fläche einen Winkel (α)
zueinander bilden.
12. Rotorblatt nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (α) 10°-20° beträgt und sich das Rotorblattprofil zur Ro
torblattspitze (8) verjüngt.
13. Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkantungen als Umbördelungen ausgebildet sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines Rotorblattes nach einem der Ansprüche 1
bis 13,
gekennzeichnet
durch die Schritte: Ausschneiden der Ober- und Unterschale und Verbin
den der Ober- und Unterschale, wobei die Oberschale aufgewölbt und die
Oberschale zur Unterschale verwunden wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Ausschneiden der Ober- und Unterschale Randbereiche an
der Ober- und/oder Unterschale abgekantet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Ausschneiden die Längsseiten der Unterschalen abgekan
tet werden und die Oberschale in die Abkantungen eingesetzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rotorblatt durch einseitiges Verschieben der Oberschale in der
Abkantung der Unterschale verschränkt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberschale mit der Unterschale an den Verbindungsstellen ver
klebt, verschraubt oder vernietet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufkanten an der Unterschale sukzessiv mit gleichzeitigem Einle
gen der Oberschale in die gebildete Abkantung in einem Arbeitsgang
durchgeführt wird.
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Publications (1)
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ID=7809904
Family Applications (1)
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DE19644264A Ceased DE19644264A1 (de) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | Rotorblatt für Windkraftanlagen und Herstellungsverfahren dafür |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1780407A2 (de) * | 2005-10-29 | 2007-05-02 | NORDEX ENERGY GmbH | Rotorblatt für Windkraftanlagen |
CN100347443C (zh) * | 2002-02-22 | 2007-11-07 | 三菱重工业株式会社 | 机舱结构的风车 |
WO2010100066A3 (de) * | 2009-03-05 | 2010-12-23 | Kress-Haase, Michaela | Windkraftanlage und zugehöriges herstellungsverfahren |
TWI494178B (zh) * | 2011-08-05 | 2015-08-01 | Wobben Properties Gmbh | 用於熱成型欲生產之風力發電設備轉子葉片之鋼條的成型方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3014347A1 (de) * | 1980-04-15 | 1981-10-22 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zur herstellung von schaumkerngestuetzen formkoerpern wie fluegeln, rotorblaetter etc. grosser laengen- und breitenausdehnung |
DE3418691C2 (de) * | 1984-05-19 | 1988-07-28 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | |
GB2216606A (en) * | 1988-03-23 | 1989-10-11 | George Jeronimidis | Fluid dynamic structures containing anisotropic material |
DE4225599A1 (de) * | 1992-08-03 | 1994-02-17 | Harald Dr Kayser | Tragflügel für Windenergieanlage |
WO1995019500A1 (en) * | 1994-01-12 | 1995-07-20 | Lm Glasfiber A/S | Windmill |
-
1996
- 1996-10-24 DE DE19644264A patent/DE19644264A1/de not_active Ceased
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3014347A1 (de) * | 1980-04-15 | 1981-10-22 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zur herstellung von schaumkerngestuetzen formkoerpern wie fluegeln, rotorblaetter etc. grosser laengen- und breitenausdehnung |
DE3418691C2 (de) * | 1984-05-19 | 1988-07-28 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | |
GB2216606A (en) * | 1988-03-23 | 1989-10-11 | George Jeronimidis | Fluid dynamic structures containing anisotropic material |
DE4225599A1 (de) * | 1992-08-03 | 1994-02-17 | Harald Dr Kayser | Tragflügel für Windenergieanlage |
WO1995019500A1 (en) * | 1994-01-12 | 1995-07-20 | Lm Glasfiber A/S | Windmill |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100347443C (zh) * | 2002-02-22 | 2007-11-07 | 三菱重工业株式会社 | 机舱结构的风车 |
EP1780407A2 (de) * | 2005-10-29 | 2007-05-02 | NORDEX ENERGY GmbH | Rotorblatt für Windkraftanlagen |
EP1780407A3 (de) * | 2005-10-29 | 2009-03-18 | NORDEX ENERGY GmbH | Rotorblatt für Windkraftanlagen |
WO2010100066A3 (de) * | 2009-03-05 | 2010-12-23 | Kress-Haase, Michaela | Windkraftanlage und zugehöriges herstellungsverfahren |
TWI494178B (zh) * | 2011-08-05 | 2015-08-01 | Wobben Properties Gmbh | 用於熱成型欲生產之風力發電設備轉子葉片之鋼條的成型方法 |
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