DE2852447A1

DE2852447A1 - Fluegel fuer windmotore

Info

Publication number: DE2852447A1
Application number: DE19782852447
Authority: DE
Inventors: Gabriele Martinelli
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1979-06-07
Also published as: SE7812460L; DE2852447C3; NO784047L; IT1091214B; FR2410749B1; US4278401A; FR2410749A1; NL7811664A; GB2009330B; DE2852447B2; JPS5486037A; GB2009330A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.¥eickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr., -Ing. H. Li ska -

SBH -8 MÜNCHEN 86, DEN -

. POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22 FIAT ■ ■ .

Societa per Azioni
Gorso Marconi.10
Turin
Italien

Flügel für

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-A-

Die Erfindung betrifft einen Flügel für Windmotore mit metallener Montagewurzel zur Befestigung an einer Nabe.

Es ist bereits bekannt, Flügel für Windmotore aus leichten Legierungen, beispielsweise aus Aluminium-Legierungen zu fertigen, die hohe Festigkeit aufweisen und wetterbeständig sind. Solche Flügel haben jedoch eine beachtliche Massenträgheit, die zu unerwünschten Spannungen und Deformationen führt. Ferner sind die Herstellungskosten der Flügel hoch.

Es ist gleichfalls bereits bekannt, Flügel für Windmotore aus Kunstharzmaterial zu fertigen. Solche Flügel sind zwar leicht und billig, jedoch bei der Montage an einer Nabe und hinsichtlich aeroelastischer Schwingungen problematisch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Flügel für Windmotore anzugeben, der eine sichere Verbindung zwischen unterschiedlichen Materialien wie beispielsweise Metallen und Kunstharzen aufweist, die sehr unterschiedliche Elastizitätsmodule haben, so daß die Deformationen unter Kontrolle gehalten und aeroelastische Vibrationen großer Amplitude vermieden werden.

Ein Flügel eingangs genannter Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Kunststoffhülle mit mehreren inneren Querrippen, die mit mindestens zwei inneren Längselementen verbunden sind, in die Metallarme der Montagewurzel eingebettet sind, und durch ein mit den Armen verbundenes metallenes Querelement, an dem ein Wurzelelement zur Verankerung des Flügels an einer Nabe befestigt ist.

Die Flügelkonstruktion nach der Erfindung ermöglicht die Übertragung einer auf die Kunststoffhülle einwirkenden Windlast über die Rippen und Längselemente auf das metallene

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Querelement und von dort aus auf das Wurzelelement, wobei minimale Deformationen auftreten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt eines Flügels nach der Erfindung.

und
Fig. 2 den Schnitt H-II aus Fig. 1. ■ " " -

In den Figuren .ist ein Flügel 5 für einen Windmotor dargestellt, der eine dünnwandige Hülle aus verstärktem Kunststoff, beispielsweise aus einem mit Glasfasern verstärkten Kunststoff, aufweist. Das Profil des Flügels ist derart, daß er durch eine Windströmung angetrieben wird.

Der Flügel 5 hat innere Querrippen 9, deren Zahl von der Länge des Flügels und von seiner gewünschten Stabilität abhängt. Die Querrippen 9 dienen auch zur Verstärkung der Flügelhülle und vermeiden die Ausbildung örtlicher Brüche oder Falten. Beim Betrieb unter Windlast begünstigen sie die Beibehaltung eines glatten Flügelprofils.. Die Quer- - rippen 9 sind mit inneren Längselementen 11 verbunden, die gleichfalls aus einem verstärkten Kunststoffmaterial bestehen. Sie verlaufen in Längsrichtung innerhalb der Flügelhülle und sind mit der Innenfläche der Hülle an ihren Längskanten verbunden.

Die Längselemente 11 erfüllen neben ihrer Versteifungsfunktion eine La&übertragungsfunktion, denn sie übertragen die Belastung des Flügels 5 auf eine Rotornabe 13, die in Fig» 1 gestrichelt teilweise dargestellt ist. Der Flügel 5 ist mit der Nabe durch eine metallene Gabelanordnung 15 verbunden«

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Die Längselemente 11 sind an ihren der Nabe 13 zugewandten Enden als hohle Schenkel 17 mit kastenförmigem Querschnitt ausgebildet, in die metallene- Arme 19 der Gabelanordnung 15 eingebettet sind. Die Arme 19"bestehen aus Stahl oder einem Material höherer Festigkeit und sind mit einem zylindrischen Querelement 21 desselben Materials verbunden, das quer zwischen den Wurzelenden der Arme 19 verläuft und über diese hinausragt. Das Querelement 21 ist hohl und an seinen über die Gabelarme 11 hinausragenden Endflächen mit zylindrischen Stiften 23 versehen, die auf seiner Längsachse liegen. Die Länge der beiden Stifte 23 ist normalerweise unterschiedlich und der FlUgelkonstruktion angepaßt.

Das Querelement 21 und die Stifte 23 sowie die mit dem Querelement 21 verbundenen Teile der Arme 19 und ein Verankerungszapfen 25, der an dem Querelement 21 befestigt ist, sind in Kunststoffmaterial eingebettet, das integral mit der Hülle 7 und den Längselementen 11 ausgebildet ist.

Der Verankerungszapfen 25 ist an dem Querelement 21 zwischen den beiden Armen 19 befestigt und ragt in Längsrichtung über das innere Ende des Flügels 5 hinaus, damit die-, ser in der Nabe 13 verankert werden kann. Der Verankerungszapfen 25 kann jede geeignete Form entsprechend dem Anwendungszweck des Flügels 5 haben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat er in eine Kegelstumpfform und endet in einem Gewindebolzen, mit dem er in der Nabe 13 befestigt ist. Die Achse des Verankerungszapfens 25 fällt mit der baryzentrischen Längsachse des Flügelprofils zusammen.

Drei Flügel 5 des dargestellten Ausführungsbeispiels könn- ten an der Nabe 13 verankert sein, so daß sie unter einem gegenseitigen Winkel von 120° zueinander angeordnet wären.

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Die Länge der Gabelarme 19 entspricht der gewünschten Steifigkeit des Flügels 5 und der gewünschten Widerstandsfähigkeit der Flügelanordnung gegenüber Biegebeanspruchungen infolge Windlasten.

Das Querelement 21 und dessen Stifte 23 sind in Kunstharzmaterial eingebettet, das mit den Längselementen 17 verbunden ist. Diese Anordnung dient zur Aufnahme der durch den Flügel 5 während seiner Drehung um die Achse der Nabe 13 erzeugten Fliehkraft. " - "

Die KunststoffrMetallbefestigung des Flügels 5 ermöglicht eine schrittweise Übertragung der auf die Flügelhülle einwirkenden Kräfte auf die metallenen Befestigungselemente, wobei eine Steifigkeit erreicht wird und gleichzeitig Schwingungserscheinungen und elastische Instabilitäten vermieden werden.

In einigen praktischen Ausführungsmöglichkeiten des Flügels kann die Hülle mehr als. zwei innere Längselemente enthalten, und die Montagewurzel kann mehr als zwei Arme 19 aufweisen, die in das Kunststoffmaterial der Längselemente 11 eingebettet und mit dem Querelement 21 verbunden sind»

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

ΐ.)Flügel für Windmotore mit metallener Montägewurzel zur Befestigung an einer Nabe, gekennzeichnet durch eine Kunststoffhülle (7) mit mehreren inneren Querrippen (9)f die mit mindestens zwei inneren Längselementen (11) verbunden sind, in die Metallarme (19)-der Montagewurzel (15) eingebettet sind, und durch ein mit den Armen (19) verbundenes metallenes Quer—-element (21), an dem ein Wurzelelement (25) zur Verankerung des Flügels (5) an einer Nabe (13) befestigt ist,
2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wurzelelement (25) einen metallenen Verankerungszapfen aufweist, der in Längsrichtung über das innere Ende des Flügels (5) hinausragt.
3. Flügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wurzelelement (25) kegelstumpfförmig abgeschrägt ausgebildet ist«
4. Flügel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Querelement (21) in Kunststoffmaterial eingebettet ist, das mit dem Kunststoffmaterial der Flügelhülle (7) verbunden oder einstückig ausgebildet ist.
5. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stifte (23) an den Enden des Querelements (21) in dessen Längsrichtung abstehend befestigt sind.

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6. Flügel nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Querelement (21) zylindrisch ausgebildet ist und daß die Stifte (23) zylindrische Stifte sind, die koaxial mit der Längsachse des Querelements (21) angeordnet sind.

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