DE202011101634U1

DE202011101634U1 - Rotorblattverbindung

Info

Publication number: DE202011101634U1
Application number: DE202011101634U
Authority: DE
Original assignee: Euros Entwicklungsgesellschaft fuer Windkraftanlagen mbH
Current assignee: Euros Entwicklungsgesellschaft fuer Windkraftanlagen mbH; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2021-06-10
Also published as: WO2012168990A1; US20140079555A1; EP2558716B1; JP2013533936A; KR20130066662A; EP2558716A1; CN103154505A; JP5597697B2

Abstract

Rotorblatt (1) in dessen Übergangs- und/oder Verbindungsbereichen zu angrenzenden Teilen (2) in Bezug zu den Wandungen mehrere Quer- und Längsbohrungen für die Aufnahme von Bolzen eingebracht werden dadurch gekennzeichnet, dass in Dickenrichtungen innerhalb der Bauteilwandung zwei oder mehrere Längsbolzen (4) eingesetzt werden.

Description

Für die Verbindung eines Rotorblattes einer Windenergieanlage mit der Nabe, Blattlager, Adaptern oder Verlängerungen bzw. der Verbindung von Rotorblattsegmenten untereinander wird häufig eine Kombination von Längs- und Querbolzen innerhalb der Bauteilwandungen eingesetzt. Diese Lösung hat sich in der Praxis aufgrund ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit zur Übertragung der großen Belastungen bewährt.
Die einfachste Ausführung wird in „Windkraftanlagen" (Erich Hau, 2. Auflage, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 1996, Seiten 206–209) beschrieben. Hier befinden sich senkrecht zur Bauteilwand mehrere sog. Querbohrungen und innerhalb der Wandung darauf abgestimmte sog. Längsbohrungen. In die Querbohrungen werden Querbolzen eingesetzt. In die Querbolzen werden Längsbolzen eingeschraubt über die das Rotorblatt dann mit einem Flansch verspannt wird. Die Vorspannung der Längsbolzen kann entweder direkt durch das Spannen der Längsbolzen mit Schraubenkopf oder indirekt durch die Anwendung einer Mutter auf einem als Stehbolzen ausgeführten Längsbolzen erzeugt werden.
Veränderte Ausführungen wurden durch mehrere Patente bzw. Patentanmeldungen veröffentlicht mit dem Ziel ein verbessertes Verhältnis von übertragbarer Last zur Bauteilgröße und -masse zu erzielen. Die Ansprüche basieren alle darauf mehr Längsbolzen auf einer gegebenen Länge unterzubringen:

• EP 1840372 A2 nutzt eine axial zur Rotorblattachse versetzte Anordnung der Querbohrungen was jedoch notwendiger in einer Längenabstufung der Längsbolzen resultiert. Die Interaktion der längeren mit den kürzeren Bolzen stellt jedoch für die Aufbringung der Vorspannung, die Berechnung der Schraubenbelastung und den Betrieb einen deutlichen Nachteil dar.
• DE 19733372 C1 wendet eine zweireihige Anordnung der Querbolzen in Sacklöchern an. Die Sacklöcher müssen jeweils von außen und innen gebohrt werden. Damit ist ein erhöhter Fertigungsaufwand verbunden. Gleichzeitig ist am Ende des Sacklochs mit festigkeitsreduzierenden Kerbspannungen zu rechnen. Nachteilig für die Schraubenverbindung und der damit verbundenen Teile ist der erhebliche Abstand der beiden Längsbolzen zueinander. Hierdurch müssen die Bauteile größer als notwendig ausgeführt werden.
• DE 10324166 B4 beschreibt eine Platzierung eines Längsbolzenpaares pro Querbolzen außerhalb der Wandung der Rotorblätter. Die oben beschriebenen Nachteile des erhöhten Abstandes zwischen den Längsbolzen treffen hier insbesondere zu. Aufgrund der großen Länge des Querbolzens werden besonders hohe Durchmesser nötig, welche in der notwendigen hohen Materialqualität nicht einfach zu fertigen sind. Aufgrund des vergrößerten Querbolzendurchmessers muss der Abstand zwischen benachbarten Gruppen von Bolzen vergrößert werden. Hierdurch kann auf einer vorgegebenen Länge nur noch eine verminderte Anzahl von Bolzengruppen eingebracht werden.

Die hier vorliegende Erfindung umfasst eine Rotorblattverbindung, dessen Verbindungselemente zu angrenzenden Anlagenteilen bzw. zwischen Rotorblattsegmenten besonders dicht zueinander angeordnet sind und alle gleichartig ausgeführt sind. Die besonders dichte Anordnung der Verbindungselemente wird durch eine Mehrreihigkeit der Längsbolzen in Dickenrichtungen innerhalb der Bauteilwandung erreicht.
Aufgrund der hier beschriebenen Ausführung werden oben beschriebene Nachteile der bisherigen Lösungsansätze vermieden.
Durch die besonders kompakte Anordnung der Verbindungselemente können bei nahezu unveränderten Bauteilaußenabmaßen deutlich mehr Verbindungselemente eingebracht werden und somit deutlich höhere statische und dynamische Lasten übertragen werden. Es ist auch möglich bei gleichbleibenden Belastungen die Bauteilabmaße deutlich zu reduzieren und hierdurch fertigungstechnische und logistische Vorteile zu erlangen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den bis erläutert:
: Schnittzeichnung durch die Wandung der Rotorblatts (1) mit beispielhafter doppelreihiger Anordnung mit mehrteiligen Querbolzen (3). Das angrenzende Bauteil (2; hier beispielhaft die Nabe) wird über die Längsbolzen (4) mittels der Muttern (5) verspannt.
: Schnittzeichnung durch die Wandung mit beispielhafter doppelreihiger Anordnung mit einem Querbolzen (6) mit zweifacher Gewindeaufnahme und abgeflachter Rückseite zur vereinfachten Fertigung bezüglich der Parallelität der Gewinde.
: Ansicht auf die Wandung mit Querbolzen mit abgeflachter Rückseite (7).
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

EP 1840372 A2 [0003]
DE 19733372 C1 [0003]
DE 10324166 B4 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Windkraftanlagen” (Erich Hau, 2. Auflage, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 1996, Seiten 206–209) [0002]

Claims

Rotorblatt (1) in dessen Übergangs- und/oder Verbindungsbereichen zu angrenzenden Teilen (2) in Bezug zu den Wandungen mehrere Quer- und Längsbohrungen für die Aufnahme von Bolzen eingebracht werden dadurch gekennzeichnet, dass in Dickenrichtungen innerhalb der Bauteilwandung zwei oder mehrere Längsbolzen (4) eingesetzt werden.
Rotorblatt nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass alle Längsbolzen in je einem eigenen Querbolzen (3) montiert werden.
Rotorblatt nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass alle Längsbolzen in einem Querbolzen (6) montiert werden.
Rotorblatt nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Querbolzen eine kleine Abflachung (7) angebracht ist.
Rotorblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung bzw. die Bohrungen in den Querbolzen als Sackloch oder als Durchgangsbohrung ausgeführt sind.