EP2920385A1 - Verfahren zur fertigung eines rotorblattes - Google Patents

Verfahren zur fertigung eines rotorblattes

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EP2920385A1
EP2920385A1 EP13795704.9A EP13795704A EP2920385A1 EP 2920385 A1 EP2920385 A1 EP 2920385A1 EP 13795704 A EP13795704 A EP 13795704A EP 2920385 A1 EP2920385 A1 EP 2920385A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
floor level
rotor blade
crane
ground floor
upper floor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13795704.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Kannenberg
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.)
Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Wobben Properties 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 Wobben Properties GmbH filed Critical Wobben Properties GmbH
Publication of EP2920385A1 publication Critical patent/EP2920385A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00—Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/02—Buildings or groups of buildings for industrial purposes, e.g. for power-plants or factories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
    • B29L2031/085—Wind turbine blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Definitions

  • This invention relates to a method for producing a rotor blade of a wind energy plant and to a production facility for producing a rotor blade of a wind energy plant.
  • the rotor blades of a wind energy plant consists of different elements or semi-finished products. These can for example consist of bars or bars. These are inserted into the rotor blade at different times during the manufacturing process.
  • the object of the invention is now to improve the rotor blade production as a whole, to reduce the costs for this, to enable a more rapid and safer sheet production and to allow overall faster rotor blade production and at the same time to improve the safety of the sheet production.
  • German Patent and Trademark Office has in the priority application for the present application the following state of the art research: DE 42 26 397 A1, DE 102 08 850 A1, DE 10 2007 033 414 A1, EP 2 226 186 A1, Magazine: Windblatt 03/12 Fa. ENERCON, page 1 - 20, brochure: MDS Griffinsysteme 06/2012, p. 1 - 28.
  • the object is achieved with a method according to claim 1 and a production device according to claim 6.
  • Advantageous developments are described in the subclaims.
  • the semi-finished product is produced parallel to the rotor blade and in one and the same building, but on different building levels, so for example, the rotor blades on the ground floor of the building while the semi-finished product is produced on the upper floor and the semifinished product on the upper floor can be lowered down through openings between the upper and lower levels into the ground floor.
  • the advantage of this method is that the production can be very compact and thus the production building can have a smaller footprint than before.
  • the parts that are produced in the upper floor level transported by means of a crane or cable etc. from the upper floor level in the ground floor level and thus merged with the parts produced in the ground floor level of the rotor blade.
  • a load lifting device such as a crane, cable, winches in general, arranged a chain hoist, a mast and / or lifting portal in the two-storey manufacturing building.
  • a first crane e.g. a gantry crane
  • a second crane e.g. Portal crane
  • the carrying capacity of the first crane or rope is less than the carrying capacity of the second crane or rope.
  • the first crane or the first rope so the crane in the upper floor level, has a lower load capacity, since the parts that are made in the upper floor level, have a lower weight than the rotor blade itself.
  • a semifinished product is understood to be a partial element which is incorporated in the rotor blade, that is, laminated. This can be, for example, the spar or web of the rotor blade.
  • the first or second crane can be, for example, a gantry crane. This spans his work area like a portal and can therefore lift or carry very high loads.
  • the maximum crane load in the ground floor level ranges from 30 t to 40 t, while the crane's maximum crane load in the upper floor level ranges between 1 t and 10 t, preferably 5 t, lies.
  • the crane load corresponds to the load that the crane can carry or transport, ie the load capacity of the crane.
  • an opening is provided between the upper floor level and the ground floor level in the floor of the upper floor or in the ceiling of the ground floor through which the parts produced in the upper floor level can be lowered into the ground floor level ,
  • this opening can be closed, for example, by means of a plate embedded in the floor of the first floor level and / or in the ceiling of the ground floor level, which can be moved by a motor.
  • the semi-finished product produced in the upper floor level can be transported in a simple and especially direct manner in the ground floor level.
  • the semifinished product provided for a specific rotor blade can be lowered directly to the correct position to the rotor blade with a corresponding arrangement of the opening.
  • long and time-consuming transport routes are avoided within the production building.
  • FIG. 1 shows a process sequence for manufacturing a rotor blade of a wind energy plant
  • FIG. 2 shows a production according to the invention
  • Fig. 6 two lattice binder.
  • Fig. 1 illustrates the general course of a rotor blade production.
  • the half-shell in which the halves of the rotor blade are made, covered with glass fiber mats.
  • the semi-finished product is already inserted into the glass fiber mats.
  • both shells are covered and cured with resin, they are glued to form a rotor blade.
  • the assembly takes place. This term covers, for example, the machining of the flange, the testing of lightning protection, etc. In the finish area, the rotor blade is painted and all the necessary preparatory steps are processed for this purpose.
  • the rotor blade After the rotor blade has been painted and all necessary preparation steps have been completed, the rotor blade is directly in the production building, for example attached to a truck for delivery. Thus, the entire rotor blade production takes place up to the preparation of the delivery within a production building.
  • Fig. 2 and Fig. 3 illustrate the production process of blank production for a rotor blade of a wind turbine.
  • the individual production processes are arranged one after the other.
  • a half-shell 1 1 and 12 are produced, which are merged after the gluing process.
  • the belt is introduced by means of the gantry crane 21 in the half-shells.
  • the half shells are moved to the next station, process step 2. Since the space of station 1 is now free, the form is moved from empty space 4 to station 1 and can thus be reassigned.
  • the molds In order for the molds to move from one station to the next station, they are mounted on a shuttle car.
  • the shuttle is shown in FIG. In this illustration, only the substructure of the carriage is shown. The carriage is moved on rails 13.
  • the scrim is soaked in resin. This is the process step 2 of the infusion.
  • a vacuum infusion process is used.
  • the fiber composite Once the fiber composite has been soaked in resin, it must be heat treated for the resin to react. This process is called annealing.
  • Annealing 3 is performed on a separate station. When changing the station from station 2 to station 3, the mold must be kept under vacuum.
  • each rotor blade has an energy unit and a vacuum unit, which maintains the vacuum on the mold when moving.
  • the webs are applied to the half-shells and glued. Then both half-shells are folded onto each other and glued together, process step 6. This is done with the help of a gluing portal. After bonding, the superimposed half-shells are annealed again. After completion of annealing, the rotor blade can be removed from the formwork, process step 7. For this purpose, the upper formwork is removed by means of a lever device of the lower formwork. The rotor blade is then moved on to the empty space 4, from where it is brought into the clothing. The empty form is then available again for the next rotor blade.
  • the production facility is divided into two levels (storeys), namely the ground floor level 26 and the upper floor level 23.
  • the rotor blades or essential parts thereof are manufactured and also assembled.
  • the upper level (upper floor) 23 semi-finished for the rotor blades is made. All necessary production facilities, such as trimming equipment, molds, etc. for the semi-finished product, including a crane (gantry crane), are located on the upper floor, ie on the upper level.
  • the blank for the glass fiber mats for the semi-finished product is located on this second, ie the upper level (upper floor).
  • Semi-finished product of a rotor blade is / are, for example, the belt or the webs and other laid in the rotor blade parts. The belt is produced, for example, in a first production process, the webs in another production process on the upper floor.
  • the invention not only saves considerable (up to 20% or more) of the surface area of the production facility, so that in total also less base area must be sealed, but the production cycle time can be significantly increased, for.
  • the entire production process becomes safer and the production quality significantly better, because no longer in operation Always and constantly in a plane large and heavy parts must be transported by means of gantry cranes over the heads of people away, so that the safety at work is significantly improved.
  • the entire production process can thus be made considerably more fluid by means of a corresponding clocking.
  • the gantry cranes 21 and 24 transport both parts in the upper floor level as well as parts in the basement level, at least in the area where between the upper floor level and the basement level is an opening.
  • a separate gantry crane which has a lower maximum load, e.g. up to about 5 t, has as a gantry crane in the ground floor level.
  • the production run time is significantly shortened, e.g. by more than 30% compared to a standard production where all major production steps take place on one level, ie in a single large hall.
  • the carriage 25 is shown schematically in Fig. 5 in a plan view.
  • a longitudinal direction 1 1 1 with a double arrow and a transverse direction 121 is also shown with a double arrow for illustration.
  • the longitudinal direction 1 1 1 and the transverse direction 121 are arranged substantially perpendicular to each other. It does not depend on an exact angle of 90 degrees between these two directions 1 1 1 and 121, but they should not be parallel to each other.
  • FIG. 5 it can be seen that 16 part-changing devices 125 are provided, which together form the changing device 124.
  • Each partial change device 125 is assigned a pair of wheels 122.
  • Two partial change devices 125 are fastened to longitudinal members 134 together with a connection carrier 132.
  • a common lowering of the wheel pairs 122 by the part changing devices 125 and thus by the Changing device 124 thereby leads to a lifting of Verfahrwagens 25, in particular on these side members 134.
  • On the side rails 134 is a plurality of cross members 136 arranged or the side members 134 and cross member 136 are connected to a stable structure of the carriage 25.
  • various longitudinally arranged support beams 138 are provided.
  • the longitudinal members 134, cross members 136 and support beams 138 which in each case need not be identical, although only one reference numeral is used here, essentially form the carriage 25, at least its stable support structure.
  • transverse drives 126 For driving the pairs of wheels 122, some transverse drives 126 are provided, which also have a gear 128.
  • the coupling to the respective wheel pair 122 can not be seen in the overview representation of FIG. 5.
  • the transverse drives 126 are in each case mechanically mutually independent gearboxes, which are, however, electrically coupled or synchronized in order to achieve the most uniform and equal movement of the carriage 25 during a movement in the transverse direction 121. In this case, not all pairs of wheels 122 of the second set of wheels 120 are driven.
  • a hydraulic unit 140 is provided, which is provided for actuating the changing device 124 and thus the individual part changing devices 125.
  • FIG. 6 shows two lattice binders 50, 51 of two rotor blade forms for producing one rotor blade half shell each.
  • the lattice binders 50, 51 each have substantially a lattice construction 52, 53 in order to each carry thereon a shaping layer in which heating elements are embedded.
  • This shaping layer may be connected to further layers in a sandwich structure.
  • This shaping layer is not shown for clarity in the figure 6, so that the shape of each trellis 50, 51 and thus the grid structures 52, 53 can be seen better.
  • To supply the heating elements with electric current for heating a plurality of supply units 55 are provided for each rotor blade.
  • the supply units may differ in detail. Nevertheless, the same reference numerals for the supply units are used to improve the clarity.
  • Each supply unit 55 each supplies a heating area with electric current and controls the respective supply current accordingly. Furthermore, in each case a central control 56 is provided in order to supply the relevant supply units 55 with switching commands. At the central control unit 56, the entire control of the respective rotor blade shape is coordinated and processes and conditions, in particular temperatures can be displayed. The central control unit 56 can also be used for manual intervention.
  • the supply units 55 are supplied with power via busbars. Furthermore, the busbars serve for data transmission between the supply units 55 and the central control units 56. A separate power bus and a separate data bus may be provided.
  • the supply units 55 and central control units 56 are arranged within the grid structures 52, 53.
  • connection carrier 134.
  • Side member 136.
  • Cross member 138.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotorblattes einer Wind- energieanlage in einem zweigeschossigen Fertigungsgebäude, welches eine Erdgeschoss-Ebene zur Produktion eines ersten Teils eines Rotorblatts und eine Obergeschoss-Ebene, die oberhalb der Erdgeschoss-Ebene angeordnet ist, zur Produktion eines zweiten Teils, z. B. Halbzeug für das Rotorblatt, aufweist.

Description

Verfahren zur Fertigung eines Rotorblattes
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage sowie eine Produktionseinrichtung zum Herstellen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage. Es ist bekannt, das Rotorblätter einer Windenergieanlage aus verschiedenen Elementen, bzw. Halbzeugen besteht. Diese können zum Beispiel aus Holmen oder Stegen bestehen. Diese werden in zu verschiedenen Zeiten des Fertigungsprozesses in das Rotorblatt eingefügt. Ferner besteht ein Prozess zum Fertigen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage aus verschiedenen Arbeitsschritten, wie Belegen der Rotorblattform, Infusion mit Harz, Tempern, Bestücken mit Stegen und das Zusammenkleben von zwei Halbschalen. Danach erfolgt die Oberflächenbehandlung des Rotorblattes. Diese besteht aus dem Entgraten der Außenseiten des Rotorblattes, bzw. Halbzeuges, dem Anschleifen des Rotorblattes und schließlich dem Beschichten mit einer Lackschicht.
Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, die Rotorblattproduktion insgesamt zu verbes- sern, die Kosten hierfür zu verringern, eine zügigere und sicherere Blattproduktion zu ermöglichen und dabei insgesamt eine schnellere Rotorblattproduktion zu ermöglichen und gleichzeitig auch die Sicherheit der Blattproduktion zu verbessern.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 42 26 397 A1 , DE 102 08 850 A1 , DE 10 2007 033 414 A1 , EP 2 226 186 A1 , Magazin: Windblatt 03/12 der Fa. ENERCON, Seite 1 - 20, Prospekt: MDS Raumsysteme 06/2012, S. 1 - 28.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Produktionseinrichtung gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Halbzeug parallel zum Rotorblatt hergestellt und zwar in ein und demselben Gebäude, jedoch auf verschiedenen Gebäudeebenen, also werden beispielsweise die Rotorblätter im Erdgeschoss des Gebäudes hergestellt, während das Halbzeug im Obergeschoss hergestellt wird und das Halbzeug im Obergeschoss durch Öffnungen zwischen Ober- und Untergeschoss in das Erdge- schoss herabgelassen werden kann.
Der Vorteil in diesem Verfahren liegt darin, dass die Produktion sehr kompakt aufgebaut sein kann und somit das Produktionsgebäude eine kleinere Grundfläche als bisher aufweisen kann.
Vorzugsweise werden die Teile, die in der Obergeschoss-Ebene hergestellt werden, mittels eines Krans oder Seilzugs etc. von der Obergeschoss-Ebene in die Erdgeschoss- Ebene transportiert und somit mit den in der Erdgeschoss-Ebene produzierten Teilen des Rotorblatts zusammengeführt. Es ist also ein Lasthebegerät wie ein Kran, Seilzug, Seilwinden allgemein, ein Kettenzug, ein Hubgerüst und/oder Hubportal in dem zweigeschossigen Fertigungsgebäude angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Obergeschoss-Ebene ein erster Kran, z.B. ein Portalkran, zum Heben und/oder Transportieren der dort hergestellten Teile ausgebildet und in der Erdgeschoss-Ebene ein zweiter Kran, z.B. Portalkran, zum Heben und/oder Transportieren der dort hergestellten Teile des Rotorblatts ausgebildet. Dabei ist die Tragkraft des ersten Krans bzw. Seils geringer als die Tragkraft des zweiten Krans bzw. Seils. Der erste Kran bzw. das erste Seil, also der Kran in der Obergeschoss- Ebene, weist eine geringere Tragkraft auf, da die Teile, die in der Obergeschoss-Ebene hergestellt werden, ein geringeres Gewicht aufweisen als das Rotorblatt an sich. Dabei wird unter einem Halbzeug vorliegend ein Teilelement verstanden, das in das Rotorblatt mit eingebaut, also Einlaminiert wird. Dies kann beispielsweise der Holm oder Steg des Rotorblattes sein. Der erste oder zweite Kran kann dabei beispielsweise ein Portalkran sein. Dieser überspannt seinen Arbeitsbereich wie ein Portal und kann dadurch sehr hohe Lasten heben bzw. tragen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die maximale Kranlast bzw. Traglast des Krans in der Erdgeschoss-Ebene im Bereich von 30 t bis 40 t, während hingegen die maximale Kranlast des Krans in der Obergeschoss-Ebene im Bereich zwischen 1 t und 10 t, vorzugsweise 5 t, liegt. Dadurch können in der Erdgeschoss-Ebene die Halb- schalen des Rotorblatts ohne, aber auch mit den bereits mit einlaminierten Halbzeugen transportiert werden. Dabei entspricht die Kranlast der Last, die der Kran tragen bzw. transportieren kann, also der Traglast des Krans. In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Obergeschoss-Ebene und der Erd- geschoss-Ebene im Boden des Obergeschosses bzw. in der Decke des Erdgeschosses eine Öffnung vorgesehen, durch die die in der Obergeschoss-Ebene produzierten Teile in die Erdgeschoss-Ebene herabgelassen werden können. Dabei ist diese Öffnung bei- spielsweise verschließbar, beispielsweise mittels einer in den Boden der Obergeschoss- Ebene und/oder in die Decke der Erdgeschoss-Ebene eingelassene Platte, die motorisch verfahrbar ist. Somit kann das in der Obergeschoss-Ebene hergestellte Halbzeug auf einfache und insbesondere direkte Weise in die Erdgeschoss-Ebene transportiert werden. Dabei kann das für ein bestimmtes Rotorblatt vorgesehene Halbzeug bei einer entsprechenden Anordnung der Öffnung direkt an der richtigen Stelle zu dem Rotorblatt heruntergelassen werden. Somit werden lange und zeitaufwendige Transportwege innerhalb des Fertigungsgebäudes vermieden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in den Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen offenbart. Dabei zeigt:
Fig. 1 : einen Prozessablauf zum Fertigen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage, Fig. 2: eine erfindungsgemäße Fertigung,
Fig. 3: den Produktionsfluss mit Halbschalen,
Fig. 4: eine Produktionseinrichtung in der Seitenansicht,
Fig. 5: einen Verfahrwagen,
Fig. 6: zwei Gitterbinder.
Fig. 1 illustriert den generellen Ablauf einer Rotorblattfertigung. Im ersten Schritt wird die Halbschale, in der die Hälften des Rotorblattes gefertigt werden, mit Glasfasermatten belegt. Hierbei wird bereits das Halbzeug in die Glasfasermatten eingelegt. Nachdem beide Halbschalen belegt und mit Harz ausgehärtet sind, werden diese verklebt, damit sie ein Rotorblatt bilden.
Nach dem Rotorblattschalenbau erfolgt die Konfektionierung. Hinter diesem Begriff verbirgt sich zum Beispiel das Bearbeiten des Flansches, das Testen des Blitzschutzes usw. Im Finish-Bereich wird das Rotorblatt lackiert und hierzu alle notwendigen Vorbereitungsschritte abgearbeitet.
Nachdem das Rotorblatt lackiert worden ist und alle notwendigen Vorbereitungsschritte abgearbeitet sind, wird das Rotorblatt direkt in dem Fertigungsgebäude beispielsweise auf einen LKW zur Auslieferung befestigt. Somit findet die gesamte Rotorblattfertigung bis hin zum Vorbereiten der Auslieferung innerhalb eines Fertigungsgebäudes statt.
Fig. 2 und Fig. 3 illustrieren den Produktionsprozess der Rohteilfertigung für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage. Hierbei sind die einzelnen Produktionsprozesse nachei- nander angeordnet. In jedem Produktionsprozess werden je eine Halbschale 1 1 und 12 gefertigt, die nach dem Verklebeprozess zusammengeführt werden. Im ersten Schritt wird die Form des Rotorblattes belegt, Prozessschritt 1. In diesem Schritt wird der Gurt mit Hilfe des Portalkrans 21 in die Halbschalen eingebracht. Nach dem Belegen der Rotorblattform mit den noch trockenen Glasfasermatten in einer vorbestimmten Lagen- anordnung werden die Halbschalen zur nächsten Station, Prozessschritt 2, gefahren. Da der Platz von Station 1 jetzt frei ist, wird die Form vom Leerplatz 4 auf die Station 1 bewegt und kann somit neu belegt werden. Damit die Formen sich von einer Station zur nächsten Station bewegen können, sind diese auf einem Verfahrwagen angebracht. Der Verfahrwagen ist in Fig. 5. dargestellt. In dieser Darstellung ist nur der Unterbau des Verfahrwagens abgebildet. Der Verfahrwagen wird auf Schienen 13 bewegt.
Nachdem die Halbschalen belegt worden sind, wird das Gelege mit Harz getränkt. Dieses ist der Prozessschritt 2 der Infusion. Zum Tränken wird ein Vakuuminfusionsverfahren verwendet. Sobald der Faserverbundwerkstoff mit Harz getränkt worden ist, muss dieser wärmebehandelt werden, damit das Harz reagiert. Diesen Prozess nennt man Tempern. Das Tempern 3 wird auf einer separaten Station durchgeführt. Bei dem Stationswechsel von Station 2 nach Station 3 muss die Form unter Vakuum gehalten werden. Hierzu besitzt jede Rotorblattform einen Energieeinheit und eine Vakuumeinheit, die beim Versetzen das Vakuum auf der Form aufrechterhält.
Nach dem Tempern 3 wird der Verfahrwagen auf einen Leerplatz 4 gefahren. Vom Leer- platz verfährt der Wagen quer zur nächsten Station. Hierzu sind die Schienen 14 in einem 90° Winkel quer zur Fertigungsrichtung angebracht. Damit der Verfahrwagen quer verfahren kann, werden die Antriebseinheiten um 90° gedreht.
An dieser Station 5 werden auf den Halbschalen die Stege aufgebracht und verklebt. Daraufhin werden beide Halbschalen aufeinander geklappt und verklebt, Prozess- schritt 6. Dieses geschieht mit Hilfe eines Verklebeportals. Nach dem Verkleben werden die aufeinanderliegenden Halbschalen noch einmal getempert. Nach Beenden des Tempern kann das Rotorblatt aus der Schalung entnommen werden, Prozessschritt 7. Hierzu wird die obere Schalung mittels einer Hebelvorrichtung von der Unterschalung entfernt. Das Rotorblatt wird dann auf den Leerplatz 4 weiterbewegt, von wo aus es in die Konfektion gebracht wird. Die leere Form steht hieraufhin wieder für das nächste Rotorblatt zur Verfügung.
Fig. 4 zeigt die Produktionseinrichtung 20 im Querschnitt. Die Produktionseinrichtung ist auf zwei Ebenen (Geschosse), nämlich der Erdgeschoss-Ebene 26 und der Oberge- schoss-Ebene 23 aufgeteilt. Auf der unteren Ebene (Erdgeschoss) 26 werden die Rotorblätter bzw. wesentliche Teile hiervon gefertigt und auch zusammengesetzt. Auf der oberen Ebene (Obergeschoss) 23 wird Halbzeug für die Rotorblätter gefertigt. Alle notwendigen Produktionseinrichtungen, wie zum Beispiel Besäumungseinrichtungen, For- men, etc. für das Halbzeug, einschließlich eines dortigen Krans (Portalkrans), befinden sich auf der Obergeschoss-, also auf der oberen Ebene. Ebenfalls befindet sich der Zuschnitt für die Glasfasermatten für das Halbzeug auf dieser zweiten, also der oberen Ebene (Obergeschoss). Halbzeug eines Rotorblatts ist/sind beispielsweise der Gurt oder auch die Stege und weitere in dem Rotorblatt verlegte Teile. Der Gurt wird beispielsweise in einem ersten Fertigungsprozess hergestellt, die Stege in einem weiteren Fertigungs- prozess im Obergeschoss.
Beim Belegen der Form wird der Gurt mittels des Portalkrans von Station 23 auf die Form der Station 1 gelegt. Dies geschieht durch Herablassen des entsprechenden Halbzeugteils, also des Gurtes, durch eine Öffnung zwischen dem Obergeschoss 23 und dem Erdgeschoss 26. Diese Öffnung ist in der Fig. 4 zwischen der Außenwand der Produktionseinrichtung 20 und der Obergeschoss-Ebene ausgebildet. Weitere Öffnungen zum Herablassen von Teilen vom Obergeschoss zum Erdgeschoss sind ebenfalls vorgesehen (in Fig. 4 ganz rechts). In Fig. 4 ist auch zu erkennen, dass mittels eines Portalkrans 24 z.B. die Stege auf die Form der Station 5 im Erdgeschoss gesetzt werden können. Der Verfahrwagen 25 weist unterseitig Räder oder Rollen auf und einige der Rollen oder Räder weisen Antriebe auf, so dass der Verfahrwagen 25 auch mit einem aktiven Antrieb verfahrbar ist, z. B. auf der Erdgeschoss-Ebene oder, falls der Verfahrwagen auf der Obergeschoss-Ebene ist, dort verfahrbar ist.
Durch die Erfindung wird nicht nur erheblich (bis zu 20 % oder mehr) Grundstücksfläche der Produktionseinrichtung eingespart, so dass insgesamt also auch weniger Grundfläche versiegelt werden muss, sondern die Produktionstaktzeit kann deutlich erhöht werden, z. B. um über 30 %, und gleichzeitig wird auch der gesamte Produktionsablauf sicherer und die Produktionsqualität deutlich besser, weil nicht mehr im laufenden Betrieb stets und ständig in einer Ebene große und schwere Teile mittels Portalkränen über die Köpfe von Menschen hinweg transportiert werden müssen, so dass auch die Sicherheit am Arbeitsplatz deutlich verbessert wird. Gleichzeitig kann durch die Anpassung der Produktionsschritte zwischen der Erdgeschoss-Ebene und der Obergeschoss-Ebene also durch eine entsprechende Taktung der gesamte Produktionsablauf erheblich flüssiger gestaltet werden.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Produktionseinrichtung ist es auch möglich, dass die Portalkräne 21 und 24 sowohl Teile in der Obergeschoss-Ebene transportieren wie auch Teile in der Untergeschoss-Ebene, jedenfalls in dem Bereich, wo zwischen der Oberge- schoss-Ebene und der Untergeschoss-Ebene eine Öffnung besteht.
Gleichwohl ist es auch möglich, dass im Obergeschoss ein eigener Portalkran vorgesehen ist, der eine geringere maximale Traglast, z.B. bis ca. 5 t, aufweist als ein Portalkran in der Erdgeschoss-Ebene. Dadurch wird insgesamt auch der Energiebedarf für die gesamte Produktion nochmals verringert und die Flexibilität in der Produktion und der Anpassung der einzelnen Produktionsschritte aufeinander erhöht.
Durch die Entflechtung von Produktionsschritten und Produktionsteilen in wenigstens zwei Ebenen, nämlich der Erdgeschoss-Ebene und der Obergeschoss-Ebene (weitere Obergeschoss-Ebenen wären ebenfalls möglich) wird die Produktionslaufzeit deutlich verkürzt, z.B. um mehr als 30 % gegenüber einer Standardproduktion, bei der alle we- sentlichen Produktionsschritte auf einer Ebene, also in einer einzigen großen Halle erfolgen.
Der Verfahrwagen 25 ist in Fig. 5 in einer Draufsicht schematisch gezeigt. Dabei ist zur Veranschaulichung eine Längsrichtung 1 1 1 mit einem Doppelpfeil und eine Querrichtung 121 ebenfalls mit einem Doppelpfeil gezeigt. Die Längsrichtung 1 1 1 und die Querrichtung 121 sind im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet. Dabei kommt es auf einen exakten Winkel von 90 Grad zwischen diesen beiden Richtungen 1 1 1 und 121 nicht an, aber sie sollten nicht parallel zueinander verlaufen.
In der Fig. 5 ist zu erkennen, dass 16 Teilwechselvorrichtung 125 vorgesehen sind, die zusammen die Wechselvorrichtung 124 bilden. Jeder Teilwechselvorrichtung 125 ist ein Radpaar 122 zugeordnet. Jeweils zwei Teilwechselvorrichtungen 125 sind zusammen mit einem Verbindungsträger 132 an Längsträgern 134 befestigt. Ein gemeinsames Absenken der Radpaare 122 durch die Teilwechselvorrichtungen 125 und damit durch die Wechselvorrichtung 124 führt dabei zu einem Anheben des Verfahrwagens 25, insbesondere über diese Längsträger 134. An den Längsträgern 134 ist dabei eine Vielzahl von Querträgern 136 angeordnet bzw. die Längsträger 134 und Querträger 136 sind miteinander zu einer stabilen Struktur des Verfahrwagens 25 verbunden. Zusätzlich sind diverse in Längsrichtung angeordnete Stützträger 138 vorgesehen. Die Längsträger 134, Querträger 136 und Stützträger 138, die jeweils nicht identisch sein müssen, obwohl hier jeweils nur ein Bezugszeichen verwendet wird, bilden im Wesentlichen den Verfahrwagen 25, zumindest dessen stabile Tragstruktur aus.
Zum Antreiben der Radpaare 122 sind einige Querantriebe 126 vorgesehen, die zudem über ein Getriebe 128 verfügen. Die Kopplung zu dem jeweiligen Radpaar 122 ist in der Übersichtsdarstellung der Fig. 5 nicht zu erkennen. Die Querantriebe 126 sind dabei jeweils mechanisch untereinander unabhängige Getriebe, die jedoch elektrisch gekoppelt bzw. synchronisiert sind, um bei einer Bewegung in Querrichtung 121 eine möglichst gleichmäßige und gleiche Bewegung des Verfahrwagens 25 zu erreichen. Dabei werden nicht alle Radpaare 122 des zweiten Radsatzes 120 angetrieben.Weiterhin ist ein Hydraulikaggregat 140 vorgesehen, das zum Betätigen der Wechselvorrichtung 124 und damit der einzelnen Teilwechselvorrichtungen 125 vorgesehen ist.
Die Figur 6 zeigt zwei Gitterbinder 50, 51 zweier Rotorblattformen zum Herstellen jeweils einer Rotorblatthalbschale. Die Gitterbinder 50, 51 , weisen jeweils im Wesentlichen eine Gitterkonstruktion 52, 53 auf, um darauf jeweils eine formgebende Schicht zu tragen, in der Heizelemente eingelassen sind. Diese formgebende Schicht kann mit weiteren Schichten in einer Sandwich-Struktur verbunden sein. Diese formgebende Schicht ist zur besseren Übersicht in der Figur 6 nicht dargestellt, so dass die Gestalt jedes Gitterbinders 50, 51 und damit der Gitterkonstruktionen 52, 53 besser zu erkennen ist. Zum Ver- sorgen der Heizelemente mit elektrischem Strom zum Beheizen sind für jede Rotorblattform mehrere Versorgungseinheiten 55 vorgesehen. Die Versorgungseinheiten können im Detail voneinander abweichen. Es werden dennoch - zur Verbesserung der Übersichtlichkeit - gleiche Bezugszeichen für die Versorgungseinheiten verwendet. Jede Versorgungseinheit 55 versorgt jeweils einen Heizbereich mit elektrischem Strom und steuert dabei den jeweils zuzuführenden Strom entsprechend. Weiterhin ist jeweils eine Zentralsteuerung 56 vorgesehen, um die betreffenden Versorgungseinheiten 55 mit Schaltbefehlen zu versorgen. An der Zentralsteuereinheit 56 wird die gesamte Steuerung der jeweiligen Rotorblattform koordiniert und Prozesse und Zustände, insbesondere Temperaturen können dargestellt werden. Über die Zentralsteuereinheit 56 kann auch ein manuelles Eingreifen vorgenommen werden. Die Versorgungseinheiten 55 werden über Stromschienen mit elektrischer Energie versorgt. Weiterhin dienen die Stromschienen zur Datenübertragung zwischen den Versorgungseinheiten 55 und den Zentralsteuereinheiten 56. Es können ein separater Energiebus und ein separater Datenbus vorgesehen sein. Die Versorgungseinheiten 55 und Zentralsteuereinheiten 56 sind innerhalb der Gitterkonstruktionen 52, 53 angeordnet.
Legende:
1. Prozessschritt: Belegen
2. Prozessschritt: Infusion
3. Prozessschritt: Tempern
4. Leerplatz
5. Prozessschritt: Stege setzen
6. Prozessschritt: Verkleben der Halbschalen und Tempern
7. Prozessschritt: Entformen des Rotorblattes
1 1. Halbschale Saugseite
12. Halbschale Druckseite
13. Schienen für Längsrichtung für Verfahrwagen
14. Schienen für Querverfahren
20. Fertigungsgebäude
21. Portalkran 1
22. Pfeil zum Stützen der zweiten Fertigungsebene
23. Zweite Produktionsebene (Obergeschoss)
24. Portalkran 2
25. Verfahrwagen
26. Erste Produktionsebene (Erdgeschoss)
50./51. Gitterbinder
52. /53. Gitterkonstruktion
55. Versorgungseinheit
56. Zentralsteuereinheit
1 1 1 . Längsrichtung
121 . Querrichtung
122. Rad paar
124. Wechselvorrichtung
125. Teilwechselvorrichtung
126. Querantriebe
128. Getriebe
132. Verbindungsträger 134. Längsträger 136. Querträger 138. Stützträger 140. Hydraulikaggregat

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage, in einem zweigeschossigen Fertigungsgebäude, welches eine Erdgeschoss-Ebene zur Produktion eines ersten Teils eines Rotorblatts und eine Obergeschoss-Ebene, die oberhalb der Erdgeschoss-Ebene angeordnet ist, zur Produktion eines zweiten Teils, z.B. Halbzeug für das Rotorblatt, aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Erdgeschoss-Ebene wie auch in der Obergeschoss- Ebene die Produktion der ersten und zweiten Teile gleichzeitig und/oder parallel erfolgt und dass die Teile, die in der Obergeschoss-Ebene hergestellt werden, mittels eines Krans oder Seilzugs etc. von der Obergeschoss-Ebene in die Erdgeschoss-Ebene transportiert werden und somit mit den in der Erdgeschoss-Ebene produzierten Teilen des Rotorblatts zusammengeführt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Obergeschoss-Ebene ein erster Kran, z.B. ein Portalkran, zum Heben und/oder Transportieren der dort hergestellten Teile ausgebildet ist und dass in der Erdgeschoss-Ebene ein zweiter Kran, z.B. Portalkran, zum Heben und/oder Transportieren der dort hergestellten Teile des Rotorblatts ausgebildet ist, wobei die Tragkraft des ersten Krans (Seils) geringer ist als die Tragkraft des zweiten Krans.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Kranlast (Traglast) des Krans in der Erdgeschoss-Ebene im Bereich von 30 t bis 40 t liegt, während hingegen die maximale Kranlast des Krans in der Obergeschoss-Ebene im Bereich zwischen 1 t und 10 t, vorzugsweise 5 t, liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Obergeschoss-Ebene und der Erdgeschoss- Ebene im Boden des Obergeschosses bzw. in der Decke des Erdgeschosses eine Öffnung vorgesehen ist, durch die die in der Obergeschoss-Ebene produzierten Teile in die Erdgeschoss-Ebene herabgelassen werden können und wobei diese Öffnung beispielsweise verschließbar ist, beispielsweise mittels einer in den Boden der Obergeschoss-Ebene und/oder in die Decke der Erdgeschoss-Ebene eingelassene Platte, die motorisch verfahrbar ist.
6. Produktionseinrichtung, insbesondere Fertigungsgebäude, zum Herstellen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage, umfassend:
eine Erdgeschoss-Ebene zur Produktion eines ersten Teils eines Rotorblatts und Obergeschoss-Ebene zur Produktion eines zweiten Teils, z.B. Halbzeug für das Rotorblatt,
wobei in der Obergeschoss-Ebene ein erster Kran zum Heben und/oder Transportieren der dort hergestellten Teile angeordnet ist und/oder in der Erdgeschoss-Ebene ein zweiter Kran zum Heben und/oder Transportieren der dort hergestellten Teile des Rotorblatts angeordnet ist.
7. Produktionseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Obergeschoss-Ebene und der Erdgeschoss-Ebene im Boden des Obergeschosses bzw. in der Decke des Erdgeschosses eine Öffnung zum Herablassen von den in der Obergeschoss-Ebene produzierten Teile vorgesehen ist.
8. Produktionseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionseinrichtung zur Verwendung eines Verfahrens gemäß einer der Ansprüche 1 bis 5 vorbereitet ist.
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