DK175718B1 - Möllevinge - Google Patents

Description

___ I DK 175718 B1

En vinge til en vindmølle og en metode til samling af laminatprofiler for en vinge

Opfindelsen omhandler en vinge til brug på en vindmølle, hvilken vinge er af 5 den type, som i hovedsagen omfatter mindst to separat fremstillede fiberforstærkede laminatprofiler og mindst en langsgående bjælkedel. Opfindelsen omhandler desuden en metode til samling af laminatprofiler for en vinge til en vindmølle.

ίο I forvejen kendes vingeprofiler/vinger, der i hovedsagen er opbygget af to laminatprofiler, der samles vha. limning, og hvor der indeni er placeret en bærebjælke, der kan være et eller flere metalprofiler eller et viklet GRP-profil, hvorpå laminatprofilerne ligeledes er limet.

15 De sider af laminatprofilerne, som skal limes mod bærebjælken, udgøres af håndoplagte indersider, der af hensyn til pris og praktiske forhold ikke er bearbejdede, og som derfor omfatter betydelige unøjagtigheder. Endvidere arbejdes der normalt med et større antal forme for fremstilling af halvdelene, hvor disse siden hen parres sammen tilfældigt, hvorved unøjagtighederne 20 forøges yderligere. Man må derfor tage hensyn til hele rækken af tolerancer - både på forme, tykkelse af laminatprofiler og på højden af bærebjælken.

Altså at man risikerer, at laminatprofilerne bliver tykkest, samtidig med at bærebjælken er højest.

25 I praksis er man derfor nødt til at indrette målene på delene efter den største tolerancesum, hvilket betyder, at der normalt er en stor spalte mellem laminatprofilerne og bærebjælken. Denne spalte skal optages af limfugen, hvilket er særlig kritisk i de tilfælde, hvor bærebjælken i hovedsagen skal bære kræfterne, i modsæfrilng til at laminatprofilerne bærer, og hvor kravene til 30 limfugens styrke er størst. Styrken og levetiden af limfugen påvirkes desuden af limfugens tykkelse. Der er endvidere et kvalitetssikringsaspekt, idet limfugen er skjult under laminatprofilerne og dermed vanskelig at kontrollere.

I DK 175718 B1 I

I 2 I

I For at være sikker på at der er lim nok til at udfylde spalten må man dosere I

I ekstra meget lim, hvilket gør vingen tungere og er en ekstraomkostning, idet I

I limen er en forholdsvis dyr ressource, og tykke limfuger har væsentligt for- I

I ringet styrke og holdbarhed. Jo større vinger desto større problem, hvilket er I

I 5 uheldigt. Udviklingen imod større og større vinger kræver, at fremstillings- I

I teknologien revurderes og nye metoder tages i anvendelse, specielt mht. · I

I aspekter omkring styrke og vægt. Når man betragter en vinge, som kan være I

mere end 30 meter lang og flere meter bred, så syner en spalte på 15 milli- I

I meter ikke af meget, men den kan faktisk betyde et stort merforbrug af lim, I

10 hvilket er en ikke uvæsentlig meromkostning. De 15 mm multipliceret med I

I bredden af bærebjælken multipliceret med længden af bærebjælken giver et I

I ganske stort volumen. Med vinger på 70 meter vil spalten og merforbruget af I

I lim blive særdeles betydeligt. I

I 15 Et formål med opfindelsen er at frembringe en vinge, der kan fremstilles me- I

I re nøjagtigt og med større styrkemæssig ensartethed fra vinge til vinge end I

I kendte vinger. Et andet formål med opfindelsen er at opnå en vingekonstruk- I

tion, som er lettere og billigere end kendte vinger. Yderligere formål er at I

H frembringe en metode til samling af laminatprofiler, som er mere nøjagtig I

20 end de kendte metoder, og som resulterer i, at der spares lim ved samling af I

H vingen. I

Nye og kendetegnende aspekter ved opfindelsen omfatter, at bjælkedelen I

omfatter mindst en første part og mindst en anden part, hvilken første part I

H 25 omfatter mindst en kropdel forbundet til mindst en samleflade og til mindst I

en anlægsflange, hvilken anden part omfatter mindst en kropdel forbundet til I

mindst en samleflade og til mindst en anlægsflange, hvor parterne er justeret I

H med midler til højdejustering og forbundet med hinanden ved samlefladerne, I

H og hvor laminatprofileme er samlet omkring bjælkedelen og limet mod de I

H 30 respektive anlægsflanger. I

3 DK 175718 B1

Udfra de kendetegnende aspekter opnås flere fordele, herunder at bjælkedelens højde kan afpasses efter tykkelsen af laminatprofilerne, således at limfugen får den ønskede tykkelse. Derved spares en mængde lim, idet ekstradosering undgås, hvorved vingen bliver billigere og lettere. Idet bjæl-5 kedelen i begyndelsen er delt i mindst to dele, er disse dele betydeligt mindre stive end den endelige bjælkedel. Dermed er de bøjelige nok til at kunne justeres forskelligt på langs af bjælkedelen, således at forskelle i tykkelse af laminatprofilerne over deres længde også kan optages. Som sideeffekt opnås desuden, at når vingen bliver lettere, så falder belastningen på lejringen 10 af vingen.

Hver af parterne kan omfatte to parallelle kropdele, hvilke kropdele ved sin ene ende er forbundet til en i hovedsagen tværgående anlægsflange og ved sin anden ende er forbundet med en tværgående flange, hvilke flanger om- 15 fatter samleflader. Derved opnås, at når parterne sammenføjes, så danner de tilsammen et i hovedsagen lukket tværsnit, som giver stor stivhed, herunder stor bøjnings- og torsionsstivhed. Yderligere opnås, pga. de tværgående flanger, at samlefladerne bliver brede og lette at udføre en stærk og holdbar samling af.

20

Midler til højdejustering kan omfatte lim, hvilket er hensigtsmæssigt i de tilfælde, hvor man ved omhu har reduceret spalten så meget, at den nødvendige højdejustering er væsentligt reduceret.

25 Midler til højdejustering kan omfatte skruer, afstandsklodser, mellemlæg e.l., hvorved det er let og hurtigt at udføre justeringen, og at det kan gøres præcist. Desuden opnås, at justeringen kan udføres forskelligt over bjælkedelens længde.

30 Bjælkedelen kan omfatte mindst et samlingspanel, som overlapper kropdelene og som er forbundet til begge parter. Derved kan det undgås, at overskydende lim fra fugen mellem samlefladerne løber ind og lægger sig indeni I DK 175718 B1

I 4 I

I bjælkedelen og tilfører unødig tyngde. Desuden hjælper samlingspanelet til I

I at styre parterne sammen ved samling af disse. Ydermere øger samlingspa- I

nelet styrken af samlingen, idet limarealet forøges, og der haves limninger, I

som kan ligge stort set vinkelret i forhold til hinanden. I

I I

Samlingspanelet kan være T-formet, således at det samtidigt kan udgøre et I

afstandsstykke til højdejustering imellem samlefiaderne. I

I Opfindelsen omfatter videre en metode til samling af laminatprofiler for en I

I lo vinge til en vindmølle, hvilken vinge er af den type, som i hovedsagen omfat- I

I ter mindst to separat fremstillede fiberforstærkede laminatprofiler og mindst I

en langsgående bjælkedel. I

I Nye og kendetegnende aspekter ved metoden ifølge opfindelsen omfatter, at I

15 bjælkedelen omfatter mindst en første part og mindst en anden part, hvilken

første part omfatter mindst en kropdel forbundet til mindst en samleflade og I

til mindst en anlægsflange, hvilken anden part omfatter mindst en kropdel I

I forbundet til mindst en samleflade og til mindst en anlægsflange, hvor mindst en af parterne fremstilles på undermål, og hvor parternes samlede højde 20 justeres, hvorefter parterne forbindes, og hvor laminatprofilerne samles om- H kring bjælkedelen og limes mod de respektive anlægsflanger.

Ud fra de nye og kendetegnende aspekter ved metoden opnås, at bjælkede- len kan tilpasses tilsvarende det indvendige mål imellem konturen af inder- 25 siderne af laminatprofilerne, således at limfugen mellem laminatprofilerne og de respektive anlægsflanger bliver veldefineret. Derved spares lim, idet H ekstradosering undgås, hvilket fører til lettere og billigere vinger, ligesom holdbarheden forbedres.

30 Parterne kan forbindes ved limning, hvilket er en fordelagtig samlingsform.

5 DK 175718 B1

Parterne kan oplægges i forme med anlægsflangeme vendende imod form-væggene. Derved bliver konturen af anlægsflangeme meget veldefinerede, hvilket bidrager til en stærk og holdbar samling med laminatprofilerne. Sam-leflademe bliver til gengæld mindre præcise, men vil være beliggende der, 5 hvor højdejusteringen sker, hvorved betydningen af unøjagtigheden stort set Ijemes.

Hver af parterne kan omfatte to parallelle kropdele, hvilke kropdele ved sin ene ende er forbundet til en i hovedsagen tværgående anlægsflange og ved 10 sin anden ende er forbundet med en tværgående flange, hvilke flanger omfatter samleflader, hvor der inden samling af parterne monteres to samlingspaneler, således at samlingspanelerne ved samling af parterne overlapper kropdelene, hvilke samlingspaneler forbindes til begge parter. Derved kommer samlingspanelerne til at indgå som strukturelle elementer i bjælkedelen, 15 og styrken øges. Desuden bliver det lettere at styre limning af samleflader-ne, idet samlingspanelerne forhindrer overskydende lim i at løbe ind i bjælkedelen. Ydermere bliver det lettere at styre parterne på plads i forhold til hinanden, hvilket er en lettelse specielt ved meget lange bjælkedele for store vinger.

20

Samlingerne udføres generelt fortrinsvis ved limning og efterfølgende hærdning.

I det efterfølgende beskrives opfindelsen nærmere og eksempler på forskel-25 lige udførelsesformer er vist på figurerne, hvor

Fig. 1 viser et tværsnit af en vinge for en vindmølle,

Fig. 2 viser to laminatprofiler set i tværsnit,

Fig. 3 viser et tværsnit af en bjælkedel i eksploderet afbildning, 30 I DK 175718 B1 I 6 I Fig. 4 viser et udsnit af et tværsnit af en bjælkedel, I Fig. 5 viser et udsnit af et tværsnit af en bjælkedel, I 5 Fig. 6 viser et tværsnit af en bjælkedel, I Fig. 7 viser et tværsnit af en bjælkedel,

Fig. 8 viser et udsnit af et tværsnit af en bjælkedel, og I 10 I > Fig. 9 viser et udsnit af et tværsnit af en bjælkedel.

I På Fig. 1 ses et simplificeret tværsnit af en vinge for en vindmølle, som om- fatter to laminatprofiler 3 og 5, som udgør vingens aerodynamisk aktive del.

15 Inden i vingen er placeret en bjælkedel 2, der omfatter en første part 4 og en anden part 6. Den samlede højde af bjælkedelen 2 kan justeres med midler for højdejustering 8. Laminatprofilerne 3 og 5 er forbundet til bjælkedelen 2, fortrinsvis ved limning.

20 På Fig. 2 ses to laminatprofiler 3 og 5 placeret i den position, som de er kon- strueret til at blive placeret i. Laminatprofilerne 3 og 5 fremstilles ved hånd- oplægning af fibermateriale og en binder, fx polyester eller epoxy, i en form, hvor laminatprofilernes yderside, jf. brugssituationen, vender imod formen.

Herved fås den mest præcise udvendige kontur, som er vigtig for vindmøl- 25 lens ydelse. Den indvendige side af laminatprofilerne er langt fra fast define- ret, idet forskelle og variationer bl.a. af fibermaterialet umuliggør dette. Der- med kommer tykkelsen til at variere betydeligt, hvorfor dimensionen mærket D på Fig.2 ligeledes vil variere. Ved den kendte teknik, hvor der anvendes en bærebjælke enten af fx metalprofiler eller en viklet GRP-bjælke, vil H 30 mængden af lim, som er nødvendig for at nå fra laminatprofilernes inderside H og ind til bærebjælken, være forskellig, fordi D varierer. Dermed kommer limfugens tykkelse til at variere. Dermed vil man i mange tilfælde bruge en 7 DK 175718 B1 stor mængde lim, fx fordi bærebjælken kan være væsentligt mindre i højde end D. Spalten mellem laminatprofil og bjælke skal optages af limfugen, hvilket er særlig kritisk i de tilfælde, hvor bærebjælken i hovedsagen skal bære kræfterne, i modsætning til at laminatprofilerne bærer, og hvor kravene til 5 limfugens styrke er størst. Styrken og levetiden af limfugen påvirkes desu- « den af limfugens tykkelse.

På Fig. 3 ses en eksploderet afbildning af et tværsnit af en bjælkedel 2. Bjælkedelen 2 omfatter mindst en første part 4, mindst en anden part 6, samt 10 midler til højdejustering 8, hvilken første part 4 omfatter mindst en kropdel 12 forbundet til mindst en samleflade 10 og til mindst en anlægsflange 14, hvilken anden part 6 omfatter mindst en kropdel 18 forbundet til mindst en samleflade 16 og til mindst en anlægsflange 2, hvor parterne 4 og 6 ved samle-fladerne 10 og 16 er justerbare vha. midler til højdejustering 8. I udførelses-15 formen angivet Fig. 3 omfatter en første part 4 to kropdele 12a og 12b, som i sin ene ende er forbundet til en tværgående anlægsflange 14, og som i den anden ende er forbundet til tværgående flanger 22a og 22b. På den side af parten 4, som vender imod den anden part 6, er placeret to samleflader 10a og 10b. Samiefladerne er placeret på de tværgående flanger 22a og 22b.

20 Den anden part 6 omfatter to kropdele 18a og 18b, som i sin ene ende er forbundet til en tværgående anlægsflange 20, og som i den anden ende er forbundet til tværgående flanger 24a og 24b. På den side af parten 6, som vender imod den første part 4, er placeret to samleflader 16a og 16b. Samle-flademe er placeret på de tværgående flanger 24a og 24b. Parterne 4 og 6 25 fremstilles fortrinsvis ved oplægning af fibermateriale og binder i forme, hvor anlægsflangerne 14 og 20 vender imod formene. På Fig. 3 er midler for højdejustering 8 vist som mellemlægsplader. Med et antal mellemlægsplader i forskellige tykkelser kan afstanden justeres, indtil bjælkedelen 2 opnår en højde tilsvarende afstanden indvendigt mellem to aktuelle laminatprofiler, jf.

30 Fig. 1 og 2. Ved parter 4 og 6, som ikke er forsynet med tværgående flanger 22a, 22b, 24a og 24b, vil samiefladerne 10 og 16 fx være den ende af kropdelene 12 og 18, som ikke er forbundet til anlægsflangerne 14 og 20. Ved

I DK 175718 B1 I

I 8 I

I vingekonstruktioner, hvor bjælkedelen 2 skal udgøre en væsentlig del af I

I styrken og stivheden, kan tykkelsen af anlægsflangerne 14 og 20 være be· I

I tydeligt større end tykkelsen af kropdele 12 og 18. I

I 5 På Fig. 4 ses en bjælkedel 2 med to parter 4 og 6, som omfatter tværflanger I

I 22a og 24a. Desuden ses midler for højdejustering 8, som omfatter skruer * I

I 32, som fx er placeret i en ikke vist møtrik, der kan være indstøbt i tværflan- I

I gen 22a. Justeringen af højden af bjælkedelen 2 kan så ske ved at justere I

skruen 32, der støtter/trykker på flangen 24a. Når den ønskede højde er op- I

I 10 nået, kan fx den første part 4 løftes op og fri af den anden part 6, således at I

I der kan påføres lim til sammenføjning af parterne 4 og 6. Alternativt kan I

I overgangen mellem parterne 4 og 6 lukkes med fibermateriale og binder. I

På Fig. 5 ses endnu en udførelse af midler til højdejustering 8, hvor der er I

I 15 fastgjort klodser 30 på siden af den første part 4 og siden af den anden part I

I 6, og hvoraf den øverste klods er forsynet med gevind, i hvilket gevind der er I

placeret en gevindstang 30, som kan justere afstanden mellem parterne 4 og I

I 6 og dermed højden af bjælkedelen 2. I

20 På Fig. 6 ses en bjælkedel 2, hvor bøjningsstivheden øges ved at indlægge I

et ekstra lag 34 fibermateriale og binder indvendigt på anlægsflangerne 14 I

I og 20. På denne måde kan stivheden på enkel vis forøges, fx hvis vingen I

skal anvendes under øgede brugskrav. På figuren er desuden vist, at de I

tværgående flanger 22 og 24 også kan vende imod hinanden. I

I 25 I

På Fig. 7 ses en bjælkedel 2, som omfatter fire parter 4a, 4b, 6a og 6b. Par- I

I terne 4a og 4b hhv. 6a og 6b kan parvis være sammenføjet for sig. Alterna- I

tivt kunne parrene 4a og 4b hhv. 6a og 6b fremstilles ud i et. I

30 På Fig. 8 og 9 ses udsnit af en bjælkedel 2, hvor der er monteret et sam- I

lingspanel 26. På Fig. 8 er samlingspanelet 26 monteret på kropdelen 18a I

og dækker over spalten mellem de to parter 4 og 6. Der er fortrinsvis en tynd I

DK 175718 B1 g spalte mellem samlingspanelet 26 og kropdelen 12a, således at der ved samling af parterne 4 og 6 også påføres lim på siden af samlingspanelet 26, som således fæstnes på begge parter og bidrager til styrken. Afstanden mellem parterne 4 og 6 er passende til, at midler 8 til højdejustering kan udgø-5 res af lim 38. Samlingspanelet 26 sørger desuden for, at overskydende lim ikke løber ind og lægger sig indeni bjælkedelen 2. På Fig. 9 ses et T-formet samlingspanel 26, hvor den styrkegivende funktion og den limstoppende funktion haves i kombination med en højderegulerende funktion, idet den ene arm kan agere mellemlæg. Der kan naturligvis anvendes at antal ΤΙ o formede samlingspaneler med forskellig tykkelse aht. den højderegulerende funktion.

Claims (10)

1. En vinge til brug på en vindmølle, hvilken vinge er af den type, som i ho- I vedsagen omfatter mindst to separat fremstillede fiberforstærkede laminat- I I 5 profiler(3,5) og mindst en langsgående bjælkedel(2), kendetegnet I I v e d , at bjælkedelen(2) omfatter mindst en første part(4) og mindst en an- L I I den part(6), hvilken første part(4) omfatter mindst en kropdel(12) forbundet I I til mindst en samleflade(IO) og til mindst en anlægsflange(14), hvilken an- I den part(6) omfatter mindst en kropdel(18) forbundet til mindst en samlefla- I I 10 de( 16) og til mindst en anlægsflange(20), hvor parterne(4,6) er justeret med I I midler til højdejustering(8) og forbundet med hinanden ved samleflader- I I ne(10,16), og hvor laminatprofileme(3,5) er samlet omkring bjælkedelen(2) I I og limet mod respektive anlægsflanger( 14,20). I I 15

2. Vinge ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver af parterne(4,6) I I omfatter to parallelle kropdele(12a,12b,18a,18b), hvilke kropdele ved sin I I ene ende er forbundet til en i hovedsagen tværgående anlægsflange(14,20) I og ved sin anden ende er forbundet med en tværgående flan- I I ge(22a,22b,24a,24b), hvilke flanger omfatter samleflader(10a, 10b, 16a, 16b). I i I

3. Vinge ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at midler til højdeju- I I stering(8) omfatter lim. I

4. Vinge ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at midler til høj- I 25 dejustering(8) omfatter skruer, afstandsklodser, mellemlæg e.I.. I

5. Vinge ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at bjælkede- I len(2) omfatter mindst et samlingspanel(26), som overlapper kropdele- I ne(12,18), og som er forbundet til begge parter(4,6). I I 30 I

6. Vinge ifølge krav 4, kendetegnet ved, samlingspanelet(26) er T- I H formet. I 11 DK 175718 B1

7. Metode til samling af laminatprofiler for en vinge til en vindmølle, hvilken vinge er af den type, som i hovedsagen omfatter mindst to separat fremstillede fiberforstærkede Laminatprofiler(3,5) og mindst en langsgående bjælke-5 del(2), kendetegnet ved, at bjælkedelen(2) omfatter mindst en første part(4) og mindst en anden part(6), hvilken første part(4) omfatter mindst en kropdel(12) forbundet til mindst en samleflade(IO) og til mindst en anlægsflangeil 4), hvilken anden part(6) omfatter mindst en kropdei(18) forbundet til mindst en samleflade(16) og til mindst en anlægsflange(20), hvor mindst en 10 af parterne(4,6) fremstilles på undermål, og hvor parternes(4,6) samlede højde justeres, hvorefter parterne(4,6) forbindes, og hvor laminatprofiler-ne(3,5) samles omkring bjælkedelen(2) og limes mod de respektive anlægsflangeril 4,20).

8. Metode ifølge krav 7, kendetegnet ved, at parterne(4,6) forbindes ved limning.

9. Metode ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at parteme(4,6) oplægges i forme med anlægsflangerne(14,20) vendende imod formvægge- 20 ne.

10. Metode ifølge et af kravene 7-9, kendetegnet ved, at hver af parterne(4,6) omfatter to parallelle kropdele(12a,12b,18a,18b), hvilke kropdele ved sin ene ende er forbundet til en i hovedsagen tværgående anlægs- 25 flange( 14,20) og ved sin anden ende er forbundet med en tværgående flan-gei22a,22b,24a,24b), hvilke flanger omfatter samleflader(10a,10b,16a,16b), hvor der inden samling af parterne(4,6) monteres to samlingspaneleri26), således at samlingspanelerne ved samling af parterne overlapper kropdele-ne(12a,12b,18a,18b), hvilke samlingspaneler(26) forbindes til begge par- 30 ter(4,6).