EP2831409A1 - Composite fibre component for a rotor blade, device for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade and the method for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade - Google Patents

Composite fibre component for a rotor blade, device for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade and the method for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade

Info

Publication number
EP2831409A1
EP2831409A1 EP13709758.0A EP13709758A EP2831409A1 EP 2831409 A1 EP2831409 A1 EP 2831409A1 EP 13709758 A EP13709758 A EP 13709758A EP 2831409 A1 EP2831409 A1 EP 2831409A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
rotor blade
fiber composite
composite component
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13709758.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Flach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Senvion GmbH
Original Assignee
Senvion GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Senvion GmbH filed Critical Senvion GmbH
Publication of EP2831409A1 publication Critical patent/EP2831409A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/065Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/681Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25Solid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2823/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as mould material
    • B29K2823/04Polymers of ethylene
    • B29K2823/06PE, i.e. polyethylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0026Transparent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/08Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05B2280/6003Composites; e.g. fibre-reinforced
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • FIBER COMPOSITE COMPONENT FOR A ROTOR BLADE PRODUCTION DEVICE FOR A FIBER COMPOSITE COMPONENT FOR A ROTOR BLADE, AND METHOD FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT FOR A ROTOR BLADE
  • the invention relates to a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant with a defined predetermined first surface formed on a first side of the fiber composite component.
  • the invention further relates to a production device for producing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process comprising an open manufacturing mold with a molding surface for forming a first surface on a first side of the fiber composite component.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process in an open manufacturing mold, wherein a first surface is formed on a first side of the fiber composite component by means of a mold surface of the manufacturing mold.
  • the invention further relates to a rotor blade for a wind power plant and to a method for manufacturing a rotor blade for a wind turbine.
  • Typical rotor blades consist of at least two rotor blade shells, which specify the outer shape and thus the essential aerodynamic properties of the rotor blade.
  • the rotor blade shells are usually reinforced in the region of the largest profile thickness of the rotor blade by so-called straps and connected to each other in the belt by main webs.
  • the straps and the main webs form the essential supporting structure of the rotor blade.
  • the aerodynamically relevant outer side has a surface with excellent quality, while the inside, on which, for example, the main webs are glued, is relatively rough and uneven.
  • the adhesive joint for example, generously applied adhesive on the inside of the rotor blade shell and pressed a main web with a certain force in the adhesive. The adhesive compensates for unevenness between the components to be joined, so that after curing, there is a surface connection between the components.
  • the object of the present invention is the quality, rigidity and / or life of a single rotor blade and the reproducibility of these properties in a variety of similar rotor blades improve.
  • a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant with a defined predetermined first surface on a first side of the fiber composite component, which is further developed by the fiber composite component a second defined predetermined shaped surface for connection to another component for the rotor blade Having at least a portion of one of the first side facing away from the second side of the fiber composite component.
  • the second defined predetermined shaped surface is provided, for example, by aftertreating a fiber composite component produced by means of the described vacuum infusion method on the second side.
  • the fit of two components to be joined together is improved for a rotor blade.
  • the invention makes it possible for the second surface of the fiber composite component to be complementary in shape or in sections to form complementary to the further component.
  • the fiber composite component according to the invention is to the fiber composite component according to the invention a mark for a desired position of the further component on or arranged on the second surface.
  • a mark for a desired position of the further component on or arranged on the second surface is ensured to each other when connecting the two components.
  • a control of the relative arrangement of the components to each other after the connection is made possible, so that any production errors can be detected and optionally corrected.
  • the marking is designed as a stop, wherein in particular the further component in the desired position is positively aligned or aligned with the stop. This ensures that the additional component can not slip in the desired position before the final connection with the fiber composite component according to the invention.
  • the fiber composite component is preferably a rotor blade shell or a belt, wherein the further component is in particular a web or a main web.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a production device for producing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process comprising an open production mold with a molding surface for forming a first surface on a first side of the fiber composite component, wherein the manufacturing device is further developed in that the production device has a mold insert with a molding surface for forming a second surface for connecting the fiber composite component having a further component for the rotor blade, wherein the mold insert on or in the manufacturing form can be arranged such bar, arranged or arranged that the mold surface of the mold insert of the mold surface of the manufacturing mold is facing.
  • the production device makes it possible to manufacture a fiber composite component according to the invention using a vacuum infusion method.
  • the open manufacturing mold is thereby at least partially covered by the mold insert, so that a cavity for the fiber composite component to be produced is formed between the manufacturing mold and the mold insert.
  • the mold insert preferably covers only a portion of the entire manufacturing form, so that the mold insert is smaller in size than the manufacturing mold. This provides an easy-to-use mold insert of relatively low weight which nevertheless is sufficiently stable for forming a defined and reproducible cavity for the fiber composite component.
  • This cavity is preferably completely filled with resin in the manufacture of the fiber composite component, so that in each case a defined predetermined and reproducible surface is formed on one side of the fiber composite component by the forming surface of the manufacturing mold and on the opposite side of the fiber composite component by the mold surface of the mold insert.
  • the mold surface of the mold insert preferably has a marking form, for example a protrusion or a depression, for forming a marking for a desired position of the further component on or on the second surface of the fiber composite component.
  • the mold insert is at least partially transparent. This allows the distribution of resin in the mold to be observed and controlled during the vacuum infusion process.
  • a material of the mold insert comprises polyethylene.
  • Such materials are usually self-separating when dealing with epoxy resins, so that after curing of the finished fiber composite component a simple demolding is guaranteed.
  • the molding surface of the mold insert comprises a material with polyethylene or consists of such a material.
  • mold inserts or components for polyethylene mold inserts can be produced simply and inexpensively, for example in a deep-drawing process.
  • a particularly preferred production device is characterized in that a positioning device is included for reproducible positioning of the mold insert on or in the production mold.
  • a positioning device is included for reproducible positioning of the mold insert on or in the production mold.
  • a sealing device for a common contact region of the manufacturing mold and the mold including deposits is, for example, a surface or a line on or along which touch the mold and the mold insert.
  • the object underlying the invention is also achieved by a method for manufacturing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process in an open manufacturing mold, wherein a first surface is formed on a first side of the fiber composite component by means of a molding surface of the manufacturing mold, wherein the method is further developed in that in the manufacture of the fiber composite component, a mold insert is arranged on or in the manufacturing mold, wherein by means of one of the mold surface of the mold facing mold surface of the mold insert a second surface for connecting the fiber composite component with another component for the rotor blade at least a partial region of the first side remote from the second side of the fiber composite component is or is formed.
  • This method is particularly suitable for execution by means of the production device according to the invention described above.
  • a marking for a desired position of the further component is or is formed on or on the second surface of the fiber composite component on or on the second surface. This is done, for example, by subsequent to the introduction of resin into the production mold, which is preferably carried out using the vacuum infusion method, a marking on or on the second surface of the fiber composite component. is brought. For example, the mark is pressed or embossed into the resin before the final cure, or a mark is applied to the at least partially cured resin, for example glued or painted.
  • the marking is or is formed by means of the molding surface of the mold insert, in particular by means of a marking mold of the molding surface.
  • the open mold for the vacuum infusion process is sealed using the mold insert.
  • the areas of the open manufacturing mold, which are not covered by the mold insert, are thereby sealed, for example by means of a vacuum film.
  • the entire manufacturing form including the mold insert is covered and sealed by means of a vacuum film or the mold insert only after sealing the entire manufacturing form by means of a vacuum film or inserted.
  • the object underlying the invention is also achieved by a rotor blade for a wind energy plant with a fiber composite component according to the invention.
  • the object is also achieved by a method for manufacturing such a rotor blade, wherein the fiber composite component is connected to the second surface with a further component for the rotor blade.
  • an alignment of the fiber composite component and the other component is preferably checked each other after the connection based on the mark. It is also advantageous if the fiber composite component and the further component are aligned before joining by means of the marking to each other.
  • Fig. 1 shows schematically a wind turbine
  • FIG. 3 schematically shows the joining together of two rotor blade shells according to the invention and two main webs to form a rotor blade according to the invention
  • FIG. 4 schematically shows a production device according to the invention in a perspective view
  • Fig. 5 shows the manufacturing device of Fig. 4 in a schematic sectional view
  • Fig. 6 shows schematically the joining of two rotor blade shells and two main webs to a rotor blade according to the invention in a further embodiment.
  • a rotor blade 2 consists, for example, of a plurality of components manufactured in fiber composite construction, which are glued together.
  • Fig. 2 shows schematically how a rotor blade 2 of the prior art of two rotor blade shells 3 and two main webs 4 is assembled. Shown is a sectional view along the line A-A on the finished rotor blade in Fig. 1st
  • the rotor blade shells 3 and the main webs 4 are manufactured individually in fiber composite construction using a vacuum infusion process.
  • fiber material is laid out in an open mold, the mold is sealed by means of a vacuum film, the air between the mold and the vacuum film is evacuated, and then resin is passed into the evacuated mold so that the fiber material is impregnated with resin between the mold and the vacuum film becomes.
  • the component produced in this way has a defined upper surface on the side facing the manufacturing mold. surface, which is predetermined by the surface of the manufacturing mold. In the case of the rotor blade shells 3 shown in FIG. 2, this is the outside 11 or the surface 12 of the outside 11.
  • the side that is covered with the vacuum film during production is not able to control the final surface.
  • the side that is covered with the vacuum film during production is not able to control the final surface.
  • forms the flexible vacuum film when evacuating the manufacturing form wrinkles, which later fully run resin.
  • the thickness of the component in the production process can thus only be specified within relatively rough inaccuracies.
  • this is the inner side 13 or the surface of the inner side 12.
  • a belt 5 is in each case incorporated in the rotor blade shells 3, wherein two main webs 4 are glued in between the belts 5 or between the rotor blade shells 3 in the region of the belts 5.
  • the main webs 4 have at their edges angled web feet to allow a large-area adhesive bond with the rotor blade shells 3.
  • the second rotor blade shell 3 is likewise provided with adhesive 6 and placed on the first rotor blade shell 3 with the glued-in main webs 4.
  • a certain compressive force F is used in the direction of the arrow shown to press the main webs 4 in the adhesive 6 and to obtain a flat and resilient connection between the main webs 4 and the upper rotor blade shell 3.
  • Due to the curved shape of the rotor blade shell 3 act by the applied compressive force F transverse forces on the upper ends of the main webs 4, which lead to an evasive movement F 'of the main webs 4 relative to the upper rotor blade shell 3 in the direction of the arrows.
  • FIG. 3 schematically illustrates the assembly of a rotor blade 2 according to the invention with rotor blade shells 3 designed according to the invention.
  • a rotor blade shell 3 according to the invention for the rotor blade 2 according to the invention has on the outer side 11 a defined predetermined surface 12 for the desired aerodynamic properties of the rotor blade 2.
  • the rotor blade shell 3 according to the invention also has on the inner side 13 a defined predetermined shaped surface 14, on which the main webs 4 are glued.
  • the defined predetermined shaped surface 14 is formed in particular complementary to the web feet of the main webs 4, so that the main webs 4 are precisely inserted between the two rotor blade shells 3 according to the invention.
  • the markings 17 are designed as stops for the web feet of the main webs 4, so that slipping of the web feet is precluded from the outset.
  • the device comprises a manufacturing mold 20 with a first molding surface 22 for molding the outer surface 12 of the rotor blade shell 3.
  • the device further comprises a mold insert 30 with a second mold surface 32 for a surface 14 on the inside of the rotor blade shell 3.
  • the mold insert 30 is placed on the edges 24 of the mold 20 such that between the mold 20 and the mold insert 30, a cavity 50 forms, as shown in the sectional view in Fig. 5.
  • the cavity 50 is limited by the molding surface 22 of the mold 20 and the mold surface 32 of the mold insert 30th
  • first fiber material and other components for the rotor blade shell 3 are laid out on the forming surface 22 of the production mold 20. Then, the mold insert 30 is placed on the mold 20 and on the edge 24 of the mold 20.
  • the correct positioning of the mold insert 30 on the edge 24 of the manufacturing mold 20 is ensured, for example, by suitable positioning devices 42. These are for example pins attached to the edges 24 of the production mold 20 and complementary holes for the pins on the mold insert 30.
  • the mold insert 30 is at least partially transparent, so that the distribution of the resin in the cavity 50 between the mold insert 30 and the mold 20 is observable. As a result, in particular air pockets can already be detected and corrected during the resin infusion.
  • the mold insert 30 is made of, for example, an extrusion molding process using a material or material with polyethylene.
  • the mold insert 30 is simple and inexpensive to produce and, in particular because the mold insert 30 is substantially smaller than the mold 20, also sufficiently stable.
  • the mold insert 30 or the mold surface 32 of the mold insert 30 has two Marking forms 34 in the form of grooves.
  • the manufacturing mold 20 is sealed by means of a vacuum foil.
  • the mold insert 30 can be used for the seal when between the mold insert 30 and the manufacturing mold 20, a seal 40 is provided.
  • the manufacturing mold 20 shown by way of example in FIGS. 4 and 5 has, at the edges 24, channels for a seal 40, for example a hose seal made of rubber.
  • the fiber material and other materials in the manufacturing mold 20 for the rotor blade shell 3 are impregnated with resin in a vacuum infusion process.
  • the cavity 50 between the mold insert 30 and the manufacturing mold 20 is completely filled with resin, so that by means of the mold surface 32 of the mold insert a surface 14 of the rotor blade shell 3 defined defined or shaped.
  • the grooves of the marking forms 34 are filled with resin, so that after curing of the resin markings 17 are provided for the desired position of the main webs 4 on the rotor blade shell 3.
  • the material for the rotor blade shell 3 is designed in the manufacturing mold 20, sealed the entire manufacturing mold 20 by means of a vacuum film, the mold evacuated under the vacuum film and soaked the material for the rotor blade shell 3 in a vacuum infusion process with resin. Then, before curing of the resin, the mold 30 was placed on the mold and pressed so that the still liquid resin under the vacuum film by means of the mold surface 32 of the mold insert 30 is modeled or molded. This also results in a defined predetermined surface 14 on the inner side 13 of the rotor blade shell third
  • FIG. 6 shows schematically the joining of two rotor blade shells 3 according to the invention and two main webs 4 to form a rotor blade 2 according to the invention in a further embodiment, which is varied with respect to the embodiment from FIG. 3.
  • the main webs 4 have at their ends, for example, a Y-shape, which fit into the markings 17 or fit on the marking 17.
  • the markings 17 are complementary in shape to the ends of the main webs 4 or the main webs 4 are at least partially complementary to the markings 17 at their ends.
  • this measure a very accurate positioning of the main webs 4 when assembling the rotor blade shells 3 according to the invention is possible.

Abstract

The invention relates to a composite fibre component (3, 4, 5) for a rotor blade (2) of a wind power plant (1) having a first surface (12, 14), shaped in a predefined fashion, on a first side (11, 13) of the composite fibre component (3, 4, 5). The composite fibre component (3, 4, 5) according to the invention is developed in such a way that the composite fibre component (3, 4, 5) has a second surface (14, 12), shaped in a predefined fashion, for connecting to a further component (3, 4, 5) for the rotor blade (2) on at least one partial area of a second side (13, 11), facing away from the first side (11, 13), of the composite fibre component (3, 4, 5). The invention also relates to a manufacturing device for manufacturing a composite fibre component (3, 4, 5) for a rotor blade (2) of a wind power plant (1) by using a vacuum infusion method, and to a method for manufacturing a composite fibre component (3, 4, 5) for a rotor blade (2) of a wind power plant (1) by using a vacuum infusion method. The invention also relates to a rotor blade (2) for a wind power plant (1), and to a method for manufacturing a rotor blade (2).

Description

FASERVERBUNDBAUTEIL FÜR EIN ROTORBLATT, FERTIGUNGEINRICHTUNG EINES FASERVERBUNDBAUTEILS FÜR EIN ROTORBLATT UND VERFAHREN ZUM FERTIGEN EINES FASERVERBUNDBAUTEILS FÜR EIN ROTORBLATT  FIBER COMPOSITE COMPONENT FOR A ROTOR BLADE, PRODUCTION DEVICE FOR A FIBER COMPOSITE COMPONENT FOR A ROTOR BLADE, AND METHOD FOR PRODUCING A FIBER COMPOSITE COMPONENT FOR A ROTOR BLADE
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Faserverbundbauteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage mit einer definiert vorgegeben geformten ersten Oberfläche an einer ersten Seite des Faserverbundbauteils. The invention relates to a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant with a defined predetermined first surface formed on a first side of the fiber composite component.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Fertigungseinrichtung zur Fertigung eines Faserverbundbauteils für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens umfassend eine offene Fertigungsform mit einer Formfläche zur Formung einer ersten Oberfläche an einer ersten Seite des Faserverbundbauteils. The invention further relates to a production device for producing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process comprising an open manufacturing mold with a molding surface for forming a first surface on a first side of the fiber composite component.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Fertigen eines Faserverbundbauteils für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens in einer offenen Fertigungsform, wobei mittels einer Formfläche der Fertigungsform eine erste Oberfläche an einer ersten Seite des Faserverbundbauteils geformt ist oder wird. The invention also relates to a method for manufacturing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process in an open manufacturing mold, wherein a first surface is formed on a first side of the fiber composite component by means of a mold surface of the manufacturing mold.
»STÄTIGUNGS OPiE Die Erfindung betrifft ferner ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage sowie ein Verfahren zum Fertigen eines Rotorblatts für eine Windenergieanlage. »CONFIGURATION OPiE The invention further relates to a rotor blade for a wind power plant and to a method for manufacturing a rotor blade for a wind turbine.
Bekannt sind Rotorblätter für Windenergieanlagen aus mehreren Einzelteilen, die einzeln in Faserverbundbauweise gefertigt und zu einem Rotorblatt verbunden, beispielsweise verklebt, werden. Die Einzelteile weisen zum Teil erhebliche Ausmaße auf und sind gewöhnlich flächig, d.h. die Dicke ist wesentlich kleiner als die Länge und die Breite. Are known rotor blades for wind turbines of several items that are manufactured individually in fiber composite construction and connected to a rotor blade, for example glued, be. The items are sometimes considerable in size and are usually flat, i. the thickness is much smaller than the length and the width.
Typische Rotorblätter bestehen aus wenigstens zwei Rotorblattschalen, die die äußere Form und somit die wesentlichen aerodynamischen Eigenschaften des Rotorblatts vorgeben. Die Rotorblattschalen sind üblicherweise im Bereich der größten Profildicke des Rotorblatts durch so genannte Gurte verstärkt und im Bereich der Gurte durch Hauptstege miteinander verbunden. Die Gurte und die Hauptstege bilden dabei die wesentliche tragende Struktur des Rotorblatts. Typical rotor blades consist of at least two rotor blade shells, which specify the outer shape and thus the essential aerodynamic properties of the rotor blade. The rotor blade shells are usually reinforced in the region of the largest profile thickness of the rotor blade by so-called straps and connected to each other in the belt by main webs. The straps and the main webs form the essential supporting structure of the rotor blade.
Für die Herstellung großer Einzelteile in Faserverbundbauweise hat sich im Stand der Technik die so genannte Vakuuminfusionstechnologie bewährt. Dabei wird zunächst trockenes Faserhalbzeug in einer offenen Form ausgelegt, die die endgültige Oberfläche auf einer Seite des Einzelteils vorgibt. Die Form mit dem Faserhalbzeug wird mittels Folie abgedichtet und evakuiert. Sodann wird die Form mit einem Vorrat an Harz verbunden, das aufgrund des in der Form herrschenden Unterdrucks in die Form gesaugt wird und das Faserhalbzeug durchtränkt. Nach Aushärten des Harzes kann dann das Einzelteil aus der Form entnommen und weiterverarbeitet werden. Mittels der Form ist bei diesem Verfahren eine qualitativ hochwertige, sehr gut reproduzierbare Oberfläche an einer Seite des Bauteils realisierbar bzw. definiert vorgebbar, während sich auf der anderen Seite des Bauteils unter der Vakuumfolie eine zufällige und kaum beeinflussbare Oberflächenstruktur ausbildet. Auch die Dicke des Bauteils ist bei diesem Verfahren nur relativ ungenau kontrollierbar. For the production of large individual parts in fiber composite construction, the so-called vacuum infusion technology has proven itself in the prior art. Initially, dry semifinished fiber product is designed in an open mold, which defines the final surface on one side of the component. The mold with the semifinished fiber product is sealed by means of film and evacuated. The mold is then connected to a supply of resin, which is sucked into the mold due to the negative pressure prevailing in the mold and impregnates the semifinished fiber product. After curing of the resin, the item can then be removed from the mold and further processed. By means of the mold, a high quality, very reproducible surface on one side of the component can be realized or defined, while on the other side of the component under the vacuum film a random and hardly influenceable surface structure is formed. The thickness of the component is relatively imprecisely controlled in this process.
Für eine Rotorblattschale bedeutet dies beispielsweise, dass die aerodynamisch maßgebliche Außenseite eine Oberfläche mit hervorragender Güte aufweist, während die Innenseite, an der beispielsweise die Hauptstege eingeklebt werden, relativ rau und uneben ist. Um diese unregelmäßigen Strukturen an der Klebeverbindung auszugleichen, wird beispielsweise großzügig Klebstoff auf die Innenseite der Rotorblattschale aufgebracht und ein Hauptsteg mit einem gewissen Kraftaufwand in den Klebstoff gedrückt. Der Klebstoff gleicht dabei Unebenheiten zwischen den zu verbindenden Bauteilen aus, so dass nach dem Aushärten eine flächige Verbindung zwischen den Bauteilen besteht. For a rotor blade shell this means, for example, that the aerodynamically relevant outer side has a surface with excellent quality, while the inside, on which, for example, the main webs are glued, is relatively rough and uneven. To compensate for these irregular structures on the adhesive joint, for example, generously applied adhesive on the inside of the rotor blade shell and pressed a main web with a certain force in the adhesive. The adhesive compensates for unevenness between the components to be joined, so that after curing, there is a surface connection between the components.
Aufgrund der komplexen, in der Regel gewölbten Form der zu verbindenden Bauteile sind bei dem Zusammendrücken Querkräfte, die unter Umständen ein Verrutschen der zu verklebenden Teile zur Folge haben, unausweichlich. Entsprechend müssen gewisse Ferti- gungsungenauigkeiten in Kauf genommen werden, die die Qualität, Stabilität und Lebensdauer der hergestellten Rotorblätter sowie die Reproduzierbarkeit dieser Parameter bei mehreren gleichartigen Rotorblättern negativ beeinflusst. Due to the complex, usually curved shape of the components to be joined in the compression transverse forces, which may result in slipping of the parts to be bonded, inevitable. Correspondingly, certain production inaccuracies must be accepted which adversely affect the quality, stability and service life of the rotor blades produced as well as the reproducibility of these parameters in the case of several identical rotor blades.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Qualität, Steifigkeit und/oder Lebensdauer eines einzelnen Rotorblatts sowie die Reproduzierbarkeit dieser Eigenschaften bei einer Vielzahl gleichartiger Rotorblätter zu verbessern. Based on this prior art, the object of the present invention is the quality, rigidity and / or life of a single rotor blade and the reproducibility of these properties in a variety of similar rotor blades improve.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Faserverbundbauteil für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage mit einer definiert vorgegeben geformten ersten Oberfläche an einer ersten Seite des Faserverbundbauteils, das dadurch weitergebildet wird, dass das Faserverbundbauteil eine zweite definiert vorgegeben geformte Oberfläche zur Verbindung mit einem weiteren Bauteil für das Rotorblatt an wenigstens einem Teilbereich einer der ersten Seite abgewandte zweiten Seite des Faserverbundbauteils aufweist. This object is achieved by a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant with a defined predetermined first surface on a first side of the fiber composite component, which is further developed by the fiber composite component a second defined predetermined shaped surface for connection to another component for the rotor blade Having at least a portion of one of the first side facing away from the second side of the fiber composite component.
Die zweite definiert vorgegeben geformte Oberfläche wird beispielsweise dadurch bereitgestellt, dass ein mittels des beschriebenen Vakuuminfusionsverfahrens gefertigtes Faserverbundbauteil an der zweiten Seite nachbehandelt wird. The second defined predetermined shaped surface is provided, for example, by aftertreating a fiber composite component produced by means of the described vacuum infusion method on the second side.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Passform zweier miteinander zu verbindenden Bauteile für ein Rotorblatt verbessert wird. Insbesondere ermöglicht die Erfindung, dass die zweite Oberfläche des Faserverbundbauteils formkomplementär oder abschnittsweise formkomplementär zu dem weiteren Bauteil ausgebildet ist. Bei Verbinden der beiden Bauteile, beispielsweise durch Verkleben an besagter Oberfläche, wird dadurch die Ausrichtung der Bauteile zueinander vereinfacht und die Genauigkeit der Anordnung der beiden Bauteile in dem fertigen Rotorblatt erhöht. By the invention it is achieved that the fit of two components to be joined together is improved for a rotor blade. In particular, the invention makes it possible for the second surface of the fiber composite component to be complementary in shape or in sections to form complementary to the further component. When connecting the two components, for example by gluing on said surface, thereby the alignment of the components is simplified to each other and increases the accuracy of the arrangement of the two components in the finished rotor blade.
Bei der Erfindung ist es zudem nicht mehr notwendig, dass das Faserverbundbauteil und das weitere Bauteil zum Verkleben aneinan- dergedrückt werden müssen. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Verrutschen der Bauteile relativ zueinander verhindert. Moreover, in the case of the invention, it is no longer necessary for the fiber composite component and the further component to be bonded together for bonding. As a result, an unintentional slipping of the components relative to each other is prevented.
Vorzugsweise ist an oder auf der zweiten Oberfläche des erfin- dungsgemäßen Faserverbundbauteils eine Markierung für eine Sollposition des weiteren Bauteils an oder auf der zweiten Oberfläche angeordnet. Hierdurch wird beim Verbinden der beiden Bauteile eine exakte Ausrichtung der beiden Bauteile zueinander gewährleistet. Gleichzeitig wird eine Kontrolle der relativen Anordnung der Bauteile zueinander nach dem Verbinden ermöglicht, so dass etwaige Produktionsfehler erkannt und gegebenenfalls korrigiert werden können. Insbesondere wird verhindert, dass fehlerhaft verbundene Bauteile für ein Rotorblatt verwendet werden, so dass insgesamt die Qualität der fertigen Rotorblätter verbessert wird. Preferably, on or on the second surface of the invention is To the fiber composite component according to the invention a mark for a desired position of the further component on or arranged on the second surface. As a result, an exact alignment of the two components is ensured to each other when connecting the two components. At the same time a control of the relative arrangement of the components to each other after the connection is made possible, so that any production errors can be detected and optionally corrected. In particular, it is prevented that incorrectly connected components are used for a rotor blade, so that overall the quality of the finished rotor blades is improved.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Markierung als Anschlag ausgebildet, wobei insbesondere das weitere Bauteil in der Sollposition formschlüssig zu dem Anschlag ausrichtbar oder ausgerichtet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass das weitere Bauteil in der Sollposition vor dem endgültigen Verbinden mit dem erfindungsgemäßen Faserverbundbauteil nicht verrutschen kann. In a particularly preferred embodiment of the invention, the marking is designed as a stop, wherein in particular the further component in the desired position is positively aligned or aligned with the stop. This ensures that the additional component can not slip in the desired position before the final connection with the fiber composite component according to the invention.
Das Faserverbundbauteil ist bevorzugterweise eine Rotorblattschale oder ein Gurt, wobei das weitere Bauteil insbesondere ein Steg oder ein Hauptsteg ist. The fiber composite component is preferably a rotor blade shell or a belt, wherein the further component is in particular a web or a main web.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Fertigungseinrichtung zur Fertigung eines Faserverbundbauteils für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens umfassend eine offene Fertigungsform mit einer Formfläche zur Formung einer ersten Oberfläche an einer ersten Seite des Faserverbundbauteils, wobei die Fertigungseinrichtung dadurch weitergebildet wird, dass die Fertigungseinrichtung eine Formeinlage mit einer Formfläche zur Formung einer zweiten Oberfläche zur Verbindung des Faserverbund- bauteils mit einem weiteren Bauteil für das Rotorblatt umfasst, wobei die Formeinlage an oder in der Fertigungsform derart anordnen- bar, anzuordnen oder angeordnet ist, dass die Formfläche der Formeinlage der Formfläche der Fertigungsform zugewandt ist. The object on which the invention is based is also achieved by a production device for producing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process comprising an open production mold with a molding surface for forming a first surface on a first side of the fiber composite component, wherein the manufacturing device is further developed in that the production device has a mold insert with a molding surface for forming a second surface for connecting the fiber composite component having a further component for the rotor blade, wherein the mold insert on or in the manufacturing form can be arranged such bar, arranged or arranged that the mold surface of the mold insert of the mold surface of the manufacturing mold is facing.
Die erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung ermöglicht die Fertigung eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens. Die offene Fertigungsform wird dabei wenigstens teilweise durch die Formeinlage abgedeckt, so dass zwischen der Fertigungsform und der Formeinlage ein Hohlraum für das zu fertigende Faserverbundbauteil ausgebildet wird. Die Formeinlage deckt dabei vorzugsweise nur einen Teilbereich der gesamten Fertigungsform ab, so dass die Formeinlage in ihren Ausmaßen kleiner als die Fertigungsform ist. Dadurch wird eine leicht zu handhabende Formeinlage von relativ geringem Gewicht bereitgestellt, die trotzdem ausreichend stabil zur Ausbildung eines definierten und reproduzierbaren Hohlraums für das Faserverbundbauteil ist. The production device according to the invention makes it possible to manufacture a fiber composite component according to the invention using a vacuum infusion method. The open manufacturing mold is thereby at least partially covered by the mold insert, so that a cavity for the fiber composite component to be produced is formed between the manufacturing mold and the mold insert. The mold insert preferably covers only a portion of the entire manufacturing form, so that the mold insert is smaller in size than the manufacturing mold. This provides an easy-to-use mold insert of relatively low weight which nevertheless is sufficiently stable for forming a defined and reproducible cavity for the fiber composite component.
Dieser Hohlraum wird beim Fertigen des Faserverbundbauteils vorzugsweise vollständig mit Harz ausgefüllt, so dass an einer Seite des Faserverbundbauteils durch die Formfläche der Fertigungsform und an der gegenüberliegenden Seite des Faserverbundbauteils durch die Formfläche der Formeinlage jeweils eine definiert vorgegebene und reproduzierbare Oberfläche geformt wird. This cavity is preferably completely filled with resin in the manufacture of the fiber composite component, so that in each case a defined predetermined and reproducible surface is formed on one side of the fiber composite component by the forming surface of the manufacturing mold and on the opposite side of the fiber composite component by the mold surface of the mold insert.
Vorzugsweise weist die Formfläche der Formeinlage eine Markierungsform, beispielsweise eine Erhebung oder eine Vertiefung, zum Formen einer Markierung für eine Sollposition des weiteren Bauteils an oder auf der zweiten Oberfläche des Faserverbundbauteils auf. Auf diese Weise wird beim Fertigen des Faserverbundbauteils unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens ohne weiteren Auf- wand an exakt vorgegebener und reproduzierbarer Stelle eine Markierung an oder auf der zweiten Oberfläche des Faserverbundbauteils bereitgestellt. The mold surface of the mold insert preferably has a marking form, for example a protrusion or a depression, for forming a marking for a desired position of the further component on or on the second surface of the fiber composite component. In this way, when manufacturing the fiber composite component using a vacuum infusion process without further wall at exactly predetermined and reproducible place a mark on or provided on the second surface of the fiber composite component.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Formeinlage wenigstens abschnittsweise durchsichtig ausgebildet ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Verteilung von Harz in der Fertigungsform während des Vakuuminfusionsverfahrens beobachtet und kontrolliert werden kann. It is also advantageous if the mold insert is at least partially transparent. This allows the distribution of resin in the mold to be observed and controlled during the vacuum infusion process.
Vorzugsweise umfasst ein Material der Formeinlage Polyethylen. Derartige Materialien sind im Umgang mit Epoxidharzen meist selbsttrennend, so dass nach Aushärten des fertigen Faserverbundbauteils ein einfaches Entformen gewährleistet ist. Vorteilhafterweise umfasst daher insbesondere die Formfläche der Formeinlage ein Material mit Polyethylen oder besteht aus einem solchen Material. Formeinlagen oder Bestandteile für Formeinlagen aus Polyethylen lassen sich zudem einfach und kostengünstig, beispielsweise in einem Tiefziehverfahren, herstellen. Preferably, a material of the mold insert comprises polyethylene. Such materials are usually self-separating when dealing with epoxy resins, so that after curing of the finished fiber composite component a simple demolding is guaranteed. Advantageously, therefore, in particular the molding surface of the mold insert comprises a material with polyethylene or consists of such a material. In addition, mold inserts or components for polyethylene mold inserts can be produced simply and inexpensively, for example in a deep-drawing process.
Eine besonders bevorzugte Fertigungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Positioniervorrichtung zur reproduzierbaren Positionierung der Formeinlage an oder in der Fertigungsform umfasst ist. Hierdurch wird eine besonders genaue und reproduzierbare Ausrichtung der Formeinlage relativ zur Fertigungsform gewährleistet, wodurch auch Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Hohlraums zwischen Fertigungsform und Formeinlage und somit der Gestalt des herzustellenden Faserverbundbauteils zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche weiter verbessert wird. A particularly preferred production device is characterized in that a positioning device is included for reproducible positioning of the mold insert on or in the production mold. As a result, a particularly accurate and reproducible alignment of the mold insert is ensured relative to the manufacturing form, whereby the accuracy and reproducibility of the cavity between the mold and mold insert and thus the shape of the fiber composite component to be produced between the first surface and the second surface is further improved.
Des Weiteren ist vorzugsweise eine Dichtvorrichtung für einen gemeinsamen Berührungsbereich der Fertigungsform und der Form- einlage umfasst. Ein Berührungsbereich ist beispielsweise eine Fläche oder eine Linie, auf oder entlang derer sich die Fertigungsform und die Formeinlage berühren. Durch eine Dichtvorrichtung wird dabei der Berührungsbereich abgedichtet, so dass die Fertigungsform unter Einbeziehung der Formeinlage sehr schnell und einfach für das Vakuuminfusionsverfahren abgedichtet werden kann. Furthermore, a sealing device for a common contact region of the manufacturing mold and the mold including deposits. A touch area is, for example, a surface or a line on or along which touch the mold and the mold insert. By a sealing device while the contact area is sealed, so that the manufacturing form can be sealed using the mold insert very quickly and easily for the vacuum infusion process.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen eines Faserverbundbauteils für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens in einer offenen Fertigungsform, wobei mittels einer Formfläche der Fertigungsform eine erste Oberfläche an einer ersten Seite des Faserverbundbauteils geformt ist oder wird, wobei das Verfahren dadurch weitergebildet wird, dass bei der Fertigung des Faserverbundbauteils eine Formeinlage auf oder in der Fertigungsform angeordnet wird, wobei mittels einer der Formfläche der Fertigungsform zugewandten Formfläche der Formeinlage eine zweite Oberfläche zur Verbindung des Faserverbundbauteils mit einem weiteren Bauteil für das Rotorblatt an wenigstens einem Teilbereich einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Faserverbundbauteils geformt ist oder wird. The object underlying the invention is also achieved by a method for manufacturing a fiber composite component for a rotor blade of a wind energy plant using a vacuum infusion process in an open manufacturing mold, wherein a first surface is formed on a first side of the fiber composite component by means of a molding surface of the manufacturing mold, wherein the method is further developed in that in the manufacture of the fiber composite component, a mold insert is arranged on or in the manufacturing mold, wherein by means of one of the mold surface of the mold facing mold surface of the mold insert a second surface for connecting the fiber composite component with another component for the rotor blade at least a partial region of the first side remote from the second side of the fiber composite component is or is formed.
Dieses Verfahren ist insbesondere zur Ausführung mittels der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Fertigungseinrichtung geeignet. This method is particularly suitable for execution by means of the production device according to the invention described above.
Vorteilhafterweise ist oder wird an oder auf der zweiten Oberfläche des Faserverbundbauteils eine Markierung für eine Sollposition des weiteren Bauteils an oder auf der zweiten Oberfläche ausgebildet. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass anschließend an das Einleiten von Harz in die Fertigungsform, was vorzugsweise unter Anwendung des Vakuuminfusionsverfahrens erfolgt, eine Markierung an oder auf der zweiten Oberfläche des Faserverbundbauteils an- gebracht wird. Beispielsweise wird die Markierung vor dem endgültigen Aushärten in das Harz gedrückt oder geprägt oder eine Markierung auf das wenigstens teilweise ausgehärtete Harz aufgebracht, beispielsweise geklebt oder gemalt. Advantageously, a marking for a desired position of the further component is or is formed on or on the second surface of the fiber composite component on or on the second surface. This is done, for example, by subsequent to the introduction of resin into the production mold, which is preferably carried out using the vacuum infusion method, a marking on or on the second surface of the fiber composite component. is brought. For example, the mark is pressed or embossed into the resin before the final cure, or a mark is applied to the at least partially cured resin, for example glued or painted.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist oder wird die Markierung mittels der Formfläche der Formeinlage, insbesondere mittels einer Markierungsform der Formfläche, geformt. Hierdurch wird ein separater Verfahrensschritt für das Anbringen der Markierung eingespart und es werden Fehler beim Positionieren der Markierung vermieden. In a preferred embodiment, the marking is or is formed by means of the molding surface of the mold insert, in particular by means of a marking mold of the molding surface. As a result, a separate process step for the attachment of the mark is saved and errors in positioning the mark can be avoided.
Vorzugsweise wird die offene Fertigungsform für das Vakuuminfusionsverfahren unter Verwendung der Formeinlage abgedichtet. Die Bereiche der offenen Fertigungsform, die nicht mittels der Formeinlage abgedeckt werden, werden dabei beispielsweise mittels einer Vakuumfolie abgedichtet. Alternativ wird die gesamte Fertigungsform inklusive der Formeinlage mittels einer Vakuumfolie überdeckt und abgedichtet oder die Formeinlage erst nach Abdichten der gesamten Fertigungsform mittels einer Vakuumfolie auf- oder eingelegt. Preferably, the open mold for the vacuum infusion process is sealed using the mold insert. The areas of the open manufacturing mold, which are not covered by the mold insert, are thereby sealed, for example by means of a vacuum film. Alternatively, the entire manufacturing form including the mold insert is covered and sealed by means of a vacuum film or the mold insert only after sealing the entire manufacturing form by means of a vacuum film or inserted.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage mit einem erfindungsgemäßen Faserverbundbauteil. The object underlying the invention is also achieved by a rotor blade for a wind energy plant with a fiber composite component according to the invention.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen eines derartigen Rotorblatts, wobei das Faserverbundbauteil an der zweiten Oberfläche mit einem weiteren Bauteil für das Rotorblatt verbunden wird. The object is also achieved by a method for manufacturing such a rotor blade, wherein the fiber composite component is connected to the second surface with a further component for the rotor blade.
Wenn das Faserverbundbauteil, insbesondere an oder auf der zwei- ten Oberfläche, eine Markierung für eine Sollposition des weiteren Bauteils aufweist, wird vorzugsweise eine Ausrichtung des Faserverbundbauteils und des weiteren Bauteils zueinander nach dem Verbinden anhand der Markierung überprüft. Vorteilhaft ist außerdem, wenn das Faserverbundbauteil und das weitere Bauteil vor dem Verbinden mittels der Markierung zueinander ausgerichtet werden. If the fiber composite component, in particular on or on the ten surface, having a mark for a desired position of the other component, an alignment of the fiber composite component and the other component is preferably checked each other after the connection based on the mark. It is also advantageous if the fiber composite component and the further component are aligned before joining by means of the marking to each other.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen. Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may satisfy individual features or a combination of several features.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen: The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Windenergieanlage; Fig. 1 shows schematically a wind turbine;
Fig. 2 schematisch das Zusammenfügen zweier Rotorblattschalen und zweier Hauptstege zu einem Rotorblatt aus dem Stand der Technik; 2 schematically shows the joining of two rotor blade shells and two main webs to a rotor blade of the prior art;
Fig. 3 schematisch das Zusammenfügen zweier erfindungsgemäßer Rotorblattschalen und zweier Hauptstege zu einem erfindungsgemäßen Rotorblatt; FIG. 3 schematically shows the joining together of two rotor blade shells according to the invention and two main webs to form a rotor blade according to the invention; FIG.
Fig. 4 schematisch eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung in perspektivischer Darstellung; Fig. 5 die Fertigungseinrichtung aus Fig. 4 in einer schematischen Schnittdarstellung und 4 schematically shows a production device according to the invention in a perspective view; Fig. 5 shows the manufacturing device of Fig. 4 in a schematic sectional view and
Fig. 6 schematisch das Zusammenfügen zweier Rotorblattschalen und zweier Hauptstege zu einem erfindungsgemäßen Rotorblatt in einer weiteren Ausführungsform. Fig. 6 shows schematically the joining of two rotor blade shells and two main webs to a rotor blade according to the invention in a further embodiment.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird. In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that apart from a new idea each.
Fig. 1 zeigt schematisch eine typische Windenergieanlage 1 mit drei Rotorblättern 2. Ein Rotorblatt 2 besteht beispielsweise aus mehreren in Faserverbundbauweise gefertigten Bauteilen, die miteinander verklebt werden. 1 schematically shows a typical wind power plant 1 with three rotor blades 2. A rotor blade 2 consists, for example, of a plurality of components manufactured in fiber composite construction, which are glued together.
Fig. 2 zeigt schematisch, wie ein Rotorblatt 2 aus dem Stand der Technik aus zwei Rotorblattschalen 3 und zwei Hauptstegen 4 zusammengefügt wird. Gezeigt ist dabei eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A am fertigen Rotorblatt in Fig. 1. Fig. 2 shows schematically how a rotor blade 2 of the prior art of two rotor blade shells 3 and two main webs 4 is assembled. Shown is a sectional view along the line A-A on the finished rotor blade in Fig. 1st
Die Rotorblattschalen 3 sowie die Hauptstege 4 werden einzeln in Faserverbundbauweise unter Verwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens hergestellt. Bei diesem Verfahren wird Fasermaterial in einer offenen Fertigungsform ausgelegt, die Fertigungsform mittels einer Vakuumfolie abgedichtet, die zwischen der Fertigungsform und der Vakuumfolie befindliche Luft evakuiert und sodann Harz in die evakuierte Fertigungsform geleitet, so dass das Fasermaterial zwischen der Fertigungsform und der Vakuumfolie mit Harz getränkt wird. Nach Aushärten des Harzes weist das derart gefertigte Bauteil an der der Fertigungsform zugewandten Seite eine definierte Ober- fläche auf, die durch die Oberfläche der Fertigungsform vorgegeben ist. Bei den in Fig. 2 gezeigten Rotorblattschalen 3 ist dies die Außenseite 11 bzw. die Oberfläche 12 der Außenseite 1 1. The rotor blade shells 3 and the main webs 4 are manufactured individually in fiber composite construction using a vacuum infusion process. In this process, fiber material is laid out in an open mold, the mold is sealed by means of a vacuum film, the air between the mold and the vacuum film is evacuated, and then resin is passed into the evacuated mold so that the fiber material is impregnated with resin between the mold and the vacuum film becomes. After curing of the resin, the component produced in this way has a defined upper surface on the side facing the manufacturing mold. surface, which is predetermined by the surface of the manufacturing mold. In the case of the rotor blade shells 3 shown in FIG. 2, this is the outside 11 or the surface 12 of the outside 11.
Auf der entgegengesetzten Seite, d.h. der Seite, die bei der Fertigung mit der Vakuumfolie abgedeckt ist, ist die endgültige Oberfläche hingegen nicht kontrollierbar. Beispielsweise bildet die flexible Vakuumfolie beim Evakuieren der Fertigungsform Falten, die später voll Harz laufen. Neben der Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils an dieser Seite ist somit auch die Dicke des Bauteils im Fertigungs- prozess nur innerhalb relativ grober Ungenauigkeiten vorgebbar. Bei den in Fig. 2 gezeigten Rotorblattschalen 3 ist dies die Innenseite 13 bzw. die Oberfläche der Innenseite 12. On the opposite side, i. On the other hand, the side that is covered with the vacuum film during production is not able to control the final surface. For example, forms the flexible vacuum film when evacuating the manufacturing form wrinkles, which later fully run resin. In addition to the surface condition of the component on this side, the thickness of the component in the production process can thus only be specified within relatively rough inaccuracies. In the case of the rotor blade shells 3 shown in FIG. 2, this is the inner side 13 or the surface of the inner side 12.
Zur Stabilisierung des Rotorblatts 2 ist in die Rotorblattschalen 3 jeweils ein Gurt 5 eingearbeitet, wobei zwischen den Gurten 5 bzw. zwischen die Rotorblattschalen 3 im Bereich der Gurte 5 zwei Hauptstege 4 eingeklebt werden. Die Hauptstege 4 weisen an ihren Kanten abgewinkelte Stegfüße auf, um eine großflächige Klebeverbindung mit den Rotorblattschalen 3 zu ermöglichen. To stabilize the rotor blade 2, a belt 5 is in each case incorporated in the rotor blade shells 3, wherein two main webs 4 are glued in between the belts 5 or between the rotor blade shells 3 in the region of the belts 5. The main webs 4 have at their edges angled web feet to allow a large-area adhesive bond with the rotor blade shells 3.
Auf eine Rotorblattschale 3 wird Klebstoff 6 aufgetragen, in den die Hauptstege 4 mit ihren Stegfüßen hineingedrückt werden, so dass der Klebstoff 6 verteilt und Unebenheiten der Oberfläche an der Innenseite 13 der Rotorblattschale 3 mittels des Klebstoffs 6 ausgeglichen werden. Nach Aushärten des Klebstoffs 6 entsteht so eine flächige Verbindung zwischen der ersten Rotorblattschale 3 und den beiden Hauptstegen 4. On a rotor blade shell 3 adhesive 6 is applied, in which the main webs 4 are pressed with their web feet, so that the adhesive 6 distributed and unevenness of the surface on the inner side 13 of the rotor blade shell 3 by means of the adhesive 6 are compensated. After curing of the adhesive 6 so creates a surface connection between the first rotor blade shell 3 and the two main webs. 4
Als nächsten Schritt, der in Fig. 2 dargestellt ist, wird die zweite Rotorblattschale 3 ebenfalls mit Klebstoff 6 versehen und auf die erste Rotorblattschale 3 mit den eingeklebten Hauptstegen 4 aufgesetzt. Auch hier wird eine gewisse Druckkraft F in Richtung des dargestellten Pfeils aufgewandt, um die Hauptstege 4 in den Klebstoff 6 zu drücken und eine flächige und belastbare Verbindung zwischen den Hauptstegen 4 und der oberen Rotorblattschale 3 zu erhalten. Aufgrund der gewölbten Form der Rotorblattschale 3 wirken durch die ausgeübte Druckkraft F Querkräfte auf die oberen Enden der Hauptstege 4, die zu einer Ausweichbewegung F' der Hauptstege 4 relativ zur oberen Rotorblattschale 3 in Richtung der dargestellten Pfeile führen. As the next step, which is shown in FIG. 2, the second rotor blade shell 3 is likewise provided with adhesive 6 and placed on the first rotor blade shell 3 with the glued-in main webs 4. Again, a certain compressive force F is used in the direction of the arrow shown to press the main webs 4 in the adhesive 6 and to obtain a flat and resilient connection between the main webs 4 and the upper rotor blade shell 3. Due to the curved shape of the rotor blade shell 3 act by the applied compressive force F transverse forces on the upper ends of the main webs 4, which lead to an evasive movement F 'of the main webs 4 relative to the upper rotor blade shell 3 in the direction of the arrows.
Durch die Ausweichbewegung F' kann eine unzulässig große Abweichung der Sollposition der Hauptstege 4 relativ zu den Rotorblattschalen 3 und/oder den Gurten 5 verursacht und dadurch die Stabilität des gesamten Rotorblatts beeinträchtigt werden. Diese Gefahr wird durch die Erfindung gemindert. Due to the evasive movement F 'can cause an impermissibly large deviation of the desired position of the main webs 4 relative to the rotor blade shells 3 and / or the straps 5 and thereby the stability of the entire rotor blade are affected. This danger is mitigated by the invention.
In Fig. 3 ist schematisch das Zusammensetzen eines erfindungsgemäßen Rotorblatts 2 mit gemäß der Erfindung ausgebildeten Rotorblattschalen 3 dargestellt. FIG. 3 schematically illustrates the assembly of a rotor blade 2 according to the invention with rotor blade shells 3 designed according to the invention.
Eine erfindungsgemäße Rotorblattschale 3 für das erfindungsgemäße Rotorblatt 2 weist an der Außenseite 1 1 eine definiert vorgegeben geformte Oberfläche 12 für die gewünschten aerodynamischen Eigenschaften des Rotorblatts 2 auf. Die erfindungsgemäße Rotorblattschale 3 weist darüber hinaus auch an der Innenseite 13 eine definiert vorgegeben geformte Oberfläche 14 auf, an der die Hauptstege 4 eingeklebt werden. Dabei ist die definiert vorgegeben geformte Oberfläche 14 insbesondere formkomplementär zu den Stegfüßen der Hauptstege 4 ausgebildet, so dass die Hauptstege 4 passgenau zwischen die beiden erfindungsgemäßen Rotorblattschalen 3 einfügbar sind. Durch die Erfindung ist auch ohne große Druckkräfte eine flächige und belastbare Klebeverbindung zwischen den jeweiligen Oberflächen 14 der beiden Rotorblattschalen 3 und den Stegfüßen der beiden Hauptstege 4 ermöglicht. A rotor blade shell 3 according to the invention for the rotor blade 2 according to the invention has on the outer side 11 a defined predetermined surface 12 for the desired aerodynamic properties of the rotor blade 2. The rotor blade shell 3 according to the invention also has on the inner side 13 a defined predetermined shaped surface 14, on which the main webs 4 are glued. Here, the defined predetermined shaped surface 14 is formed in particular complementary to the web feet of the main webs 4, so that the main webs 4 are precisely inserted between the two rotor blade shells 3 according to the invention. By means of the invention, a flat and load-bearing adhesive bond between the respective surfaces 14 of the two rotor blade shells 3 and the web feet of the two main webs 4 is made possible even without great pressure forces.
Hierdurch ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Rotorblattschalen 3 und die Hauptstege 4 des Rotorblatts 2 in einem einzigen Verfahrensschritt miteinander verklebt werden können. Dadurch werden die Produktionsdauer und somit auch die Produktionskosten eines erfindungsgemäßen Rotorblatts 2 reduziert. This results in the further advantage that the rotor blade shells 3 and the main webs 4 of the rotor blade 2 can be glued together in a single process step. As a result, the production time and thus also the production costs of a rotor blade 2 according to the invention are reduced.
An der Oberfläche 14 weist eine bevorzugte erfindungsgemäße Rotorblattschale 3 Markierungen 17 auf, die die relative Positionierung von Hauptstegen 4 und Rotorblattschalen 3 zueinander während des Verklebens erleichtern und eine Kontrolle der relativen Position am fertigen Rotorblatt 2 ermöglichen. On the surface 14, a preferred rotor blade according to the invention 3 marks 17 which facilitate the relative positioning of main webs 4 and rotor blades 3 to each other during bonding and allow control of the relative position of the finished rotor blade 2.
In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel sind die Markierungen 17 als Anschläge für die Stegfüße der Hauptstege 4 ausgebildet, so dass ein Verrutschen der Stegfüße von vornherein ausgeschlossen ist. In the example shown in Fig. 3, the markings 17 are designed as stops for the web feet of the main webs 4, so that slipping of the web feet is precluded from the outset.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Fertigung einer erfindungsgemäßen Rotorblattschale 3. Die Einrichtung umfasst eine Fertigungsform 20 mit einer ersten Formfläche 22 zum Formen der äußeren Oberfläche 12 der Rotorblattschale 3. 4 schematically shows a device for manufacturing a rotor blade shell 3 according to the invention. The device comprises a manufacturing mold 20 with a first molding surface 22 for molding the outer surface 12 of the rotor blade shell 3.
Die Einrichtung umfasst ferner eine Formeinlage 30 mit einer zweiten Formfläche 32 für eine Oberfläche 14 an der Innenseite der Rotorblattschale 3. Die Formeinlage 30 wird dabei auf die Ränder 24 der Fertigungsform 20 derart aufgelegt, dass sich zwischen der Fertigungsform 20 und der Formeinlage 30 ein Hohlraum 50 ausbildet, wie in der Schnittdarstellung in Fig. 5 dargestellt ist. Der Hohlraum 50 wird begrenzt durch die Formfläche 22 der Fertigungsform 20 sowie die Formfläche 32 der Formeinlage 30. The device further comprises a mold insert 30 with a second mold surface 32 for a surface 14 on the inside of the rotor blade shell 3. The mold insert 30 is placed on the edges 24 of the mold 20 such that between the mold 20 and the mold insert 30, a cavity 50 forms, as shown in the sectional view in Fig. 5. The cavity 50 is limited by the molding surface 22 of the mold 20 and the mold surface 32 of the mold insert 30th
Zum Fertigen einer Rotorblattschale 3 werden zunächst Fasermaterial und sonstige Bestandteile für die Rotorblattschale 3, beispielsweise ein Gurt 5 oder Material für einen Sandwichkern, auf der Formfläche 22 der Fertigungsform 20 ausgelegt. Sodann wird die Formeinlage 30 auf die Fertigungsform 20 bzw. auf den Rand 24 der Fertigungsform 20 aufgelegt. To manufacture a rotor blade shell 3, first fiber material and other components for the rotor blade shell 3, for example a belt 5 or material for a sandwich core, are laid out on the forming surface 22 of the production mold 20. Then, the mold insert 30 is placed on the mold 20 and on the edge 24 of the mold 20.
Die korrekte Positionierung der Formeinlage 30 auf dem Rand 24 der Fertigungsform 20 wird beispielsweise durch geeignete Positioniervorrichtungen 42 gewährleistet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um an den Rändern 24 der Fertigungsform 20 angebrachte Stifte und formkomplementäre Löcher für die Stifte an der Formeinlage 30. The correct positioning of the mold insert 30 on the edge 24 of the manufacturing mold 20 is ensured, for example, by suitable positioning devices 42. These are for example pins attached to the edges 24 of the production mold 20 and complementary holes for the pins on the mold insert 30.
Die Formeinlage 30 ist wenigstens abschnittsweise durchsichtig ausgebildet, so dass das Verteilen des Harzes in dem Hohlraum 50 zwischen der Formeinlage 30 und der Fertigungsform 20 beobachtbar ist. Dadurch können insbesondere Lufteinschlüsse bereits während der Harzinfusion erkannt und korrigiert werden. The mold insert 30 is at least partially transparent, so that the distribution of the resin in the cavity 50 between the mold insert 30 and the mold 20 is observable. As a result, in particular air pockets can already be detected and corrected during the resin infusion.
Die Formeinlage 30 ist, beispielsweise in einem Strangpressverfahren, unter Verwendung eines Werkstoffs oder Materials mit Polyethylen hergestellt. Dadurch ist die Formeinlage 30 einfach und kostengünstig herstellbar und, insbesondere weil die Formeinlage 30 wesentlich kleiner ist als die Fertigungsform 20, auch ausreichend stabil. The mold insert 30 is made of, for example, an extrusion molding process using a material or material with polyethylene. Thus, the mold insert 30 is simple and inexpensive to produce and, in particular because the mold insert 30 is substantially smaller than the mold 20, also sufficiently stable.
In dem in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Formeinlage 30 bzw. die Formfläche 32 der Formeinlage 30 zwei Markierungsformen 34 in Form von Rillen auf. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the mold insert 30 or the mold surface 32 of the mold insert 30 has two Marking forms 34 in the form of grooves.
Als nächstes wird die Fertigungsform 20 mittels einer Vakuumfolie abgedichtet. Next, the manufacturing mold 20 is sealed by means of a vacuum foil.
Dabei kann beispielsweise auch die Formeinlage 30 für die Abdichtung verwendet werden, wenn zwischen der Formeinlage 30 und der Fertigungsform 20 eine Dichtung 40 vorgesehen ist. Hierfür weist die in den Fig. 4 und 5 beispielhaft gezeigt Fertigungsform 20 an den Rändern 24 Kanäle für eine Dichtung 40, beispielsweise eine Schlauchdichtung aus Gummi, auf. In this case, for example, the mold insert 30 can be used for the seal when between the mold insert 30 and the manufacturing mold 20, a seal 40 is provided. For this purpose, the manufacturing mold 20 shown by way of example in FIGS. 4 and 5 has, at the edges 24, channels for a seal 40, for example a hose seal made of rubber.
Nach dem Abdichten der Fertigungsform 20 wird in einem Vakuuminfusionsverfahren das Fasermaterial und sonstige in der Fertigungsform 20 befindliche Materialien für die Rotorblattschale 3 mit Harz getränkt. After the sealing of the production mold 20, the fiber material and other materials in the manufacturing mold 20 for the rotor blade shell 3 are impregnated with resin in a vacuum infusion process.
Bei der Infusion des Harzes wird der Hohlraum 50 zwischen der Formeinlage 30 und der Fertigungsform 20 vollständig mit Harz ausgegossen, so dass mittels der Formfläche 32 der Formeinlage eine Oberfläche 14 der Rotorblattschale 3 definiert vorgegeben bzw. geformt wird. Dabei werden auch die Rillen der Markierungsformen 34 mit Harz gefüllt, so dass nach Aushärten des Harzes Markierungen 17 für die Sollposition der Hauptstege 4 auf der Rotorblattschale 3 bereitgestellt werden. During the infusion of the resin, the cavity 50 between the mold insert 30 and the manufacturing mold 20 is completely filled with resin, so that by means of the mold surface 32 of the mold insert a surface 14 of the rotor blade shell 3 defined defined or shaped. In this case, the grooves of the marking forms 34 are filled with resin, so that after curing of the resin markings 17 are provided for the desired position of the main webs 4 on the rotor blade shell 3.
In einem alternativen Fertigungsverfahren wird das Material für die Rotorblattschale 3 in der Fertigungsform 20 ausgelegt, die gesamte Fertigungsform 20 mittels einer Vakuumfolie abgedichtet, die Fertigungsform unter der Vakuumfolie evakuiert und das Material für die Rotorblattschale 3 in einem Vakuuminfusionsverfahren mit Harz getränkt. Anschließend wird, vor Aushärten des Harzes, die Formein- läge 30 auf die Fertigungsform aufgelegt und angedrückt, so dass das noch flüssige Harz unter der Vakuumfolie mittels der Formfläche 32 der Formeinlage 30 modelliert bzw. geformt wird. Auch hierdurch ergibt sich eine definiert vorgegeben geformte Oberfläche 14 an der Innenseite 13 der Rotorblattschale 3. In an alternative manufacturing method, the material for the rotor blade shell 3 is designed in the manufacturing mold 20, sealed the entire manufacturing mold 20 by means of a vacuum film, the mold evacuated under the vacuum film and soaked the material for the rotor blade shell 3 in a vacuum infusion process with resin. Then, before curing of the resin, the mold 30 was placed on the mold and pressed so that the still liquid resin under the vacuum film by means of the mold surface 32 of the mold insert 30 is modeled or molded. This also results in a defined predetermined surface 14 on the inner side 13 of the rotor blade shell third
Fig. 6 zeigt schematisch das Zusammenfügen von zwei erfindungsgemäßen Rotorblattschalen 3 und zwei Hauptstegen 4 zu einem erfindungsgemäßen Rotorblatt 2 in einer weiteren Ausführungsform, die gegenüber der Ausführungsform aus Fig. 3 variiert ist. In dieser Ausführungsform haben die Hauptstege 4 an ihren Enden beispielsweise eine Y-Form, die in die Markierungen 17 passen bzw. auf die Markierung 17 passen. FIG. 6 shows schematically the joining of two rotor blade shells 3 according to the invention and two main webs 4 to form a rotor blade 2 according to the invention in a further embodiment, which is varied with respect to the embodiment from FIG. 3. In this embodiment, the main webs 4 have at their ends, for example, a Y-shape, which fit into the markings 17 or fit on the marking 17.
Vorzugsweise sind die Markierungen 17 formkomplementär zu den Enden der Hauptstege 4 bzw. die Hauptstege 4 sind wenigstens teilweise an deren Enden formkomplementär zu den Markierungen 17. Insbesondere durch diese Maßnahme ist ein sehr genaues Positionieren der Hauptstege 4 beim Zusammenfügen der erfindungsgemäßen Rotorblattschalen 3 möglich. Preferably, the markings 17 are complementary in shape to the ends of the main webs 4 or the main webs 4 are at least partially complementary to the markings 17 at their ends. In particular, by this measure a very accurate positioning of the main webs 4 when assembling the rotor blade shells 3 according to the invention is possible.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Bezugszeichenliste All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Windenergieanlage 2 Rotorblatt 1 wind turbine 2 rotor blade
3 Rotorblattschale  3 rotor blade shell
4 Hauptsteg  4 main bridge
5 Gurt  5 belt
6 Klebstoff  6 glue
1 1 Außenseite  1 1 outside
12 vorgegeben geformte Oberfläche 13 Innenseite  12 predetermined shaped surface 13 inside
14 vorgegeben geformte Oberfläche 17 Markierung  14 predetermined shaped surface 17 mark
20 Fertigungsform  20 manufacturing form
22 Formfläche  22 mold surface
24 Rand  24 edge
30 Formeinlage  30 mold insert
32 Formfläche  32 mold surface
34 Markierungsform  34 marking form
40 Dichtung  40 seal
42 Positioniervorrichtung 44 Vakuumfolie  42 positioning device 44 vacuum film
50 Hohlraum  50 cavity
F Druckkraft F compressive force
F' Ausweichbewegung  F 'evasive movement

Claims

Fertigung eines Faserverbundbauteils für ein Rotorblatt Patentansprüche  Production of a fiber composite component for a rotor blade claims
1. Faserverbundbauteil (3, 4, 5) für ein Rotorblatt (2) einer Windenergieanlage (1 ) mit einer definiert vorgegeben geformten ersten Oberfläche (12, 14) an einer ersten Seite (1 1 , 13) des Faserverbundbauteils (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil (3, 4, 5) eine zweite definiert vorgegeben geformte Oberfläche (14, 12) zur Verbindung mit einem weiteren Bauteil (3, 4, 5) für das Rotorblatt (2) an wenigstens einem Teilbereich einer der ersten Seite (1 , 13) abgewandten zweiten Seite (13, 1 1 ) des Faserverbundbauteils (3, 4, 5) aufweist. 1. fiber composite component (3, 4, 5) for a rotor blade (2) of a wind turbine (1) having a defined predetermined shaped first surface (12, 14) on a first side (1 1, 13) of the fiber composite component (3, 4, 5), characterized in that the fiber composite component (3, 4, 5) has a second defined predetermined shaped surface (14, 12) for connection to a further component (3, 4, 5) for the rotor blade (2) at least a portion one of the first side (1, 13) facing away from the second side (13, 1 1) of the fiber composite component (3, 4, 5).
2. Faserverbundbauteil (3, 4, 5) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an oder auf der zweiten Oberfläche (14, 12) eine Markierung (17) für eine Sollposition des weiteren Bauteils (3, 4, 5) an oder auf der zweiten Oberfläche (14, 12) angeordnet ist. Faserverbundbauteil (3, 4, 5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (17) als Anschlag ausgebildet ist, wobei insbesondere das weitere Bauteil (3, 4, 5) in der Sollposition formschlüssig zu dem Anschlag ausrichtbar oder ausgerichtet ist. 2. fiber composite component (3, 4, 5) according to claim 1, characterized in that on or on the second surface (14, 12) a mark (17) for a desired position of the further component (3, 4, 5) on or the second surface (14, 12) is arranged. Fiber composite component (3, 4, 5) according to claim 2, characterized in that the marking (17) is designed as a stop, wherein in particular the further component (3, 4, 5) in the desired position is positively aligned or aligned with the stop.
Faserverbundbauteil (3, 4, 5) nach einem der Ansprüche 1 bisFiber composite component (3, 4, 5) according to one of claims 1 to
3, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil (3,3, characterized in that the fiber composite component (3,
4, 5) eine Rotorblattschale (3) oder ein Gurt (5) ist, wobei das weitere Bauteil insbesondere ein Steg oder Hauptsteg (4) ist. 4, 5) is a rotor blade shell (3) or a belt (5), wherein the further component is in particular a web or main web (4).
Fertigungseinrichtung zur Fertigung eines Faserverbundbauteils (3, 4, 5) für ein Rotorblatt (2) einer WindenergieanlageManufacturing device for producing a fiber composite component (3, 4, 5) for a rotor blade (2) of a wind turbine
(1 ) unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens umfassend eine offene Fertigungsform (20) mit einer Formfläche (22) zur Formung einer ersten Oberfläche (12, 14) an einer ersten Seite (1 1 , 13) des Faserverbundbauteils, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungseinrichtung eine Formeinlage (30) mit einer Formfläche (32) zur Formung einer zweiten Oberfläche (14, 12) zur Verbindung des Faserverbundbauteils (3, 4, 5) mit einem weiteren Bauteil (3, 4, 5) für das Rotorblatt(1) using a vacuum infusion process comprising an open manufacturing mold (20) having a molding surface (22) for forming a first surface (12, 14) on a first side (1 1, 13) of the fiber composite component, characterized in that the manufacturing device Mold insert (30) with a molding surface (32) for forming a second surface (14, 12) for connecting the fiber composite component (3, 4, 5) with a further component (3, 4, 5) for the rotor blade
(2) umfasst, wobei die Formeinlage (30) an oder in der Fertigungsform (20) derart anzuordnen oder angeordnet ist, dass die Formfläche (32) der Formeinlage (30) der Formfläche (22) der Fertigungsform (20) zugewandt ist. (2), wherein the mold insert (30) is arranged or arranged on or in the production mold (20) such that the mold surface (32) of the mold insert (30) faces the mold surface (22) of the production mold (20).
Fertigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formfläche (32) der Formeinlage (30) eine Markierungsform (34) zum Formen einer Markierung (17) für eine Sollposition des weiteren Bauteils (3, 4, 5) an oder auf der zweiten Oberfläche (14, 12) des Faserverbundbauteils aufweist. Fertigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formeinlage (30) wenigstens abschnittsweise durchsichtig ausgebildet ist. Manufacturing device according to claim 5, characterized in that the molding surface (32) of the mold insert (30) has a marking form (34) for forming a marking (17) for a desired position of the further component (3, 4, 5) on or on the second surface (14, 12) of the fiber composite component. Manufacturing device according to claim 5 or 6, characterized in that the mold insert (30) is at least partially transparent.
Fertigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material der Formeinlage (30) Polyethylen umfasst. Manufacturing device according to one of claims 5 to 7, characterized in that a material of the mold insert (30) comprises polyethylene.
Fertigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungseinrichtung eine Positioniervorrichtung (42) zur reproduzierbaren Positionierung der Formeinlage (30) an oder in der Fertigungsform (20) und/oder eine Dichtvorrichtung (40) für einen gemeinsamen Berührungsbereich der Fertigungsform (20) und der Formeinlage (30) umfasst. Manufacturing device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the manufacturing device comprises a positioning device (42) for reproducible positioning of the mold insert (30) on or in the manufacturing mold (20) and / or a sealing device (40) for a common contact region of the manufacturing mold (20) and the mold insert (30).
Verfahren zum Fertigen eines Faserverbundbauteils (3, 4, 5) für ein Rotorblatt (2) einer Windenergieanlage (1 ) unter Anwendung eines Vakuuminfusionsverfahrens in einer offenen Fertigungsform (20), wobei mittels einer Formfläche (22) der Fertigungsform (20) eine erste Oberfläche (12, 14) an einer ersten Seite (11 , 13) des Faserverbundbauteils (3, 4, 5) geformt ist oder wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fertigung des Faserverbundbauteils (3, 4, 5) eine Formeinlage (30) auf oder in der Fertigungsform (20) angeordnet wird, wobei mittels einer der Formfläche (22) der Fertigungsform (20) zugewandten Formfläche (32) der Formeinlage (30) eine zweite Oberfläche (14, 12) zur Verbindung des Faserverbundbauteils (3, 4, 5) mit einem weiteren Bauteil (3, 4, 5) für das Rotorblatt (2) an wenigstens einem Teilbereich einer der ersten Seite (1 1 , 13) abgewandten zweiten Seite (13, 1 1 ) des Faserverbundbauteils (3, 4, 5) geformt ist oder wird. A method for manufacturing a fiber composite component (3, 4, 5) for a rotor blade (2) of a wind energy plant (1) using a vacuum infusion process in an open manufacturing mold (20), wherein a first surface by means of a molding surface (22) of the manufacturing mold (20) (12, 14) on a first side (11, 13) of the fiber composite component (3, 4, 5) is or is formed, characterized in that in the manufacture of the fiber composite component (3, 4, 5) has a mold insert (30) or in the production mold (20) is arranged, wherein by means of one of the mold surface (22) of the manufacturing mold (20) facing the mold surface (32) of the mold insert (30) has a second surface (14, 12) for connecting the fiber composite component (3, 4, 5) with a further component (3, 4, 5) for the rotor blade (2) on at least a portion of one of the first side (1 1, 13) facing away from the second side (13, 1 1) of the Fiber composite component (3, 4, 5) is or is formed.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an oder auf der zweiten Oberfläche (14, 12) des Faserver-1 1. A method according to claim 10, characterized in that on or on the second surface (14, 12) of the fiber
5 bundbauteils (3, 4, 5) eine Markierung (17) für eine Sollposition des weiteren Bauteils (3, 4, 5) an oder auf der zweiten Oberfläche (14, 12) ausgebildet ist oder wird. 5 bundbauteils (3, 4, 5) is a mark (17) for a desired position of the further component (3, 4, 5) on or on the second surface (14, 12) is or is formed.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass i o die Markierung (17) mittels der Formfläche (32) der Formeinlage (30), insbesondere mittels einer Markierungsform (34) der Formfläche (32), geformt ist oder wird. 12. The method according to claim 1 1, characterized in that i o the marking (17) by means of the molding surface (32) of the mold insert (30), in particular by means of a marking mold (34) of the molding surface (32) is formed or is.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge- 15 kennzeichnet, dass die offene Fertigungsform (20) für das 13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized 15 indicates that the open manufacturing mold (20) for the
Vakuuminfusionsverfahren unter Verwendung der Formeinlage (30) abgedichtet ist oder wird.  Vacuum infusion method using the mold insert (30) is sealed or is.
14. Rotorblatt (2) für eine Windenergieanlage (1 ) mit einem Fa- 0 serverbundbauteil (3, 4, 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4. 14. Rotor blade (2) for a wind energy plant (1) with a fiber composite component (3, 4, 5) according to one of claims 1 to 4.
15. Verfahren zum Fertigen eines Rotorblatts (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil (3, 4, 5) an der zweiten Oberfläche (14, 12) mit einem weite-5 ren Bauteil (3, 4, 5) für das Rotorblatt (2) verbunden wird. 15. A method for manufacturing a rotor blade (2) according to claim 14, characterized in that the fiber composite component (3, 4, 5) on the second surface (14, 12) with a wide-5 Ren component (3, 4, 5) for the rotor blade (2) is connected.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserverbundbauteil (3, 4, 5) eine Markierung (17) aufweist, wobei eine Ausrichtung des Faserverbundbauteils (3, 4,0 5) und des weiteren Bauteils (3, 4, 5) zueinander nach dem 16. The method according to claim 15, characterized in that the fiber composite component (3, 4, 5) has a marking (17), wherein an orientation of the fiber composite component (3, 4.0 5) and the further component (3, 4, 5 ) to each other after the
Verbinden anhand der Markierung (17) überprüft wird und/oder dass das Faserverbundbauteil (3, 4, 5) und das wei- tere Bauteil (3, 4, 5) vor dem Verbinden mittels der Markierung (17) zueinander ausgerichtet werden. Connection is checked by means of the marking (17) and / or that the fiber composite component (3, 4, 5) and the other Tere component (3, 4, 5) before joining by means of the marking (17) are aligned with each other.
EP13709758.0A 2012-03-27 2013-02-28 Composite fibre component for a rotor blade, device for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade and the method for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade Withdrawn EP2831409A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012204858A DE102012204858A1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Production of a fiber composite component for a rotor blade
PCT/EP2013/000587 WO2013143641A1 (en) 2012-03-27 2013-02-28 Composite fibre component for a rotor blade, device for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade and the method for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2831409A1 true EP2831409A1 (en) 2015-02-04

Family

ID=47891577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13709758.0A Withdrawn EP2831409A1 (en) 2012-03-27 2013-02-28 Composite fibre component for a rotor blade, device for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade and the method for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140369849A1 (en)
EP (1) EP2831409A1 (en)
CA (1) CA2868654C (en)
DE (1) DE102012204858A1 (en)
WO (1) WO2013143641A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011079240B4 (en) * 2011-07-15 2018-09-06 Carbon Rotec Gmbh & Co. Kg Device and method for manufacturing a component
DE102014001445B4 (en) 2014-01-31 2015-10-29 Windnovation Engineering Solutions Gmbh Apparatus for producing rotor blade shells
EP3134244B1 (en) * 2014-04-24 2021-03-31 LM WP Patent Holding A/S A wind turbine blade manufacturing system and method
GB2527587A (en) 2014-06-27 2015-12-30 Vestas Wind Sys As Improvements relating to wind turbine blade manufacture
GB2529186A (en) * 2014-08-12 2016-02-17 Vestas Wind Sys As Improvements relating to wind turbine blade manufacture
DE102014221965A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Senvion Gmbh Rotor blade for a wind turbine and method for manufacturing a rotor blade
CN105269837B (en) * 2015-10-28 2017-08-29 北京金风科创风电设备有限公司 Girder prefabricated part and manufacturing method thereof, and blade and manufacturing method thereof
WO2017088883A1 (en) * 2015-11-25 2017-06-01 Vestas Wind Systems A/S A method and apparatus for manufacturing a wind turbine blade body
CN108495999B (en) 2015-11-26 2020-08-07 维斯塔斯风力系统有限公司 Improvements relating to wind turbine blade manufacture
DK3606731T3 (en) 2017-04-05 2022-03-07 Vestas Wind Sys As IMPROVEMENTS WITH WIND TURBINE WING MANUFACTURE
DE102017126273A1 (en) 2017-11-09 2019-05-09 Nordex Energy Gmbh Wind turbine rotor blade with web-belt connection
EP3707372B1 (en) * 2017-11-10 2022-05-04 Vestas Wind Systems A/S Improvements relating to wind turbine blade manufacture
CN114211797B (en) * 2021-11-24 2024-01-23 东方电气风电股份有限公司 Wind power blade web rapid bonding structure and rapid forming method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009033165A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-27 Repower Systems Ag Rotor blade of a wind energy plant, method for manufacturing a rotor blade and belt pair for a rotor blade
US20110229333A1 (en) * 2010-03-22 2011-09-22 Repower Systems Ag Shear web connection

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4339230A (en) * 1980-04-22 1982-07-13 Hercules Incorporated Bifoil blade
EP1884671A4 (en) * 2005-05-23 2011-04-13 Tokai Ryokaku Tetsudo Kk Superconductivity utilizing support mechanism, and permanent magnet utilizing support mechanism
DK2106900T3 (en) * 2008-04-03 2012-07-09 Siemens Ag Form and Method of Vacuum Supported Resino Transfer Molding
US7841835B2 (en) * 2009-02-20 2010-11-30 General Electric Company Spar cap for wind turbine blades
KR101037432B1 (en) * 2009-03-05 2011-05-30 전자부품연구원 wireless communication method and demodulator for Magnetic Field Network
EP2319683B1 (en) * 2009-11-04 2012-08-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Apparatus and method for manufacturing fiber reinforced plastic structure
US7976275B2 (en) * 2010-08-30 2011-07-12 General Electric Company Wind turbine rotor blade assembly having an access window and related methods
US7922454B1 (en) * 2010-10-29 2011-04-12 General Electric Company Joint design for rotor blade segments of a wind turbine
US8393871B2 (en) * 2011-07-19 2013-03-12 General Electric Company Wind turbine blade shear web connection assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009033165A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-27 Repower Systems Ag Rotor blade of a wind energy plant, method for manufacturing a rotor blade and belt pair for a rotor blade
US20110229333A1 (en) * 2010-03-22 2011-09-22 Repower Systems Ag Shear web connection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2013143641A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012204858A1 (en) 2013-10-02
US20140369849A1 (en) 2014-12-18
WO2013143641A1 (en) 2013-10-03
CA2868654C (en) 2018-07-31
CA2868654A1 (en) 2013-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013143641A1 (en) Composite fibre component for a rotor blade, device for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade and the method for manufacturing a composite fibre component for a rotor blade
DE102011078951B4 (en) Method for producing a rotor blade for a wind energy plant, sandwich preform and rotor blade for a wind energy plant
EP2904262B1 (en) Composite component for a rotor blade
DE602005001391T2 (en) Method for producing a wind turbine blade, a wind turbine blade production plant and use thereof
EP2666615B1 (en) Method for producing a half shell of rotor blade for a wind energy assembly or for producing a rotor blade for a wind energy assembly and production mould for this purpose
DE102014015840B4 (en) A method of manufacturing an I-stringer of an aircraft and apparatus for use in such methods
EP3114348B1 (en) Method for producing a rotor blade of a wind turbine, a rotor blade and a wind turbine
WO2018029240A1 (en) Spar cap made of prefabricated elements with laid fabric and method for producing same
WO2011006563A2 (en) Rotor blade of a wind power installation and method of fabricating a rotor blade of a wind power installation
EP3018342B1 (en) Method for producing a rotor blade of a wind turbine
WO2013010645A1 (en) Device and method for manufacturing a component
EP3260697B1 (en) Trailing-edge girder with rectangular cross section
WO2011006562A2 (en) Rotor blade of a wind power installation, method of fabricating a rotor blade and pair of straps for a rotor blade
EP3486476B1 (en) Shear web for a rotor blade of a wind turbine and method for producing a shear web
WO2014095865A1 (en) Variable moulding device for manufacturing a rotor blade half shell for a wind turbine
EP2662204A1 (en) Method, pre-fabricated construction element and mould for producing a wind energy facility component
DE102015007801A1 (en) Method for producing a component of a rotor blade of a wind energy plant
DE102017113769A1 (en) Pultruded profile with tear-off fabric
DE102012107932C5 (en) Method for producing a rotor blade and a rotor blade of a wind turbine
EP2682537A1 (en) Core layer for a sandwich composite component, sandwich composite component and method for producing a sandwich composite component
EP3360667A1 (en) Rotor blade trailing edge bonding angle
DE102018105765A1 (en) Method for producing a fiber composite hollow component and fiber composite hollow component
EP3482918A1 (en) Method for producing a web for a wind turbine rotor blade
DE102012003378A1 (en) Forming blind bond between components of wind energy plant rotor blade, involves applying adhesive on first and second adhesive surfaces of first and second components, placing components in final position, and curing second component
DE102011077609B4 (en) Production of a rotor blade shell

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140825

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SENVION GMBH

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: FLACH, CHRISTIAN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170403

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210901