DE2951795C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 40 81 220 bekannt. Große Windturbinenblätter werden zum Einsparen von Kosten und Gewicht durch Umwickeln eines Dorns mit harzimprägniertem Fa­ denmaterial hergestellt. Das Fadenmaterial ist üblicherweise ein etwa 5 cm breites Band und besteht aus mehreren Strängen, die jeweils von einer gesonderten Rolle zugeführt werden. Das Band wird während der Dorndrehung so geführt, daß sich ein ge­ wünschter Wickelweg auf dem Dorn ergibt. Das Überbrücken oder Umwickeln einer Konkavität in der Oberfläche des Dorns tritt bei zylindrischen Formstücken nicht auf, ist aber bei einem Windturbinenblatt zu erwarten, und zwar wegen der Blattverdre­ hung und wegen des Dickenverlaufes von der Wurzel zur Spitze, der nahe der Wurzel konkav ist. Bei einem Wickelwinkel von 30 bis 40° tritt eine Konkavität auch längs des Wickelweges auf. Das Fadenmaterial, das während des Wickelvorganges unter Zug­ spannung steht, kann einem konkaven Umriß nicht folgen, son­ dern wird eine Brücke bilden, was zum Auftreten von Hohlräumen führt, die die Blattkonstruktion schwächen. Solche Hohlräume könnten zwar mit Glasfasern und Harz ausgefüllt werden, um ei­ nen massiven Aufbau zu schaffen, dadurch ergäben sich jedoch zusätzliches Gewicht und beträchtliche zusätzliche Kosten. Das Überbrücken einer Konkavität kann zu einer schlechten Fadenma­ terialverdichtung führen, wodurch das Verhältnis von Harz zu Glasfäden erhöht und die Festigkeit verringert wird. Ein nicht abgestütztes Fadenmaterialband neigt dazu, sich zu lösen.

Der Wickelwinkel des Fadenmaterials wird durch die besondere Form und die Belastung des Windturbinenblattes festgelegt und kann über der Längsachse des Windturbinenblattes verändert wer­ den. Durch mehrfaches Umwickeln eines Dorns lassen sich Schich­ ten von Fadenmaterial aufbauen. In einigen Fällen können beson­ dere Teile des Windturbinenblattes mehr Fadenmaterialschichten als andere aufweisen. Beispielsweise ist es bei Windturbinen­ blättern üblich, viel mehr Fadenmaterialschichten an der Wurzel als an der Spitze aufzubringen, um die Konstruktionsfestigkeit und Belastbarkeit zu verbessern. In vielen Fällen wird auch ein sogenannter Wickelring am Ende von Windturbinenblättern benutzt. Das Fadenmaterial wird während der Herstellung um den Wickel­ ring gewickelt und nach der Herstellung am Ende des Blattes ab­ geschnitten.

Konkavitäten können in einigen Fällen verhindert werden, indem der Wickelwinkel geändert wird, das ist aber nicht immer prak­ tisch, da durch das Ändern des Wickelwinkels die Festigkeit und die Belastbarkeit des Windturbinenblattes verändert werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Blattprofil zu mo­ difizieren, das hat aber beträchtliche Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Windturbinenblattes und stellt nicht immer sicher, daß es nicht bei einem besonderen Wickelwinkel zum Auftreten einer Konkavität kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu gestalten, daß bei der Herstellung von großen Windturbinenblättern Konka­ vitäten vermieden werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Schritte gelöst.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden aus der Entwurfs­ geometrie des Windturbinenblattes im voraus örtlich begrenzte Bereiche des Dorns bestimmt, wo Konkavitäten auftreten werden, und die Dornoberfläche wird in diesen Bereichen so weit angeho­ ben, daß Konkavitäten beseitigt werden. Mit anderen Worten, der Dorn wird anhand des angestrebten Blattprofils korrigiert, bevor er endgültig hergestellt wird. Die Erfindung beseitigt also Konkavitäten ohne die Notwendigkeit eines vollständigen Umkonstruierens des Windturbinenblattes oder des Dorns, auf den das Fadenmaterial gewickelt wird, und ohne die aerodyna­ mische Leistung des Windturbinenblattes nennenswert zu beein­ flussen. Das Verfahren nach der Erfindung ist bei jedem her­ kömmlichen aerodynamischen Formteil mit Flügelprofil anwendbar. Es kann im übrigen ohne die Beschränkung auf ein Flügelprofil bei jeder profilierten Fläche angewendet werden, wenn bei dem Umwickeln mit irgendeinem Material Konkavitäten vermieden wer­ den sollen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bildet den Ge­ genstand des Anspruchs 2.

Das Verfahren nach der Erfindung kann von Hand unter Anwendung von Standardmethoden ausgeführt werden, vorzugsweise wird es aber mittels Standardmethoden auf einem Computer automatisiert.

Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich für jedes Koordi­ natensystem, welches das Blattprofil definiert, oder für jede gültige geometrische Beschreibung der Blattprofilfläche und des Wickelweges.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Dorns, der zum Herstellen eines Windturbinenblattes mit Fadenmaterial umwickelt wird,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils des Dorns nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Computers zur Aus­ führung des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die bei der Ausführung des Verfahrens nach der Er­ findung unter Verwendung des Computers von Fig. 4 ausgeführt werden.

Wenn ein Dorn entworfen wird, beispielsweise für ein Windturbinenblatt, enthält der Entwurf gewisse Beschränkungen, beispielsweise hinsichtlich Umriß, Länge, aerodyna­ mischer Leistung, Gewicht, Lastverteilung usw. Die Herstellung des Windturbinenblattes wird zwar bei dem Entwurf des Dorns auch berücksichtigt, viele Parameter des Entwurfes können jedoch nicht geändert werden, obwohl der besondere Entwurf Schwierigkeiten bei der Herstellung des Windturbinenblattes verursacht.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines Dorns 10 mit Flügelprofil für ein Windturbinenblatt. Eine besondere Pfeilung ist zwar nicht gezeigt, es ist jedoch anzunehmen, daß sich der Querschnitt des Dorns 10 in der Pfeilung und in der Abmessung über dessen axialer Länge ändert, da das Nabenende im allgemei­ nen dicker als die Blattspitze ist.

Nachdem das angestrebte Blattprofil entworfen ist, ist es zum Wickeln des Windturbinenblattes aus Fadenmaterial erforderlich, den Dorn zu konstruieren, auf den das Fadenmaterial gewickelt wird. Es hat sich gezeigt, daß das Herstellen des Dorns gemäß dem Entwurf aufgrund von Konkavitäten der Dornoberfläche zu Schwierigkeiten bei der Windturbinenblattherstellung führt. Durch das im folgenden beschriebene Verfahren, bei dem geometrische Stan­ dardtechniken benutzt werden, um aus den Entwurfsdaten und vor der Konstruk­ tion des Dorns festzustellen, ob auf dem Wickelweg irgendwelche konkaven Teile vorhanden sind, kann der Dorn vor dessen Herstellung korrigiert werden, wodurch sich die Konkavitätsprobleme vermeiden lassen.

Das angestrebte Blattprofil wird hier in Zylinderkoordinaten festge­ legt, obgleich das Koordinatensystem irrelevant ist, da es nur einfacher mathematischer Schritte bedarf, um ein Koordi­ natensystem in ein anderes umzuwandeln. In dem Zylinderkoordinatensystem werden mehrere Mantellinien von Hand oder mittels Computer geometrisch konstruiert, gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise in Ebenen die auch die Wickelachse des Blattes enthalten. Drei solche Mantellinien A, B und C sind in Fig. 1 gezeigt. Diese Mantellinien liegen in Ebenen a, b und c, die durch die Wickelachse gehen, es ist jedoch klar, daß die tatsäch­ liche geometrische Form und die Anzahl der Mantellinien variabel ist. Die Mantellinien erstrecken sich vollständig über den Um­ fang des Blattprofils. Die Mantellinien können in festgesetz­ ten Intervallen angeordnet sein, beispielsweise alle 5°, oder können sich, beispielsweise alle 10°, längs rela­ tiv gerader Querschnitte des Blattes und alle ¹/₂° längs der Vorder- und der Hinterkante ändern, wo eine größere Blattprofilkrümmung auftritt. Jede Mantellinie liegt zwar gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise, in einer Ebene, die die Wickelachse enthält, die Mantellinien sind an ihrem Schnittpunkt mit dem Blattprofil aber nicht paral­ lel zu einander, was Fig. 2 zeigt, und können tatsächlich gekrümmte Linien sein, was von der Blattprofilkrümmung abhängig ist. Beispielsweise wird sich eine Mantellinie längs der Blattprofilvorderkante zweidimensional krümmen, da das Blattprofil an seiner Spitze schmaler wird und über seiner Länge gepfeilt ist.

Ebenso sind in Fig. 1 mehrere Profilinien ge­ zeigt, die mit 1 bis 9 bezeichnet sind. Jede Profillinie liegt in einer Ebene, die gewöhnlich, aber nicht notwendi­ gerweise, zu der Wickelachse normal ist. Die Wickelachse ist mit WA bezeichnet. Die Anzahl der Profillinien wird von der Länge und der Krümmung des Windturbinenblattes abhängen, wobei ein repräsentativer Abstand etwa 5% der Blattlänge beträgt.

Koordinatenpunkte 12 (Fig. 1) ergeben sich durch den Schnitt der Mantellinie C und der Profillinien 1 bis 9.

Der in Fig. 1 gezeigte Dorn 10 kann einen Wickel­ ring aufweisen. Beispielweise kann das eigentliche Windturbinenblatt an der Profillinie 3 enden, wobei dann die Profillinien 2 und 1 Teil des Wickelringes sind. Es ist im allgemeinen erforderlich, den Wickelring vorzusehen, um sowohl den Blattprofil­ teil als auch das Übergangsgebiet zwischen dem Wickel­ ring und dem Blattprofilteil von Konkavitäten freizuhalten.

Das folgende Verfahren, das von Hand oder mittels Computer ausgeführt wird, wird für jeden Koordinatenpunkt des Gitters auf dem Blattprofil wiederholt, mit Ausnahme der Grenzpunk­ te.

In Fig. 2 ist ein Koordinatenpunkt 14 ausgewählt worden, der sich in dem Schnittpunkt der Mantelline B und der Profillinie 3 befindet. Es ist außerdem zu beachten, daß Fig. 2 eine zweidimensionale Draufsicht auf einen ausgewählten Teil des Dorns 10 darstellt und daß sich der Dorn tatsächlich im Querschnitt ändert, d. h. jeder Punkt in Fig. 2 wird sich in der Höhe oder in der Tiefe, nämlich in die Zeichenebene hinein oder aus dieser heraus in Abhängigkeit von dem Blattprofil ändern.

Durch den ausgewählten Koordinatenpunkt 14 werden zwei Wickelebenen 16 und 18 unter Winkeln konstruiert, unter de­ nen das Fadenmaterial zu wickeln ist. Zwei Geraden, die in Fig. 3 mit 15 und 17 bezeichnet sind, werden in der Wickelebene 16 konstruiert, wobei die erste Gerade 15 in dem Koordinatenpunkt 14 be­ ginnt und sich weiter erstreckt, bis sie entweder die Profillinie 4 oder die Mantellinie A schneidet, was in Fig. 2 als Punk­ te B 4 bzw. A 1 gezeigt ist, während die zweite Gerade 17 in dem Koordinatenpunkt 14 beginnt und sich in einer zu der Richtung der Geraden 15 entgegengesetzten Richtung er­ streckt, bis sie entweder die Profillinie 2 oder die Mantellinie C schneidet, was in Fig. 2 als Punkte B 2 bzw. C 1 gezeigt ist. Es können entweder die dem ausgewählten Koordinaten­ punkt benachbarten Mantellinien oder die dem ausge­ wählten Koordinatenpunkt benachbarten Profillinien benutzt werden. Die Geraden 15 und 17 liegen zwar beide in der Winkelebene 16, wie es hier definiert worden ist, sie sind aber nicht insgesamt kollinear, da der Dorn 10 ei­ ne dreidimensionale Oberfläche hat. Es sei außerdem beach­ tet, daß andere geometrische Modelle statt Ebenen benutzt werden können, um den Wickelweg zu definieren.

Bezüglich der Wickelebene 18 werden zwei weitere Geraden in entgegengesetzten Richtungen von dem Koordinatenpunkt 14 in der Wickelebene zu dem Schnittpunkt mit den benach­ barten Mantellinien oder Profillinien gezogen, wobei diese Punk­ te in Fig. 2 als Punkte A 2 oder C 2 für die eine Gerade und als Punkte D 2 oder D 4 für die andere Gerade gezeigt sind. Da sämtliche Punkte in derselben Ebene liegen, ist es wieder unwesentlich, welche Punkte benutzt werden. Für das hier beschriebene Beispiel werden die Schnittpunkte mit den Mantellinien als Schnittpunkte benutzt.

Der Abstand der Schnittpunkte von der Wickelachse WA muß nun ermittelt werden. Dieser Abstand ist für die Koordinaten­ punkte bekannt. Unter der Annahme, daß die Linien zwischen benachbarten Koordinatenpunkten Geraden sind, und in der Er­ kenntnis, daß es unwahrscheinlich ist, daß die Wickelebenen die benachbarten Mantellinien oder Profillinien in Koordinatenpunk­ ten schneiden werden, wird eine dritte Gerade 20, die in Fig. 3 gezeigt ist, zwischen den Punkten A 1 und C 1 gezogen, wobei die relative Lage der dritten Geraden 20 zu dem Koordi­ natenpunkt 14 festlegt, ob an dem Koordinatenpunkt 14 eine Konkavität der Dornoberfläche vorhanden ist, die durch das Fadenmaterial überbrückt würde. Wenn der Koordinatenpunkt so gelegen ist, wie es an der Stelle 14 a gezeigt ist, liegt er näher bei der Wickel­ achse WA als die Gerade 20 zwischen den Punkten A 1 und C 1, und es ist eine Konkavität vorhanden. Wenn der Koordinatenpunkt so gelegen ist, wie es an der Stelle 14 b gezeigt ist, liegt er von der Wickelach­ se WA weiter weg als die Gerade 20 zwischen den Punkten A 1 und C 1, und es ist keine Konkavität vorhanden. Jeder Koordinatenpunkt auf oder über der Geraden 20 bedeutet das Nichtvorhandensein einer Konkavität, wogegen jeder Koor­ dinatenpunkt unter der Geraden 20 das Vorhandensein einer Konkavität bedeutet. Wenn eine Konkavität vorhanden ist, muß die Dornoberfläche bis zu der Höhe der Geraden 20 angehoben werden, um die Konkavität zu beseitigen, d. h. der Koordinatenpunkt muß auf die Höhe der Geraden 20 eingestellt werden.

Die Punkte B 2 oder B 4 könnten in Fig. 3 statt der Punkte A 1 oder C 1 benutzt werden, da sämtliche Punkte auf dersel­ ben Geraden und in der Wickelebene liegen.

Die obige Prozedur wird dann unter Verwendung der Punkte A 2 oder D 2 und der Punkte C 2 oder D 4 in der Wickelebene 18 wiederholt.

Das Verfahren wird für jeden nicht auf der Grenze ge­ legenen Koordinatenpunkt des Gitters auf dem Blattprofil wieder­ holt und so durch Iteration abgeschlossen.

Wenn der Wickelweg anders als eine Ebene definiert ist, braucht die Gerade 20 nicht eine Linie zu schneiden, die sich von der Wickelachse aus und rechtwinkelig zu dieser durch den aus­ gewählten Koordinatenpunkt erstreckt. Für das hier beschriebene Verfahren ist das unwesentlich, da der relevante Wert die Differenz, falls vorhanden, zwischen dem Abstand der Geraden 20 von der Wickelachse WA und dem Abstand des Koordi­ natenpunktes von der Wickelachse ist.

Als eine Alternative zu der Überprüfung jedes ausgewählten Koordinatenpunktes auf eine mögliche Konkavität längs bei­ der Wickelebenen 16 und 18 und dann der weiteren Über­ prüfung des nächsten Koordinatenpunktes in derselben Weise kann es in einigen Fällen erwünscht sein, zuerst jeden Ko­ ordinatenpunkt auf eine Konkavität längs eines Wickelweges zu überprüfen, z. B. auf einem rechtsgängi­ gen Schraubenlinienwickelweg, und dann denselben Koordinatenpunkt auf eine Konkavität auf einem anderen Wickelweg zu überprüfen, z. B. auf einem links­ gängigen Schraubenlinienwickelweg. Ein Vorteil der Überprü­ fung jedes Koordinatenpunktes auf beiden Wickelwegen vor dem Übergang zu dem nächsten Koordinatenpunkt besteht darin, daß unter gewissen Bedingungen ein Ko­ ordinatenpunkt, an dem Konkavität vorhanden ist, nicht verändert zu werden braucht. Wenn bei­ spielsweise eine relativ geringfügige Konkavität auf dem Wickelweg des ersten Fadenmaterials auftritt, kann diese Konkavität in einigen Fällen außer acht gelassen werden, wenn der Wickelweg des danach folgenden Fadenmaterials in der entgegengesetzten Richtung an dem Koordinatenpunkt nicht auf eine Konkavität trifft, da das untere Fadenmaterial durch das fol­ gende Fadenmaterial auf den Dorn gedrückt und dadurch das Konkavitätsproblem für diesen Koordina­ tenpunkt beseitigt wird.

Wenn irgendwelche Koordinatenpunkte angehoben wurden, um die Konkavität zu beseitigen, ist es erforderlich, bei dem Verfahren eine zusätzliche Iteration durchzuführen, um festzustellen, ob das Anheben eines Koordinatenpunktes eine Konkavität an einem anderen Koordinatenpunkt ver­ ursacht hat.

Die Anzahl der Mantellinien und der Profillinien und somit die Anzahl der Koordinatenpunkte ist eine Frage des Entwurfes und wird von der Blattkrümmung abhängen, d. h. bei einem Blatt mit großen Blattverstellungen und/oder großer Pfeilung kann es erwünscht sein, mehr Koordinatenpunkte als bei einem geraden Blatt zu benutzen.

Das Verfahren ist unter Zunahme auf Zylinderkoordinaten beschrieben worden, es ist aber in gleicher Weise bei ande­ ren Koordinatensystemen durch einfache geometrische und/oder mathematische Transformation der Blattprofilentwurfsdaten anwendbar. Außerdem brauchen in der Praxis Mantellinien und Profillinien weder gerade zu sein noch in der Wickelachse oder senkrecht zu ihr zu liegen. Nach dem Beseitigen von Konkavitäten werden dann die Endkoordinatenpunkte benutzt, um den geeigneten Dorn zum Wickeln des Windturbinenblattes zu entwerfen, und sie können auf die aerodynamische und bauliche Leistungsfähigkeit hin analy­ siert werden.

Fig. 4 zeigt einen typischen Computer zur Durchführung des Verfahrens, da die Verwendung eines Computers das Verfah­ ren vereinfacht und als beste Art der Ausführung des Ver­ fahrens anzusehen ist.

Fig. 5 zeigt in Form eines Flußdiagramms das Befehlsformat, das bei der Programmierung des Computers benutzt wird, um das Verfahren auszuführen. Das Verfah­ ren kann gemäß den Schritten des Fluß­ diagramms unter Verwendung eines Digital­ computers oder vorprogrammierten Analogcomputers oder Mi­ kroprozessors ausgeführt werden. Die tatsächlichen Pro­ grammschritte können in Abhängigkeit von dem verfügbaren Computer und der verfügbaren Computersprache geändert wer­ den und sind einfache mathematische Berechnungen oder lo­ gische Schritte, deren Realisierung im Rahmen normalen Fachkönnens liegt.

Fig. 4 zeigt die Grundelemente eines Digitalcomputers, die zur Durchführung des Verfahrens benutzt werden können und ei­ ne Eingabeeinheit 50, beispielsweise eine Magnetbandeinheit oder einen Lochkartenleser, umfassen, der Blattprofil­ entwurfsdaten und Programminstruktionen zu einem Speicher 52 und zu einer Rechen- und Steuereinheit 54 leitet. Nachdem die Programminstruktionen ausgeführt worden sind, werden Ausgabeda­ ten zu einer Ausgabeeinheit 56, beispielsweise einem Drucker, geleitet. Der Speicher 52 und die Rechen- und Steuereinheit 54 verkehren bei Bedarf miteinander über eine Leitung 58. Die Rechen- und Steuereinheit 54 enthält eine Steuerlogik für das besondere Programm, ein Instruk­ tionsregister, das Instruktionen aus dem Speicher 52 empfängt, bei denen es sich um Befehle und Adressen handelt, eine arithmetische Einheit in Zweiwegverbindung mit dem Speicher 52, in der die Befehle ausgeführt werden, und ein Adreßregister, das bei Bedarf Daten zu dem Speicher 52 leitet. Die Eingabe- und Ausgabeeinheit können periphere Geräte zum Übersetzen in die Computersprache und aus der Computersprache enthal­ ten.

Fig. 5 zeigt in Form eines Flußdiagramms die Programm­ schritte, die in dem Computer von Fig. 4 oder in einem ähnlichen Rechengerät ausgeführt werden. Wenn das hier beschriebene Verfah­ ren automatisiert wird, ist es erwünscht, eine Grenze für den Zahlenwert des Anhebens der Dornoberfläche an dem Koordi­ natenpunkt zu setzen, das zum Beseitigen der Konkavität erforderlich ist. Wenn die Konkavität an einem Koordinatenpunkt nur ein geringes Ausmaß hat, beispielsweise 0,5 mm, kann sie außer acht gelassen werden. In der Praxis ist es nämlich fast un­ möglich, einen Dorn mit einer Genauigkeit von 0,5 mm zu bauen, so daß eine geringfügige Konkavität gewöhnlich außer acht gelassen werden kann. Ein Block 100 in Fig. 5 enthält daher eine Instruktion, durch die ein Begrenzungszahlenwert des Anhebens der Dornoberfläche in einem Koordinaten­ punkt zum Beseitigen der Konkavität festgelegt und in dem Computerspeicher abgespeichert wird. Es kann sein, daß der Grenzwert dieser Änderung in dem Koordinatenpunkt null ist, d. h. daß keine Konkavität zugelassen wird. Eine andere Lösung, die in Fig. 5 nicht gezeigt ist, besteht darin, eine maximale Anzahl von Iterationen für das Ver­ fahren festzulegen, die Iterationen zu zählen und das Pro­ gramm zu stoppen, wenn die Maximalzahl ereicht worden ist. An einigen Punkten können zwar noch Konkavitäten vorhanden sein, die Mehr­ zahl oder wenigstens die größten Konkavitäten werden jedoch korrigiert worden sein. Ebenso ist es erwünscht, die Konkavität für die erste Fadenmaterialschicht außer acht zu lassen, wenn bei der näch­ sten Schicht keine Konkavität auftritt.

Nach dem Setzen des Begrenzungszahlenwertes für das Anheben der Dornoberfläche, d. h. für die Änderung der Höhe des Koordinatenpunktes geht das Programm weiter zu dem Block 102, wo ein Speicherregister in dem Computerspei­ cher am Beginn jeder Iteration des Programms für das ge­ samte Windturbinenblatt auf null gesetzt wird. In diesem Speicherre­ gister wird, wenn das Programm weitergeht, der Zahlenwert der maximalen Anhebung der Dornoberfläche in dem Koordinatenpunkt gespeichert, die er­ forderlich ist, um eine Konkavität wähend einer Iteration zu beseitigen. Schließlich wird der Wert in dem Speicherre­ gister mit dem durch die Instruktion in dem Block 100 ge­ setzten Grenzwert verglichen, um festzustellen, ob das Pro­ gramm beendet ist, d. h. ob keine Konkavität aufgetreten ist oder ob die größte Anhebung der Dornoberfläche in dem Koordinatenpunkt kleiner als der Grenzwert ist oder ob eine weitere Iteration erfor­ derlich ist, weil die Anhebung der Dornoberfläche in einem Koordinatenpunkt zum Beseitigen einer Konkavität größer war als der Grenz­ wert.

Das Programm wählt dann den ersten Koordinatenpunkt aus, Block104, und bestimmt in dem Block 106 aus den Entwurfs­ daten für das Windturbinenblatt, die in dem Computerspeicher gespei­ chert sind, den Zahlenwert des Koordinatenpunktes, d. h. den Abstand des ausgewählten Koordinatenpunktes von der Wickelachse. In dem nächsten Schritt, Block 108, wird der Zahlenwert des Koordinatenpunktes berechnet, der erforder­ lich ist, um eine Konkavität zu beseitigen, d. h. Berechnen der Punkte A 1 oder C 1 und B 2 oder B 4 und auch der Punkte A 2 oder C 2 und D 2 oder D 4 wie in Fig. 2, Interpolieren zwischen weiteren Koordinatenpunkten, wenn erforderlich, und dann, wie in Fig. 3, Berechnen des Abstandes, den der Koordinatenpunkt von der Wickelachse haben muß, um eine Konkavität zu beseitigen. Die Entwurfsdaten für den Koordi­ natenpunkt in dem Block 106 werden dann durch die Instruk­ tion in dem Block 110 mit dem Wert des Koordinatenpunktes zum Beseitigen einer Konkavität, der in dem Block 108 be­ rechnet wird, verglichen und, wenn der Entwurfswert klei­ ner als der berechnete Wert ist, tritt eine Konkavität auf und das Programm verzweigt zu dem Block 112. Der Block 112 instruiert das Programm, den Entwurfswert des Koordinaten­ punktes auf den berechneten Wert zu ändern, die zum Beseitigen einer Konkavität notwendig ist. Die nächste In­ struktion in dem Block 114 vergleicht den Zahlenwert der Änderung in dem Koordinatenpunkt zum Beseitigen einer Konkavität mit dem in dem Speicher aufgrund der Instruktion in dem Block 102 gespeicherten Wert. Da der Block 102 ein Speicherregister während jeder Iteration auf null setzt und da der erste Koordinatenpunkt, in dem eine Konkavität vorhanden ist, bewirkt, daß der Zahlenwert der Änderung in dem Koordinatenpunkt, die zum Beseitigen der Konkavität notwendig ist, größer als null ist, wird dieser Wert immer gespeichert sein. Für an­ schließend mit einer Konkavität versehene Koordinatenpunkte kann der Zahlen­ wert der Koordinatenpunktänderung größer oder nicht größer als der Wert in dem Speicherregister sein. Wenn die Ände­ rung in einem folgenden Koordinatenpunkt größer als die in dem Speicherregister ist, verzweigt das Programm in­ folgedessen zu dem Block 116, welcher das Programm in­ struiert, den neuen Koordinatenpunktänderungswert zu spei­ chern. Schließlich wird das Speicherregister für jede Ite­ ration einen Wert erhalten, der gleich der größten nume­ rischen Änderung in irgendeinem Koordinatenpunkt ist. Wenn die Änderung in dem Koordinatenpunkt kleiner als der Wert in dem Speicherregister ist, wird die Instruktion in dem Block 116 umgangen und das Programm geht zu der Instruk­ tion in dem Block 118. Ebenso, wenn an dem Koordinatenpunkt keine Konkavität vorhanden ist, geht das Programm von dem Block 110 zu dem Block 118.

Die Instruktion in dem Block 118 verlangt eine Iteration der Instruktionen aus dem Block 104, weshalb das Programm zu dem Block 104 zurückgeht und den nächsten Koordinaten­ punkt längs derselben Profillinie auswählt. Wenn sämtliche Koordinatenpunkte längs einer Profillinie auf Konkavität überprüft worden sind, geht das Programm weiter zu dem Block 120, wo es instruiert wird, den gesamten Prozeß für jede Profillinie zu wiederholen, mit Ausnahme der ersten und der letzten. Nachdem jeder Koordinatenpunkt auf dem Blatt, mit Ausnahme derjenigen auf der ersten und auf der letzten Profillinie, auf Konkavität überprüft worden ist, geht das Programm zu der Instruktion in dem Block 122 weiter, wo der Wert der größten Änderung in irgendeinem Koordinatenpunkt während der gesamten Iteration, der in dem Register gespeichert ist, mit dem Grenzwert verglichen wird, der durch die Instruktion in dem Block 100 gesetzt worden ist. Wenn die größte Änderung in jedem Koordinaten­ punkt kleiner als der Grenzwert ist, ist das Programm be­ endet. Wenn jedoch die größte Änderung in irgendeinem Ko­ ordinatenpunkt größer als der Grenzwert ist, geht das Pro­ gramm zu der Instruktion in dem Block 124 weiter, die eine Rückkehr zu dem Block 102 und eine weitere Iteration für das gesamte Blatt verlangt. Für die Anzahl der Iterationen kann, wie oben erwähnt, ein Grenzwert ge­ setzt werden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen eines Windturbinenblattes in Wickeltechnik durch Umwickeln eines Dorns mit Fadenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß unter Zu­ grundelegung des angestrebten Blattprofils für den zu um­ wickelnden Dorn entlang jedes Wickelweges Konkavitäten der Dornoberfläche ermittelt und durch Anheben der Dornoberfläche bis an den Wickelweg beseitigt werden und schließlich dieser korrigierte Dorn mit dem Fadenmaterial umwickelt wird, wobei zum Ermitteln der Konkavitäten das Blattprofil mit einem Git­ ter von Koordinatenpunkten überzogen wird, um mit mathemati­ schen Methoden unter Berücksichtigung der Wickelrichtung für diese Koordinatenpunkte die Strecke zu ermitteln, um die die Dornoberfläche anzuheben ist und die Koordinatenpunkte zu korrigieren sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
Festlegen von mehreren Mantellinien als Schnitte von die Wickelachse enthaltenden Ebenen mit dem Blattprofil;
Festlegen von mehreren Profillinien als Schnitte von zu der Wickelachse rechwinkeligen Ebenen mit dem Blattprofil, wo­ bei der Schnitt der Mantellinien und der Profillinien das Gitter von Koordinatenpunkten ergibt, und wobei dann für jeden Koordinatenpunkt folgende Schritte ausgeführt werden:
Bestimmen der Höhe des Koordinatenpunktes über die Wickelach­ se;
Auswählen eines zu dem Koordinatenpunkt in Wickelrichtung folgenden bzw. vorangehenden ersten und zweiten Punktes auf dem Blattprofil als Schnittpunkte der in Wickelrichtung ver­ laufenden Wickelebene jeweils mit einer Mantel- oder Profil­ linie;
Feststellen des Vorhandenseins einer Konkavität durch Ver­ gleichen der Höhe des Koordinatenpunktes mit der Höhe einer Geraden, die die beiden ausgewählten Punkte miteinander ver­ bindet, jeweils über der Wickelachse; und
Korrigieren von festgestellten Konkavitäten durch Einstellen der Höhe des Koordinatenpunktes auf die Höhe der Geraden.