DE202013011772U1 - Device for producing a molded component and wind turbine - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (138) zur Herstellung eines Formbauteils (110), insbesondere eines Rotorelements (108) einer Windkraftanlage (100), umfassend: – einen Wickelkern (142), welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung (154) erstreckende Wickelelemente (144) umfasst; – mehrere Faserspender (146) zur Bereitstellung mehrerer kontinuierlicher Fasern (150); – eine Bewegungsvorrichtung (148) zur Bewegung der Faserspender (146) relativ zu dem Wickelkern (142).Device (138) for producing a molded component (110), in particular a rotor element (108) of a wind turbine (100), comprising: - a winding core (142) which has a plurality of winding elements (144) extending parallel to one another along a height direction (154) includes; - multiple fiber dispensers (146) for providing multiple continuous fibers (150); - A movement device (148) for moving the fiber dispenser (146) relative to the winding core (142).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils, insbesondere eines Rotorelements einer Windkraftanlage.The present invention relates to a device for producing a molded component, in particular a rotor element of a wind turbine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher ein leichtes und stabiles Formbauteil einfach herstellbar ist.The present invention has for its object to provide a device by means of which a lightweight and stable mold component is easy to produce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei Fasern beim Umwickeln der Wickelelemente miteinander verflochten werden.In one embodiment of the invention, it is provided that at least two fibers are intertwined during the wrapping of the winding elements.

Günstig kann es sein, wenn mehrere Faserschichten durch mehrfaches Übereinanderlegen der Fasern hergestellt werden.It may be favorable if a plurality of fiber layers are produced by multiple superimposition of the fibers.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Faserschichten durch mehrfaches Übereinanderlegen derselben Fasern hergestellt werden.In particular, it can be provided that a plurality of fiber layers are produced by multiple superimposition of the same fibers.

Es kann vorgesehen sein, dass mittels mindestens einer Faser alternierend nacheinander jeweils ein als Eckelement ausgebildetes Wickelelement und ein als Randelement ausgebildetes Wickelelement umwickelt werden.It may be provided that by means of at least one fiber alternately successively each wound as a corner element winding element and a peripheral element designed as a winding element are wrapped.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels mindestens einer Faser stets nur als Eckelemente ausgebildete Wickelelemente umwickelt werden.Alternatively or additionally, it may be provided that by means of at least one fiber always wound only as corner elements winding elements are wrapped.

Ferner kann alternativ oder ergänzend hierzu vorgesehen sein, dass mittels mindestens einer Faser stets nur als Randelemente ausgebildete Wickelelemente umwickelt werden.Furthermore, as an alternative or in addition thereto, provision can be made for wrapping elements which are always formed only as edge elements by means of at least one fiber.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass mittels einer Faser stets nur zwei einander gegenüberliegende Randelemente umwickelt werden. Zwei weitere einander gegenüberliegende Randelemente werden vorzugsweise mit einer weiteren Faser umwickelt.Thus, for example, be provided that by means of a fiber always only two opposing edge elements are wrapped. Two further opposing edge elements are preferably wrapped with another fiber.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mittels zweier Fasern nur Eckelemente umwickelt werden, während mittels zweier weiterer Fasern jeweils zwei einander gegenüberliegende Randelemente umwickelt werden.For example, it may be provided that only corner elements are wrapped by means of two fibers, while by means of two further fibers in each case two opposing edge elements are wrapped.

Dabei kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Fasern miteinander verflochten werden.It can be provided that two or more fibers are intertwined with each other.

Günstig kann es ferner sein, wenn mittels mindestens einer Faser der Wickelkern als Ganzes außen umwickelt wird.It may also be favorable if, by means of at least one fiber, the winding core as a whole is wrapped externally.

Günstig kann es sein, wenn die Faserspender mittels der Bewegungsvorrichtung relativ zueinander und/oder unabhängig voneinander bewegbar sind.It may be favorable if the fiber dispensers are movable relative to one another and / or independently of one another by means of the movement device.

Es kann vorgesehen sein, dass die Faserspender mittels der Bewegungsvorrichtung in einer im Wesentlichen senkrecht zur Höhenrichtung ausgerichteten Ebene zweidimensional bewegbar sind.It can be provided that the fiber dispensers can be moved in two dimensions by means of the movement device in a plane oriented essentially perpendicular to the height direction.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Bewegungsvorrichtung mehrere Bewegungspfade umfasst, längs welcher die Faserspender bewegbar sind.Furthermore, it can be provided that the movement device comprises a plurality of movement paths along which the fiber dispensers are movable.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mehrere relativ zu dem Wickelkern bewegbare Niederhalter umfasst.In one embodiment of the invention it is provided that the device comprises a plurality of relatively movable relative to the winding core hold-down.

Die Niederhalter dienen insbesondere zum Ergreifen und/oder Führen der Fasern, insbesondere zum Halten der Fasern in einer Ebene, in welcher eine Faserschicht erzeugt wird oder werden soll.The hold-downs serve in particular for gripping and / or guiding the fibers, in particular for holding the fibers in a plane in which a fiber layer is or is to be produced.

Die Wickelelemente sind vorzugsweise matrixförmig angeordnet.The winding elements are preferably arranged in matrix form.

Unter einer matrixförmigen Anordnung der Wickelelemente ist insbesondere eine Anordnung der Wickelelemente derart zu verstehen, dass die Wickelelemente in Spalten und Reihen nebeneinanderliegend angeordnet sind. Der Wickelkern weist vorzugsweise mehrere Spalten und mehrere Reihen von Wickelelementen auf.Under a matrix-like arrangement of the winding elements is in particular an arrangement of the winding elements to be understood such that the winding elements are arranged side by side in columns and rows. The winding core preferably has a plurality of columns and a plurality of rows of winding elements.

Die Erstreckungsrichtung der Spalten und die Erstreckungsrichtung der Reihen sind dabei im Wesentlichen senkrecht zur Höhenrichtung ausgerichtet.The extension direction of the columns and the extension direction of the rows are aligned substantially perpendicular to the height direction.

Es kann vorgesehen sein, dass der Wickelkern mehrere Eckelemente, mehrere Randelemente und mindestens ein Innenelement umfasst.It can be provided that the winding core comprises a plurality of corner elements, a plurality of edge elements and at least one inner element.

Eckelemente bilden vorzugsweise sowohl ein Spaltenende als auch ein Reihenende des Wickelkerns.Corner elements preferably form both a column end and a row end of the winding core.

Randelemente bilden vorzugsweise nur ein Spaltenende oder ein Reihenende des Wickelkerns.Edge elements preferably form only a column end or a row end of the winding core.

Innenelemente bilden vorzugsweise weder ein Spaltenende noch ein Reihenende des Wickelkerns.Inner elements preferably form neither a column end nor a row end of the winding core.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Wickelkern vier als Eckelemente ausgebildete Wickelelemente umfasst, wobei am Rand des Wickelkerns zwischen den Eckelementen jeweils mindestens ein Randelement angeordnet ist. Ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten Randelementen mindestens ein Innenelement angeordnet ist.In particular, it can be provided that the winding core comprises four winding elements formed as corner elements, wherein at the edge of the Winding core between the corner elements in each case at least one edge element is arranged. In addition, it may be provided that at least one inner element is arranged between two edge elements arranged opposite one another.

Zwischen den Reihen aus Wickelelementen ist vorzugsweise mindestens ein Faserkanal gebildet.Between the rows of winding elements preferably at least one fiber channel is formed.

Zwischen den Spalten aus Wickelelementen ist vorzugsweise mindestens ein Faserkanal gebildet.Between the columns of winding elements preferably at least one fiber channel is formed.

Vorteilhaft kann es sein, wenn zwischen den Wickelelementen Faserkanäle gebildet sind, welche sich im Wesentlichen linear durch den gesamten Wickelkern hindurcherstrecken.It can be advantageous if fiber channels are formed between the winding elements, which extend substantially linearly through the entire winding core.

Die Faserkanäle sind dabei vorzugsweise in einer parallel zur Höhenrichtung verlaufenden Ebene ausgerichtet.The fiber channels are preferably aligned in a direction parallel to the height direction plane.

Es kann vorgesehen sein, dass zwischen den Wickelelementen Faserkanäle gebildet sind, wobei mindestens zwei Faserkanäle im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.It can be provided that between the winding elements fiber channels are formed, wherein at least two fiber channels are aligned substantially parallel to each other.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass zwischen den Wickelelementen Faserkanäle gebildet sind, wobei mindestens zwei Faserkanäle im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.Alternatively or additionally, it may be provided that fiber channels are formed between the winding elements, wherein at least two fiber channels are aligned substantially perpendicular to each other.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Faserkanäle eine zumindest näherungsweise rautenförmige Struktur bilden, insbesondere einen senkrecht zur Höhenrichtung genommenen Querschnitt aufweisen, welcher zumindest näherungsweise rautenförmig ausgebildet ist.For example, it can be provided that the fiber channels form an at least approximately diamond-shaped structure, in particular have a cross section taken perpendicular to the height direction, which is at least approximately diamond-shaped.

Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuervorrichtung, mittels welcher die Vorrichtung so steuerbar und/oder regelbar ist, dass ein oder mehrere Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mittels der Vorrichtung durchführbar sind.The device preferably comprises a control device, by means of which the device can be controlled and / or regulated such that one or more methods for producing a molded component by means of the device can be carried out.

Die Vorrichtung ist insbesondere eine Wickelvorrichtung.The device is in particular a winding device.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Windkraftanlage.The present invention further relates to a wind turbine.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage bereitzustellen, welche leichte und stabile Rotorelemente umfasst und effizient betreibbar ist.The invention is in this respect the task of providing a wind turbine, which includes light and stable rotor elements and is operable efficiently.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Windkraftanlage eine Rotorvorrichtung umfasst, welche mehrere Rotorelemente umfasst, wobei die Rotorelemente im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Rotorvorrichtung ausgerichtet sind, wobei die Rotorelemente derart zwischen zwei Aufnahmeelementen der Rotorvorrichtung angeordnet sind, dass einander gegenüberliegende Enden eines jeden Rotorelements aufgrund der Rotationsbewegung der Rotorelemente um die Rotationsachse periodisch aufeinander zu und voneinander wegbewegbar sind, so dass ein periodisches Drillknicken der Rotorelemente initiierbar ist.This object is achieved according to the invention in that the wind power plant comprises a rotor device which comprises a plurality of rotor elements, wherein the rotor elements are aligned substantially parallel to one another and substantially parallel to an axis of rotation of the rotor device, wherein the rotor elements are arranged between two receiving elements of the rotor device, in that opposite ends of each rotor element are periodically movable toward and away from each other due to the rotational movement of the rotor elements about the axis of rotation, so that periodic twisting of the rotor elements can be initiated.

Dadurch, dass bei den Rotorelementen ein periodisches Drillknicken der Rotorelemente initiierbar ist, können die Rotorelemente vorzugsweise gezielt relativ zur Windrichtung ausgerichtet werden. Die Effizienz der Windkraftanlage kann hierdurch vorzugsweise gesteigert werden.Due to the fact that a periodic twisting of the rotor elements can be initiated in the case of the rotor elements, the rotor elements can preferably be aligned specifically relative to the wind direction. The efficiency of the wind turbine can thereby be increased preferably.

Günstig kann es sein, wenn die Rotorelemente durch das periodische Drillknicken der Rotorelemente an voneinander verschiedenen Positionen längs eines Bewegungswegs der Rotorelemente eine gewünschte Drehausrichtung relativ zu einer Windrichtung, insbesondere einen gewünschten Anstellwinkel, aufweisen.It may be favorable if the rotor elements have a desired rotational orientation relative to a wind direction, in particular a desired angle of attack, by the periodic twisting of the rotor elements at mutually different positions along a path of movement of the rotor elements.

Mindestens ein Aufnahmeelement umfasst vorzugsweise eine Wellenvorrichtung, mittels welcher die Enden der Rotorelemente periodisch aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.At least one receiving element preferably comprises a shaft device, by means of which the ends of the rotor elements are periodically movable toward and away from one another.

Die Wellenvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Führungsvorrichtung zum Führen eines Endes mindestens eines Rotorelements in einer Umfangsrichtung der Rotorvorrichtung und/oder in einer Axialrichtung der Rotorvorrichtung.The shaft device preferably includes a guide device for guiding an end of at least one rotor element in a circumferential direction of the rotor device and / or in an axial direction of the rotor device.

Die Führungsvorrichtung ist insbesondere als eine Führungsschiene ausgebildet.The guide device is designed in particular as a guide rail.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Rotorvorrichtung eine Ausrichtungsvorrichtung umfasst, mittels welcher mindestens ein Aufnahmeelement, insbesondere eine Wellenvorrichtung mindestens eines Aufnahmeelements, relativ zu einer Windrichtung ausrichtbar ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Rotorelemente an vorgegebenen Punkten eine gewünschte Drehausrichtung relativ zur Windrichtung aufweisen.It can be advantageous if the rotor device comprises an alignment device, by means of which at least one receiving element, in particular a shaft device of at least one receiving element, can be aligned relative to a wind direction. In this way it can be ensured that the rotor elements at predetermined points have a desired Drehausrichtung relative to the wind direction.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rotorelemente jeweils mindestens ein Drillknickelement, beispielsweise eine Drillknickstange, umfassen, mittels welchem durch Beaufschlagung des jeweiligen Rotorelements mit einer Druckkraft, welche zumindest näherungsweise in einer parallel zur Rotationsachse der Rotorvorrichtung ausgerichteten Längsrichtung des Rotorelements wirkt, ein Drillknicken des Rotorelements initiierbar ist.In one embodiment of the invention can be provided that the rotor elements each comprise at least one Drillknickelement, for example a Drillknickstange, by means of which by acting on the respective rotor element with a compressive force which acts at least approximately in a direction parallel to the axis of rotation of the rotor device aligned longitudinal direction of the rotor element, a twisting of the rotor element can be initiated.

Die Rotorelemente umfassen insbesondere Hohlprofile oder sind durch Hohlprofile gebildet. The rotor elements in particular comprise hollow profiles or are formed by hollow profiles.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils und/oder die erfindungsgemäße Windkraftanlage weisen vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf:
Das Umwickeln der Wickelelemente des Wickelkerns ist vorzugsweise ein Endloswickelverfahren.
The device according to the invention for producing a molded component and / or the wind power plant according to the invention preferably also have one or more of the features and / or advantages described below:
The wrapping of the winding elements of the winding core is preferably an endless winding method.

Vorzugsweise kann eine komplexe Verstärkungsstruktur erzeugt werden.Preferably, a complex reinforcing structure can be created.

Günstig kann es sein, wenn die Rotorelemente ein stumpfes Profilende, beispielsweise ein Kammheck oder ein Pseudo-Jaray-Heck, umfassen.It may be favorable if the rotor elements comprise a blunt profile end, for example a comb tail or a pseudo-Jaray tail.

Vorzugsweise können komplexe zellenförmige und/oder wabenförmige Tragstrukturen bereitgestellt werden.Preferably, complex cellular and / or honeycomb support structures can be provided.

Vorzugsweise können die Fasern schnell, endlos und kostengünstig abgelegt werden.Preferably, the fibers can be stored quickly, endlessly and inexpensively.

Günstig kann es sein, wenn die Windkraftanlage als Vertikalläufer ausgebildete Rotorelemente umfasst. Hierdurch können sich insbesondere bei turbulenten und sehr unterschiedlichen Windrichtungen Vorteile ergeben.It may be favorable if the wind turbine comprises rotor elements designed as a vertical rotor. This can result in particular turbulent and very different wind directions advantages.

Ein Vertikalläufer kann beispielsweise ein Savonius-Rotor oder ein Darrieus-Rotor sein.A vertical runner may be, for example, a Savonius rotor or a Darrieus rotor.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Windkraftanlage als Horizontalläufer ausgebildete Rotorelemente umfasst.Alternatively, it can be provided that the wind turbine comprises trained as a horizontal rotor rotor elements.

Vorzugsweise werden mehrere Fasern (Faserstränge) auf eine Vorrichtung (Wickelkern) abgelegt.Preferably, a plurality of fibers (fiber strands) are deposited on a device (winding core).

Die Vorrichtung (Wickelkern) und die Faserlegeeinrichtung (insbesondere die Faserspender) sind vorzugsweise relativ zueinander beweglich ausgebildet.The device (winding core) and the fiber laying device (in particular the fiber dispenser) are preferably designed to be movable relative to each other.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Faserlegeeinrichtung (insbesondere die Faserspender) in einer horizontal zur Höhenrichtung verlaufenden Ebene beweglich ausgebildet sind.In particular, it can be provided that the fiber laying device (in particular the fiber dispenser) are designed to be movable in a plane extending horizontally to the vertical direction.

Der Wickelkern ist vorzugsweise ebenfalls in einer senkrecht zur Höhenrichtung verlaufenden Ebene beweglich, insbesondere nach hinten und vorne beweglich.The winding core is preferably also movable in a direction perpendicular to the height direction plane movable, in particular to the rear and front.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung (der Wickelkern) drehbar ausgebildet ist, insbesondere um eine parallel zur Höhenrichtung verlaufende Achse drehbar ausgebildet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung (der Wickelkern) beispielsweise um ungefähr 90° drehbar ist.Alternatively or additionally, it can be provided that the device (the winding core) is designed to be rotatable, in particular is designed to be rotatable about an axis extending parallel to the height direction. It can be provided that the device (the winding core) is rotatable for example by approximately 90 °.

Vorzugsweise können durch mehrere einfache Bewegungen, insbesondere mehrere eindimensionale und/oder zweidimensionale Bewegungen, dreidimensionale Endlosstrukturen hergestellt werden.Preferably, three-dimensional endless structures can be produced by a plurality of simple movements, in particular a plurality of one-dimensional and / or two-dimensional movements.

Günstig kann es sein, wenn zwischen mehreren Wickelelementen des Wickelkerns mehrere Fasern gleichzeitig hindurchgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Fasern gleichzeitig in voneinander verschiedenen Faserkanälen abgelegt werden.It may be favorable if several fibers are passed through at the same time between several winding elements of the winding core. In particular, it can be provided that several fibers are deposited simultaneously in mutually different fiber channels.

Die Faserbewegung wird vorzugsweise so gesteuert, dass ungeflochtene oder geflochtene oder verwebte Strukturen gebildet werden können.The fiber movement is preferably controlled so that unfixed or braided or woven structures can be formed.

Es kann vorgesehen sein, dass das Formbauteil durch in Höhenrichtung verlaufende Fasern verstärkt wird.It can be provided that the shaped component is reinforced by running in the vertical direction fibers.

Günstig kann es sein, wenn in Höhenrichtung verlaufende Fasern in die Wickelelemente integriert sind.It may be favorable if fibers running in the vertical direction are integrated in the winding elements.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Wickelelemente als, beispielsweise höhenverstellbare, Verstärkung verwendet werden.In particular, it can be provided that the winding elements are used as, for example, height-adjustable, reinforcement.

Mittels der Vorrichtung können vorzugsweise Mehrkammerprofile gefertigt werden.By means of the device preferably multi-chamber profiles can be manufactured.

Die Wickelkerne können vorzugsweise aus dem hergestellten Formbauteil entfernt werden, insbesondere zur Herstellung von Hohlkammerprofilen, oder in dem hergestellten Formbauteil verbleiben, insbesondere zur Verstärkung der hergestellten Faserstruktur.The winding cores can preferably be removed from the molded component produced, in particular for the production of hollow chamber profiles, or remain in the molded part produced, in particular for reinforcing the fiber structure produced.

Vorzugsweise kann die Kernstruktur, insbesondere die Wickelelemente, beispielsweise in einem Darrieus-Rotor, dazu verwendet werden, dass durch Aufnahmeelemente (insbesondere Deckbleche) eine periodische Kraft eingeleitet wird, die dazu führt, dass das Rotorelement durch ein Drillknicken (Biegedrillknicken) so gedreht wird, dass ein Profilquerschnitt optimal zur Windrichtung ausgerichtet ist.The core structure, in particular the winding elements, for example in a Darrieus rotor, can preferably be used in that a periodic force is introduced by receiving elements (in particular cover plates), which causes the rotor element to be rotated by a twisting (bending torsion buckling), that a profile cross-section is optimally aligned to the wind direction.

Vorzugsweise wird mittels Auf- und Abbewegungen ein Drillknicken der Rotorelemente initiiert.Preferably, a twisting of the rotor elements is initiated by means of up and down movements.

Beispielsweise mittels eines nachgeordneten Flügels zur windrichtungsoptimierten Ausrichtung kann vorzugsweise gewährleistet werden, dass die Rotorelemente an den optimalen Positionen durch ein Drillknicken optimal ausgerichtet werden.For example, by means of a downstream wing for wind direction optimized alignment can preferably be ensured that the Rotor elements are optimally aligned at the optimum positions by twisting.

Eine, insbesondere tragende, Innenstruktur der Rotorelemente kann vorzugsweise mit einer äußeren Struktur, insbesondere mit zwei äußeren Schalen und/oder einer Umwicklung, kombiniert werden. Die äußere Struktur ermöglicht eine variable Formgebung. Beispielsweise können spitz zulaufende Enden hergestellt werden.A, in particular supporting, internal structure of the rotor elements can preferably be combined with an outer structure, in particular with two outer shells and / or a wrapping. The outer structure allows a variable shaping. For example, tapered ends can be made.

Insbesondere durch eine reine Druckkraft auf die Rotorelemente erfolgt vorzugsweise eine Verdrehung der Rotorelemente.In particular, by a pure compressive force on the rotor elements is preferably carried out a rotation of the rotor elements.

Vorzugsweise kann eine zyklische Verdrillung einen besseren Anstellwinkel zur Windrichtung ermöglichen, wobei vorzugsweise ferner ein Widerstandsanteil im Gegensatz zum Auftriebsanteil verkleinert wird. Der Wirkungsgrad kann hierdurch vorzugsweise erhöht werden.Preferably, a cyclic twisting allow a better angle of attack to the wind direction, wherein preferably further a resistance component is reduced in contrast to the buoyancy portion. The efficiency can thereby preferably be increased.

Um ein Drillknicken zu induzieren, werden vorzugsweise mehrere Anforderungen erfüllt.In order to induce a twist, several requirements are preferably met.

Beispielsweise kann ein punktsymmetrisches und gedrungenes Profil vorgesehen sein.For example, a point-symmetrical and squat profile can be provided.

Das Profil ist vorzugsweise ein offenes Profil, so dass die Torsionssteifigkeit bei Druckbelastung gering ist.The profile is preferably an open profile, so that the torsional stiffness under pressure load is low.

Vorzugsweise weisen die Rotorelemente eine massive, tragende, innere Struktur auf.Preferably, the rotor elements have a solid, supporting, inner structure.

Ein Verhältnis von Profilbreite und Profilhöhe ist vorzugsweise ungefähr 1. Der Drillknickeffekt kann hierdurch vorzugsweise unterstützt werden.A ratio of profile width and profile height is preferably approximately 1. The twist-kink effect can thereby be preferably supported.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Rotorelemente einen in Höhenrichtung sich erstreckenden Steg umfassen. Beispielsweise kann ein solcher Steg durch Faserverstärkungen gebildet sein, welche sich nicht über die komplette Breite der Rotorelemente erstrecken.It may be advantageous if the rotor elements comprise a web extending in the vertical direction. For example, such a web may be formed by fiber reinforcements, which do not extend over the entire width of the rotor elements.

Vorzugsweise ist die Außengeometrie der Rotorelemente so dimensioniert, dass die auftretenden Lasten zwar aufgenommen werden können, den Drillknickeffekt jedoch soweit wie möglich ungestört lassen.Preferably, the outer geometry of the rotor elements is dimensioned so that the loads occurring can indeed be recorded, however, leave the Drillknickeffekt as far as possible undisturbed.

Die Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils, insbesondere eines Rotorelements einer Windkraftanlage ist insbesondere eine Wickel- und Flechtanlage.The device for producing a molded component, in particular a rotor element of a wind turbine, is in particular a winding and braiding system.

Vorzugsweise werden die Faserspender hinsichtlich ihrer Bewegung miteinander synchronisiert, insbesondere um die Wickelelemente des Wickelkerns zu umwickeln und/oder die Fasern miteinander zu verflechten.Preferably, the fiber dispensers are synchronized with each other in terms of their movement, in particular in order to wrap around the winding elements of the winding core and / or to intertwine the fibers with one another.

Unter einer Faser ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere eine Einzelfaser, ein Faserbündel, ein Faden, ein Roving, ein Faserstrang und/oder ein Multifilamentgarn zu verstehen.By fiber is meant in this specification and the appended claims in particular a single fiber, a fiber bundle, a thread, a roving, a fiber strand and / or a multifilament yarn.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Windkraftanlage, welche mehrere Rotorelemente umfasst, wobei bei den Rotorelementen mittels einer Wellenvorrichtung ein Drillknicken initiierbar ist; 1 a schematic perspective view of a wind turbine, which comprises a plurality of rotor elements, wherein in the rotor elements by means of a shaft device a twist buckling can be initiated;

2 eine schematische Schnittdarstellung durch die Windkraftanlage aus 1, wobei die Rotorelemente ungünstig relativ zur Windrichtung ausgerichtet sind; 2 a schematic sectional view through the wind turbine 1 wherein the rotor elements are unfavorably oriented relative to the wind direction;

3 eine der 2 entsprechende schematische Darstellung der Windkraftanlage, wobei die Rotorelemente eine optimierte Ausrichtung relativ zur Windrichtung aufweisen; 3 one of the 2 corresponding schematic representation of the wind turbine, wherein the rotor elements have an optimized orientation relative to the wind direction;

4 einen schematischen vertikalen Schnitt durch die Windkraftanlage aus 1; 4 a schematic vertical section through the wind turbine 1 ;

5 eine schematische perspektivische Darstellung einer als Wickelvorrichtung ausgebildeten Vorrichtung zur Herstellung eines Formbauteils; 5 a schematic perspective view of a device designed as a winding device for producing a molded component;

6 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung aus 5; 6 a schematic side view of the device 5 ;

7 eine schematische perspektivische Darstellung einer Bewegungsvorrichtung der Vorrichtung aus 5; 7 a schematic perspective view of a moving device of the device 5 ;

8 eine schematische Draufsicht von unten auf die Bewegungsvorrichtung aus 7; 8th a schematic plan view from below of the moving device 7 ;

9 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Formbauteil, welches mit drei Wickelelementen eines Wickelkerns hergestellt wurde; 9 a schematic sectional view through a mold component, which was prepared with three winding elements of a winding core;

10 eine der 9 entsprechende schematische Schnittdarstellung eines Formbauteils, welches mit neun Wickelelementen eines Wickelkerns hergestellt wurde; 10 one of the 9 corresponding schematic sectional view of a mold component, which was prepared with nine winding elements of a winding core;

11 eine der 9 entsprechende schematische Schnittdarstellung eines Formbauteils, welches mit sechs Wickelelementen eines Wickelkerns hergestellt wurde; 11 one of the 9 corresponding schematic sectional view of a molded component, which was manufactured with six winding elements of a winding core;

12 eine der 9 entsprechende schematische Schnittdarstellung eines Formbauteils, welches mit drei Wickelelementen eines Wickelkerns hergestellt und zusätzlich mit einer die Wände verstärkenden Verstärkungsstruktur versehen wurde; 12 one of the 9 corresponding schematic sectional view of a mold component, which was produced with three winding elements of a winding core and was additionally provided with a reinforcing structure reinforcing the walls;

13 bis 19 schematische Darstellungen eines Wickelvorganges, bei welchem eine Faser verwendet wird; 13 to 19 schematic representations of a winding process in which a fiber is used;

20 bis 24 schematische Darstellungen eines Wickelvorganges, bei welchem vier nicht miteinander verflochtene Fasern verwendet werden; 20 to 24 schematic representations of a winding process, in which four non-interwoven fibers are used;

25 bis 28 schematische Darstellungen eines Wickelvorgangs, bei welchem vier miteinander verflochtene Fasern verwendet werden; 25 to 28 schematic representations of a winding process, in which four interwoven fibers are used;

29 bis 32 schematische Darstellungen eines Wickelvorgangs, wobei vier nicht miteinander verflochtene Fasern vorgesehen sind und zumindest abschnittsweise zwei parallel zueinander verlaufende Fasern vorgesehen sind; 29 to 32 schematic representations of a winding process, wherein four non-interwoven fibers are provided and at least partially provided two mutually parallel fibers;

33 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Tragstruktur eines Rotorelements; und 33 a schematic sectional view through a support structure of a rotor element; and

34 einen der 33 entsprechenden Schnitt durch ein Rotorelement, welches die Tragstruktur aus 33, ergänzende Strukturelemente und eine Außenhaut umfasst. 34 one of the 33 corresponding section through a rotor element, which is the support structure 33 , complementary structural elements and an outer skin.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.

Eine in den 1 bis 4 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Windkraftanlage dient insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie unter Ausnutzung von Windenergie.One in the 1 to 4 shown as a whole with 100 designated wind turbine is used in particular for the production of electrical energy using wind energy.

Die Windkraftanlage 100 umfasst hierzu eine Rotorvorrichtung 102, welche mittels einer Welle 104 mit einer Generatorvorrichtung 106 gekoppelt ist.The wind turbine 100 includes a rotor device for this purpose 102 which by means of a wave 104 with a generator device 106 is coupled.

Die Rotorvorrichtung 102 ist mittels des Windes in Rotation versetzbar. Die Rotationsbewegung kann über die Welle 104 auf die Generatorvorrichtung 106 übertragen werden und dort zur Stromerzeugung genutzt werden.The rotor device 102 is in rotation by means of the wind. The rotational movement can be over the shaft 104 on the generator device 106 be transferred and used there to generate electricity.

Die Rotorvorrichtung 102 umfasst mehrere, beispielsweise zwei, Rotorelemente 108, welche beispielsweise als Formbauteile 110 in einem (noch zu beschreibenden) Wickelverfahren herstellbar sind.The rotor device 102 comprises several, for example two, rotor elements 108 which, for example, as molded parts 110 can be produced in a (still to be described) winding process.

Die Rotorelemente 108 sind zwischen zwei Aufnahmeelementen 112 der Rotorvorrichtung 102 angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse 114 der Rotorvorrichtung 102.The rotor elements 108 are between two receptacles 112 the rotor device 102 arranged and extend substantially parallel to a rotation axis 114 the rotor device 102 ,

Die Rotorelemente 108 sind dabei versetzt zur Rotationsachse 114 angeordnet.The rotor elements 108 are offset to the axis of rotation 114 arranged.

Bei der Rotorvorrichtung 102 handelt es sich um einen sogenannten Darrieus-Rotor, bei welchem die Rotationsachse 114 im Wesentlichen senkrecht zu einer Windrichtung 116 ausgerichtet ist.In the rotor device 102 it is a so-called Darrieus rotor, in which the axis of rotation 114 substantially perpendicular to a wind direction 116 is aligned.

Wie insbesondere 1 zu entnehmen ist, sind die Rotorelemente 108 mit einander gegenüberliegenden Enden 118 an den Aufnahmeelementen 112 angeordnet.In particular 1 it can be seen, are the rotor elements 108 with opposite ends 118 on the recording elements 112 arranged.

Eines der Aufnahmeelemente 112 ist dabei fest mit den Enden 118 der Rotorelemente 108 sowie mit der Welle 104 verbunden.One of the recording elements 112 is stuck with the ends 118 the rotor elements 108 as well as with the wave 104 connected.

Das weitere Aufnahmeelement 112 ist relativ zu den Rotorelementen 108 und relativ zur Welle 104 drehbar angeordnet (siehe insbesondere 4). Dieses Aufnahmeelement 112 ist insbesondere relativ zur Windrichtung 116 ausrichtbar.The further receiving element 112 is relative to the rotor elements 108 and relative to the wave 104 rotatably arranged (see in particular 4 ). This receiving element 112 is especially relative to the wind direction 116 aligned.

Die Rotorvorrichtung 102 umfasst hierzu eine Ausrichtungsvorrichtung 120, welche beispielsweise ein Flügelelement 122 umfasst und das Aufnahmeelement 112 in einer gewünschten Position hält, insbesondere unabhängig davon, in welcher Drehposition sich die Rotorelemente 108 befinden.The rotor device 102 includes an alignment device for this purpose 120 which, for example, a wing element 122 includes and the receiving element 112 holds in a desired position, in particular regardless of which rotational position, the rotor elements 108 are located.

Dieses mittels der Ausrichtungsvorrichtung 120 relativ zu der Windrichtung 116 ausrichtbare Aufnahmeelement 112 umfasst eine Wellenvorrichtung 124, welche mehrere, beispielsweise vier, Wellenberge 126 und mehrere, beispielsweise vier, Wellentäler 128 umfasst.This by means of the alignment device 120 relative to the wind direction 116 alignable receiving element 112 includes a wave device 124 which have several, for example four, peaks 126 and several, for example four, troughs 128 includes.

Die Wellenberge 126 und Wellentäler 128 sind beispielsweise mittels einer Führungsvorrichtung 130 der Wellenvorrichtung 124 gebildet, in welcher die nicht fest mit einem Aufnahmeelement 112 verbundenen Enden 118 der Rotorelemente 108 führbar sind.The wave mountains 126 and troughs 128 are for example by means of a guide device 130 the wave device 124 formed in which the not fixed to a receiving element 112 connected ends 118 the rotor elements 108 are feasible.

Mittels der Führungsvorrichtung 130 ist insbesondere eine Höhe H des nicht fest mit einem Aufnahmeelement 112 verbundenen Endes 118 eines jeden Rotorelements 108 variierbar.By means of the guide device 130 in particular, a height H of not fixed to a receiving element 112 connected end 118 of each rotor element 108 variable.

Somit sind mittels der Wellenvorrichtung 124 die Enden 118 eines jeden Rotorelements 108 aufeinander zu bewegbar, indem das jeweilige Rotorelement 108 im Bereich eines Wellenbergs 126 angeordnet wird. Durch Anordnung in einem Wellental 128 können die Enden 118 des jeweiligen Rotorelements 108 erneut voneinander entfernt werden.Thus, by means of the wave device 124 the ends 118 of each rotor element 108 movable towards each other by the respective rotor element 108 in the area of a wave mountain 126 is arranged. By arrangement in a wave trough 128 can the ends 118 of the respective rotor element 108 be removed again from each other.

Die Rotorelemente 108 sind so ausgebildet, dass durch eine Änderung des Abstandes der Enden 118 des jeweiligen Rotorelements 108 voneinander ein Drillknicken des jeweiligen Rotorelements 108 initiierbar ist.The rotor elements 108 are designed so that by changing the distance between the ends 118 of the respective rotor element 108 from each other a twisting of the respective rotor element 108 is initiatable.

Die Rotorelemente 108 können hierzu vorzugsweise eine Drillknickstange 132 aufweisen, mittels welcher die gewünschte Verformung der Rotorelemente 108 erzeugt werden kann. Durch das Drillknicken der Rotorelemente 108 werden die Rotorelemente 108, insbesondere ein zentraler Abschnitt 134 eines jeden Rotorelements 108, um eine parallel zur Rotationsachse 114 verlaufende Drehachse gedreht.The rotor elements 108 For this purpose, preferably a Drillknickstange 132 by means of which the desired deformation of the rotor elements 108 can be generated. By twisting the rotor elements 108 become the rotor elements 108 , in particular a central section 134 of each rotor element 108 to make a parallel to the axis of rotation 114 running axis of rotation turned.

Das Rotorelement 108 kann hierdurch an gewünschten Stellen optimal zur Windrichtung 116 ausgerichtet werden.The rotor element 108 can thus optimally to the wind direction at desired locations 116 be aligned.

Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, ist bei nicht optimaler Ausrichtung der Rotorelemente 108 eine seitliche Anströmung derselben mit Wind zu befürchten, wodurch sich der Widerstand erhöht und die Effizienz der Windkraftanlage 100 reduziert werden kann.In particular 2 can be seen, is not optimal alignment of the rotor elements 108 to fear a lateral flow of the same with wind, which increases the resistance and the efficiency of the wind turbine 100 can be reduced.

Durch geeignete Ausrichtung, insbesondere durch geeignetes Verdrillen, der Rotorelemente 108 (siehe 3) kann vorzugsweise eine stets optimale Ausrichtung der Rotorelemente 108 relativ zur Windrichtung 116 ermöglicht werden. Die Effizienz der Windkraftanlage 100 kann hierdurch vorzugsweise gesteigert werden.By suitable alignment, in particular by suitable twisting, the rotor elements 108 (please refer 3 ) may preferably always optimal orientation of the rotor elements 108 relative to the wind direction 116 be enabled. The efficiency of the wind turbine 100 this can preferably be increased.

Die in den 1 bis 4 dargestellte Windkraftanlage 100 funktioniert wie folgt:
In der Windrichtung 116 strömt der Wind die Rotorelemente 108 der Rotorvorrichtung 102 an. Die Rotorvorrichtung 102 wird hierdurch in Rotation versetzt.
The in the 1 to 4 illustrated wind turbine 100 works as follows:
In the wind direction 116 the wind flows the rotor elements 108 the rotor device 102 at. The rotor device 102 is thereby rotated.

Insbesondere bewegen sich die Rotorelemente 108 hierdurch längs einer Umfangsrichtung 136 der Aufnahmeelemente 112 um die Rotationsachse 114.In particular, the rotor elements move 108 thereby along a circumferential direction 136 the receiving elements 112 around the axis of rotation 114 ,

Aufgrund der Wellenvorrichtung 124 werden die Enden 118 der Rotorelemente 118 während dieser Bewegung längs der Umfangsrichtung 136 periodisch aufeinander zu bewegt und voneinander entfernt.Due to the wave device 124 become the ends 118 the rotor elements 118 during this movement along the circumferential direction 136 periodically moved towards each other and away from each other.

Hierdurch werden die Rotorelemente 108 periodisch verdrillt, so dass die Rotorelemente 108, insbesondere ein zentraler Abschnitt 134 eines jeden Rotorelements 108, stets optimal zur Windrichtung 116 ausgerichtet werden.As a result, the rotor elements 108 periodically twisted so that the rotor elements 108 , in particular a central section 134 of each rotor element 108 , always optimally to the wind direction 116 be aligned.

Die Ausrichtung der Wellenvorrichtung 124 selbst wird dabei mittels der Ausrichtungsvorrichtung 120, insbesondere mittels des Flügelelements 122 der Ausrichtungsvorrichtung 120, gewährleistet.The orientation of the shaft device 124 itself is doing by means of the alignment device 120 , in particular by means of the wing element 122 the alignment device 120 , guaranteed.

Dadurch, dass bei der Windkraftanlage 100 die Rotorelemente 108 periodisch verdrillt werden, weist die Windkraftanlage 100 vorzugsweise eine besonders hohe Effizienz auf.Because of that in the wind turbine 100 the rotor elements 108 be twisted periodically, points the wind turbine 100 preferably a particularly high efficiency.

Die Rotorelemente 108 sind insbesondere Formbauteile 110. Formbauteile 110 können beispielsweise mit einer Vorrichtung 138 zur Herstellung eines Formbauteils 110 hergestellt werden.The rotor elements 108 are in particular molded parts 110 , form components 110 For example, with a device 138 for producing a molded component 110 getting produced.

Eine solche Vorrichtung 138 ist insbesondere die in den 5 bis 8 dargestellte Wickelvorrichtung 140.Such a device 138 is in particular the in the 5 to 8th illustrated winding device 140 ,

Die Wickelvorrichtung 140 dient insbesondere dem Umwickeln eines Wickelkerns 142, welcher vorzugsweise mehrere Wickelelemente 144 umfasst.The winding device 140 is used in particular for wrapping a winding core 142 , which preferably has a plurality of winding elements 144 includes.

Die Wickelvorrichtung 140 umfasst mehrere Faserspender 146, welche mittels einer Bewegungsvorrichtung 148 relativ zueinander und relativ zu dem Wickelkern 142 bewegbar sind.The winding device 140 includes several fiber dispensers 146 , which by means of a movement device 148 relative to each other and relative to the winding core 142 are movable.

Mittels der Faserspender 146 werden einzelne Fasern 150, insbesondere Endlosfasern, bereitgestellt.By means of the fiber dispenser 146 become single fibers 150 , in particular continuous fibers, provided.

Die Wickelvorrichtung 140 umfasst ferner mehrere Niederhalter 152, welche vorzugsweise relativ zueinander und/oder relativ zu dem Wickelkern 142 bewegbar sind.The winding device 140 also includes several hold-downs 152 , which preferably relative to each other and / or relative to the winding core 142 are movable.

Die Wickelelemente 144 des Wickelkerns 142 sind derart relativ zueinander angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen parallel zu einer Höhenrichtung 154 erstrecken.The winding elements 144 of the winding core 142 are arranged relative to each other so that they are substantially parallel to each other and substantially parallel to a height direction 154 extend.

Die Wickelelemente 144 sind zudem beabstandet voneinander angeordnet, so dass zwischen den Wickelelementen 144 Faserkanäle 156 gebildet sind.The winding elements 144 are also spaced from each other, so that between the winding elements 144 fiber channels 156 are formed.

Wie insbesondere den 7 und 8 zu entnehmen ist, können die Faserspender 146 längs verschiedener Bewegungspfade 158 bewegt werden.As in particular the 7 and 8th it can be seen, the fiber dispensers 146 along different movement paths 158 to be moved.

Unter Zuhilfenahme der Niederhalter 152 können die Fasern 150 somit gezielt durch die Faserkanäle 156 hindurchgeführt und zur Ausbildung von Faserschichten 174 an dem Wickelkern 142 angeordnet werden.With the help of the hold down 152 can the fibers 150 thus targeted by the fiber channels 156 passed through and for the formation of fiber layers 174 at the hub 142 to be ordered.

Die Wickelvorrichtung 140 umfasst ferner eine Steuervorrichtung 160, mittels welcher die Wickelvorrichtung 140, insbesondere die Bewegungsvorrichtung 148, so steuerbar und/oder regelbar ist, dass mittels der Wickelvorrichtung 140 verschiedene Verfahren zur Herstellung von Formbauteilen 110 durchführbar sind.The winding device 140 further comprises a control device 160 , by means of which the winder 140 , in particular the movement device 148 , is controllable and / or regulated, that by means of the winding device 140 various processes for the production of molded components 110 are feasible.

Wie insbesondere 5 zu entnehmen ist, sind die Faserkanäle 156 parallel und/oder senkrecht zueinander ausgerichtet und erstrecken sich im Wesentlichen in der Höhenrichtung 154 und senkrecht hierzu.In particular 5 it can be seen, are the fiber channels 156 aligned parallel and / or perpendicular to each other and extend substantially in the height direction 154 and perpendicular to it.

Die Fasern 150 können somit ausgehend von den Faserspendern 146 von oben in die Faserkanäle 156 eingebracht und, insbesondere mittels der Niederhalter 152, einfach um die Wickelelemente 144 herumgeführt werden. Bei der in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsformen ist ein Wickelkern 142 mit neun Wickelelementen 144 vorgesehen.The fibers 150 can thus start from the fiber donors 146 from the top into the fiber channels 156 introduced and, in particular by means of the hold-down 152 just around the winding elements 144 be led around. In the in the 5 to 8th Illustrated embodiments is a winding core 142 with nine winding elements 144 intended.

Vier Wickelelemente 144 bilden dabei Eckelemente 162.Four winding elements 144 form corner elements 162 ,

Vier weitere Wickelelemente 144 bilden Randelemente 164. Ein weiteres Wickelelement 144 bildet ein Innenelement 166.Four more winding elements 144 form boundary elements 164 , Another winding element 144 forms an interior element 166 ,

Aufgrund der matrixförmigen Anordnung der Wickelelemente 144 sind die Eckelemente 162 sowohl Enden von Spalten als auch von Reihen von Wickelelementen 144. Die Randelemente 164 sind lediglich Enden einer Reihe oder einer Spalte von Wickelelementen 144. Das Innenelement 166 ist weder ein Ende einer Spalte noch ein Ende einer Reihe von Wickelelementen 144.Due to the matrix-shaped arrangement of the winding elements 144 are the corner elements 162 both ends of columns and rows of winding elements 144 , The border elements 164 are merely ends of a row or a column of winding elements 144 , The interior element 166 is neither an end of a column nor an end of a series of winding elements 144 ,

Mittels der in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsformen einer Wickelvorrichtung 140 und eines Wickelkerns 142 kann insbesondere ein Formbauteil 110 mit neun Kammern 168 hergestellt werden.By means of in the 5 to 8th illustrated embodiments of a winding device 140 and a winding core 142 in particular, a molded component 110 with nine chambers 168 getting produced.

In den 9 bis 12 sind alternative Ausführungsformen von Formbauteilen 110 dargestellt.In the 9 to 12 are alternative embodiments of molded parts 110 shown.

9 zeigt ein Formbauteil 110 mit drei Kammern 168, welches beispielsweise durch Verwendung eines Wickelkerns 142 mit drei Wickelelementen 144 herstellbar ist. 9 shows a mold component 110 with three chambers 168 which, for example, by using a winding core 142 with three winding elements 144 can be produced.

Die in den 10 und 11 dargestellten Formbauteile 110 können beispielsweise unter Verwendung von neun bzw. sechs Wickelelementen 144 hergestellt werden und weisen entsprechend neun bzw. sechs Kammern 168 auf.The in the 10 and 11 illustrated mold components 110 For example, using nine or six winding elements 144 are produced and have accordingly nine or six chambers 168 on.

Bei der in 12 dargestellten Ausführungsform eines Formbauteils 110 sind drei Kammern 168 vorgesehen. Zusätzlich ist bei der in 12 dargestellten Ausführungsform eines Formbauteils 110 eine Verstärkungsstruktur 170 vorgesehen, welche insbesondere eine Außenwandung 172 des Formbauteils 110 verstärkt.At the in 12 illustrated embodiment of a molded component 110 are three chambers 168 intended. In addition, at the in 12 illustrated embodiment of a molded component 110 a reinforcing structure 170 provided, which in particular an outer wall 172 of the molded component 110 strengthened.

Beispiele für Wickelverfahren zur Herstellung von Formbauteilen 110 durch Umwickeln von Wickelelementen 144 eines Wickelkerns 142 sind in den 13 bis 32 anhand eines Wickelkerns 142 mit neun Wickelelementen 144 dargestellt.Examples of winding processes for the production of molded components 110 by wrapping winding elements 144 a winding core 142 are in the 13 to 32 on the basis of a winding core 142 with nine winding elements 144 shown.

Die 13, 20, 25 und 29 zeigen dabei jeweils eine Draufsicht von oben auf eine Faserschicht 174.The 13 . 20 . 25 and 29 show in each case a plan view from above onto a fiber layer 174 ,

Durch Übereinanderlegen einer Vielzahl solcher Faserschichten 174 kann das Formbauteil 110 in einem Endloswickelverfahren hergestellt werden.By superposing a plurality of such fiber layers 174 can the mold component 110 be produced in an endless winding process.

Bei dem in den 13 bis 19 dargestellten Wickelverfahren wird die Faser 150 nacheinander durch verschiedene Faserkanäle 156 hindurchgeführt. Dabei werden nacheinander voneinander verschiedene Wickelelemente 144 umwickelt.In the in the 13 to 19 The winding method shown becomes the fiber 150 successively through different fiber channels 156 passed. This successively different winding elements 144 wrapped.

Insbesondere wird zunächst ein Eckelement 162 umwickelt. Anschließend wird ein Randelement 164 auf einer dem ersten Eckelement 162 abgewandten Seite des Wickelkerns 142 umwickelt. Im Anschluss daran wird ein weiteres Eckelement 162 umwickelt, welches auf der dem Randelement 164 gegenüberliegenden Seite des Wickelkerns 142 angeordnet ist (siehe 14 bis 16).In particular, first a corner element 162 wrapped. Subsequently, a boundary element 164 on a first corner element 162 opposite side of the winding core 142 wrapped. Following this will be another corner element 162 wrapped on the edge element 164 opposite side of the winding core 142 is arranged (see 14 to 16 ).

Durch weitergehende Umwicklung von jeweils alternierend einem Eckelement 162 und einem Randelement 164 (siehe die 17 bis 19) kann schließlich eine Faserschicht 174 bereitgestellt werden, bei welcher sämtliche Wickelelemente 144 jeweils mindestens einfach mit der Faser 150 umwickelt sind.By further wrapping of each alternating a corner element 162 and a border element 164 (see the 17 to 19 ) may eventually be a fibrous layer 174 be provided, in which all winding elements 144 in each case at least simply with the fiber 150 are wrapped.

Bei dem in den 20 bis 24 dargestellten Wickelverfahren werden vier Fasern 150 zur Ausbildung einer Faserschicht 174 verwendet.In the in the 20 to 24 The winding process shown four fibers 150 for forming a fiber layer 174 used.

Dabei werden mittels zweier Fasern 150 stets nur die Eckelemente 162 umwickelt. Die zwei Fasern 150 werden dabei punktsymmetrisch zueinander bezüglich einer Mittelachse 176 des Wickelkerns 142 bewegt.In this case, by means of two fibers 150 always only the corner elements 162 wrapped. The two fibers 150 become point-symmetrical with respect to a central axis 176 of the winding core 142 emotional.

Zwei weitere Fasern 150 werden zum Umwickeln von jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordneten Randelementen 164 verwendet.Two more fibers 150 are for wrapping each of two oppositely arranged edge elements 164 used.

Mittels dieser zwei weiteren Fasern 150 wird insbesondere eine kreuzförmige Struktur gebildet.By means of these two further fibers 150 In particular, a cross-shaped structure is formed.

Wie insbesondere den 20 und 24 zu entnehmen ist, kann auch bei diesem Wickelverfahren eine Faserschicht 174 bereitgestellt werden, bei welcher sämtliche Wickelelemente 144 mit Fasern 150 umwickelt sind.As in particular the 20 and 24 can also be seen in this Winding a fiber layer 174 be provided, in which all winding elements 144 with fibers 150 are wrapped.

Im Übrigen stimmt das in den 20 bis 24 dargestellte Wickelverfahren mit dem hinsichtlich der 13 bis 19 beschriebenen Wickelverfahren überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.For the rest, this is true in the 20 to 24 illustrated winding method with respect to the 13 to 19 described winding method, so that reference is made to the above description in this regard.

Das in den 25 bis 28 dargestellte Wickelverfahren entspricht im Wesentlichen dem in den 20 bis 24 dargestellten Wickelverfahren, unterscheidet sich jedoch von diesem dadurch, dass die Fasern 150 beim Umwickeln der Wickelelemente 144 miteinander verflochten werden. Hierdurch kann eine größere Stabilität des herzustellenden Wickelelements 110 erzeugt werden.That in the 25 to 28 The winding method shown essentially corresponds to that in the 20 to 24 However, this winding method differs from this in that the fibers 150 when wrapping the winding elements 144 be intertwined with each other. This allows a greater stability of the wound element to be produced 110 be generated.

Im Übrigen stimmt das in den 25 bis 28 dargestellt Wickelverfahren mit dem in den 20 bis 24 dargestellten Wickelverfahren überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.For the rest, this is true in the 25 to 28 presented winding method with in the 20 to 24 illustrated winding method, so that reference is made to the above description in this respect.

Das in den 29 bis 32 dargestellte Wickelverfahren unterscheidet sich von dem in den 20 bis 24 dargestellten Wickelverfahren im Wesentlichen dadurch, dass die Fasern 150 zumindest abschnittsweise bezüglich der Höhenrichtung 150 seitlich nebeneinander angeordnet sind (siehe insbesondere 32). Auf diese Weise kann jede Faserschicht 174 für sich genommen sehr stabil ausgebildet werden, da in sämtlichen Faserkanälen 156 jeweils zwei Fasern 150 nebeneinander angeordnet sind.That in the 29 to 32 illustrated winding method differs from that in the 20 to 24 illustrated winding process essentially in that the fibers 150 at least in sections with respect to the height direction 150 are arranged side by side (see in particular 32 ). In this way, every fiber layer can 174 taken in isolation very stable, as in all fiber channels 156 two fibers each 150 are arranged side by side.

Im Übrigen stimmt das in den 29 bis 32 dargestellte Wickelverfahren mit dem in den 20 bis 24 dargestellten Wickelverfahren überein, so dass auf dessen vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.For the rest, this is true in the 29 to 32 illustrated winding method with the in the 20 to 24 illustrated winding method, so that reference is made to the above description in this respect.

In den 33 und 34 sind Schnittdarstellungen eines Formbauteils 110 dargestellt, welches eine Tragstruktur 178, mehrere zusätzliche Strukturelemente 180 sowie eine Außenhaut 182 umfasst.In the 33 and 34 are sectional views of a molded component 110 shown, which is a support structure 178 , several additional structural elements 180 as well as an outer skin 182 includes.

Die Tragstruktur 178 ist beispielsweise gemäß einem der beschriebenen Verfahren durch Umwickeln mehrerer Wickelelemente 144 eines Wickelkerns 142 gebildet.The supporting structure 178 is, for example, according to one of the described methods by wrapping several winding elements 144 a winding core 142 educated.

Mittels der Tragstruktur 178 ist das Formbauteil 110 besonders stabil ausgebildet.By means of the supporting structure 178 is the mold component 110 particularly stable.

Insbesondere dann, wenn das Formbauteil 110 ein Rotorelement 108 einer Windkraftanlage 100 ist, kann aufgrund der Geometrie der Tragstruktur 178 gezielt ein Drillknicken des Rotorelements 108 durch Einleitung einer Druckkraft in ein Ende 118 des Rotorelements 108 initiiert werden.In particular, when the mold component 110 a rotor element 108 a wind turbine 100 is, due to the geometry of the support structure 178 specifically a twisting of the rotor element 108 by introducing a compressive force into one end 118 of the rotor element 108 be initiated.

Wie insbesondere 34 zu entnehmen ist, kann das Rotorelement 108 durch geeignete Formgebung der zusätzlichen Strukturelemente 180 und durch geeignete Formgebung und Ausgestaltung der Außenhaut 182 eine optimierte Außengeometrie aufweisen. Insbesondere kann hierdurch eine optimierte Umströmung des Rotorelements 108 mit Wind ermöglicht werden.In particular 34 it can be seen, the rotor element 108 by suitable shaping of the additional structural elements 180 and by suitable shaping and design of the outer skin 182 have an optimized outer geometry. In particular, this can result in an optimized flow around the rotor element 108 be made possible with wind.

Eine mittels solcher Rotorelemente 108 gebildete Windkraftanlage 100 kann eine besonders effiziente Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie ermöglichen.One by means of such rotor elements 108 formed wind turbine 100 can enable a particularly efficient conversion of wind energy into electrical energy.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
WindkraftanlageWind turbine
102102
Rotorvorrichtungrotor device
104104
Wellewave
106106
Generatorvorrichtunggenerator device
108108
Rotorelementrotor member
110110
Formbauteilmold component
112112
Aufnahmeelementreceiving element
114114
Rotationsachseaxis of rotation
116116
Windrichtungwind direction
118118
EndeThe End
120120
Ausrichtungsvorrichtungalignment device
122122
Flügelelementwing element
124124
Wellenvorrichtungwave device
126126
WellenbergWellenberg
128128
Wellentaltrough
130130
Führungsvorrichtungguiding device
132132
DrillknickstangeTorsional buckling rod
134134
zentraler Abschnittcentral section
136136
Umfangsrichtungcircumferentially
138138
Vorrichtungcontraption
140140
Wickelvorrichtungwinder
142142
Wickelkernwinding core
144144
Wickelelementwinding element
146146
Faserspenderfiber dispenser
148148
Bewegungsvorrichtungmover
150150
Faserfiber
152152
NiederhalterStripper plate
154154
Höhenrichtungheight direction
156156
Faserkanalfiber channel
158158
Bewegungspfadmotion path
160160
Steuervorrichtungcontrol device
162162
EckelementCorner
164164
RandelementBoundary element
166166
Innenelementinner element
168168
Kammerchamber
170170
Verstärkungsstrukturreinforcing structure
172172
Außenwandungouter wall
174174
Faserschichtfiber layer
176176
Mittelachsecentral axis
178178
Tragstruktursupporting structure
180180
Strukturelementstructural element
182182
Außenhautshell
HH
Höheheight

Claims (16)

Vorrichtung (138) zur Herstellung eines Formbauteils (110), insbesondere eines Rotorelements (108) einer Windkraftanlage (100), umfassend: – einen Wickelkern (142), welcher mehrere, sich parallel zueinander längs einer Höhenrichtung (154) erstreckende Wickelelemente (144) umfasst; – mehrere Faserspender (146) zur Bereitstellung mehrerer kontinuierlicher Fasern (150); – eine Bewegungsvorrichtung (148) zur Bewegung der Faserspender (146) relativ zu dem Wickelkern (142).Contraption ( 138 ) for producing a molded component ( 110 ), in particular a rotor element ( 108 ) of a wind turbine ( 100 ), comprising: - a winding core ( 142 ), which several, parallel to each other along a height direction ( 154 ) extending winding elements ( 144 ); - several fiber dispensers ( 146 ) for providing a plurality of continuous fibers ( 150 ); A movement device ( 148 ) for moving the fiber dispenser ( 146 ) relative to the winding core ( 142 ). Vorrichtung (138) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserspender (146) mittels der Bewegungsvorrichtung (148) relativ zueinander und/oder unabhängig voneinander bewegbar sind.Contraption ( 138 ) according to claim 1, characterized in that the fiber dispensers ( 146 ) by means of the movement device ( 148 ) are movable relative to each other and / or independently of each other. Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserspender (146) mittels der Bewegungsvorrichtung (148) in einer im Wesentlichen senkrecht zur Höhenrichtung (154) ausgerichteten Ebene zweidimensional bewegbar sind.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the fiber dispensers ( 146 ) by means of the movement device ( 148 ) in a direction substantially perpendicular to the height direction ( 154 ) aligned plane are two-dimensionally movable. Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (148) mehrere Bewegungspfade (158) umfasst, längs welcher die Faserspender (146) bewegbar sind.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movement device ( 148 ) several motion paths ( 158 ) along which the fiber dispensers ( 146 ) are movable. Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (138) mehrere relativ zu dem Wickelkern (142) bewegbare Niederhalter (152) umfasst.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 138 ) several relative to the winding core ( 142 ) movable hold-downs ( 152 ). Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelelemente (144) matrixförmig angeordnet sind.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the winding elements ( 144 ) are arranged in a matrix. Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (142) mehrere Eckelemente (162), mehrere Randelemente (164) und mindestens ein Innenelement (166) umfasst.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the winding core ( 142 ) several corner elements ( 162 ), several boundary elements ( 164 ) and at least one interior element ( 166 ). Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Wickelelementen (144) Faserkanäle (156) gebildet sind, welche sich im Wesentlichen linear durch den gesamten Wickelkern (142) hindurch erstrecken.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that between the winding elements ( 144 ) Fiber channels ( 156 ) are formed, which are substantially linearly through the entire winding core ( 142 ) extend therethrough. Vorrichtung (138) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Wickelelementen (144) Faserkanäle (156) gebildet sind, wobei mindestens zwei Faserkanäle (156) im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und/oder wobei mindestens zwei Faserkanäle (156) im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.Contraption ( 138 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that between the winding elements ( 144 ) Fiber channels ( 156 ) are formed, wherein at least two fiber channels ( 156 ) are aligned substantially parallel to one another and / or at least two fiber channels ( 156 ) are oriented substantially perpendicular to each other. Windkraftanlage (100), umfassend eine Rotorvorrichtung (102), welche mehrere Rotorelemente (108) umfasst, wobei die Rotorelemente (108) im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse (114) der Rotorvorrichtung (102) ausgerichtet sind, wobei die Rotorelemente (108) derart zwischen zwei Aufnahmeelementen (112) der Rotorvorrichtung (102) angeordnet sind, dass einander gegenüberliegende Enden (118) eines jeden Rotorelements (108) aufgrund der Rotationsbewegung der Rotorelemente (108) um die Rotationsachse (114) periodisch aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, so dass ein periodisches Drillknicken der Rotorelemente (108) initiierbar ist.Wind turbine ( 100 ) comprising a rotor device ( 102 ), which several rotor elements ( 108 ), wherein the rotor elements ( 108 ) substantially parallel to each other and substantially parallel to a rotation axis ( 114 ) of the rotor device ( 102 ), wherein the rotor elements ( 108 ) between two receiving elements ( 112 ) of the rotor device ( 102 ) are arranged that opposite ends ( 118 ) of each rotor element ( 108 ) due to the rotational movement of the rotor elements ( 108 ) around the axis of rotation ( 114 ) are periodically movable towards and away from each other so that a periodic twisting of the rotor elements ( 108 ) is initiatable. Windkraftanlage (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (108) durch das periodische Drillknicken der Rotorelemente (108) an voneinander verschiedenen Positionen längs eines Bewegungswegs der Rotorelemente (108) eine gewünschte Drehausrichtung relativ zu einer Windrichtung (116), insbesondere einen gewünschten Anstellwinkel, aufweisen.Wind turbine ( 100 ) according to claim 10, characterized in that the rotor elements ( 108 ) by the periodic twisting of the rotor elements ( 108 ) at mutually different positions along a path of movement of the rotor elements ( 108 ) a desired Drehausrichtung relative to a wind direction ( 116 ), in particular a desired angle of attack, have. Windkraftanlage (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aufnahmeelement (112) eine Wellenvorrichtung (124) umfasst, mittels welcher die Enden (118) der Rotorelemente (108) periodisch aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.Wind turbine ( 100 ) according to one of claims 10 or 11, characterized in that at least one receiving element ( 112 ) a wave device ( 124 ), by means of which the ends ( 118 ) of the rotor elements ( 108 ) are periodically movable towards and away from each other. Windkraftanlage (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenvorrichtung (124) eine Führungsvorrichtung (130) zum Führen eines Endes (118) mindestens eines Rotorelements (108) in einer Umfangsrichtung (136) der Rotorvorrichtung (102) und/oder in einer Axialrichtung der Rotorvorrichtung (102) umfasst.Wind turbine ( 100 ) according to claim 12, characterized in that the wave device ( 124 ) a guiding device ( 130 ) for guiding an end ( 118 ) at least one rotor element ( 108 ) in a circumferential direction ( 136 ) of the rotor device ( 102 ) and / or in an axial direction of the rotor device ( 102 ). Windkraftanlage (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorvorrichtung (102) eine Ausrichtungsvorrichtung (120) umfasst, mittels welcher mindestens ein Aufnahmeelement (112), insbesondere eine Wellenvorrichtung (124) mindestens eines Aufnahmeelements (112), relativ zu einer Windrichtung (116) ausrichtbar ist. Wind turbine ( 100 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that the rotor device ( 102 ) an alignment device ( 120 ), by means of which at least one receiving element ( 112 ), in particular a wave device ( 124 ) at least one receiving element ( 112 ), relative to a wind direction ( 116 ) is alignable. Windkraftanlage (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (108) jeweils mindestens ein Drillknickelement, beispielsweise eine Drillknickstange (132), umfassen, mittels welchem durch Beaufschlagung des jeweiligen Rotorelements (108) mit einer Druckkraft, welche zumindest näherungsweise in einer parallel zur Rotationsachse (114) der Rotorvorrichtung (102) ausgerichteten Längsrichtung des Rotorelements (108) wirkt, ein Drillknicken des Rotorelements (108) initiierbar ist.Wind turbine ( 100 ) according to one of claims 10 to 14, characterized in that the rotor elements ( 108 ) in each case at least one Drillknickelement, for example a Drillknickstange ( 132 ), by means of which by acting on the respective rotor element ( 108 ) with a pressure force which at least approximately in a direction parallel to the axis of rotation ( 114 ) of the rotor device ( 102 ) aligned longitudinal direction of the rotor element ( 108 ), a twisting of the rotor element ( 108 ) is initiatable. Windkraftanlage (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (108) Hohlprofile umfassen.Wind turbine ( 100 ) according to one of claims 10 to 15, characterized in that the rotor elements ( 108 ) Comprise hollow sections.
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