ES2385516A1 - Inserto de pala y método de colocación del mismo. - Google Patents

Inserto de pala y método de colocación del mismo. Download PDF

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Abstract

Inserto de pala y método de colocación del mismo, estando dispuesto en el interior de las paredes de la pala de forma que la unión entre el inserto y el material compuesto (1) es una unión a doble cortadura. El inserto está formado por dos partes definidas, cabeza (3, 3') y cuerpo, que están unidas entre sí por elementos de unión (5) que definen un cuerpo de doble pared (6, 6'). La unión entre inserto y material pultruido (2) se realiza mediante una unión química adhesiva (9).Una vez realizada la unión, el conjunto formado por los insertos y los perfiles de pultrusión (2) se integran en el laminado de las paredes de la pala durante su proceso de fabricación y curado del material.

Description

INSERTO DE PALA Y METODO DE COLOCACION DEL MISMO
5
Objeto de la invención. La invención describe un inserto para una pala de aerogenerador según el preámbulo de la reivindicación primera y un método de colocación de dicho inserto.
10
Antecedentes de la invención.
15
Las palas eólicas se unen típicamente al buje del aerogenerador mediante una unión mecánica multipunto presentada con tornillos tensionados. De igual forma, las palas divididas en varios módulos se pueden montar con uniones mecánicas entre piezas metálicas denominadas insertos. La función básica de los elementos de unión de la raíz de pala y de los elementos de unión intermedia es transferir las cargas de tracción y lo compresión que se transmiten desde los laminados de la pala.
2 o 25
El estado de la técnica más cercano corresponde a la patente EP 18789155 donde se presentan insertos metálicos alojados axialmente dentro de las paredes de los módulos de pala, siendo la pared un laminado de material compuesto en el que existen una serie de orificios. La unión estructural entre el material compuesto y los insertos se realiza mediante medios químicos (adhesivo) y se define como unión a simple cortadura ya que cada cara del inserto está en contacto con una de las caras del orificio en el material compuesto.
3 o 35
Ahora bien, la transferencia de las cargas de tracción ylo compresión que se originan en los laminados de la pala como consecuencia de las cargas provocadas en la pala por la acción del viento son muy grandes. Este problema podría solucionarse reforzando con más fibra y grandes insertos las paredes de los módulos, pero estos excesos de peso en las palas aumentan las cargas en el aerogenerador de forma inadmisible.
Descripción de la invención
5 10
Para lograr una transferencia adecuada de las cargas se define un inserto específico y un método de colocación de dicho inserto, que se dispone de tal forma en el interior de las paredes de la pala que la unión entre inserto y material compuesto forma una unión a doble cortadura. El inserto está formado por dos partes definidas, la cabeza y el cuerpo, que están unidas entre si por elementos externos de unión que definen un cuerpo de doble pared. Por otra parte la pared de los módulos que constituyen la pala está formada por un laminado sándwich cuyas pieles externas son dos laminados de material compuesto y cuyo interior está formado por perfiles de material pultruído_de fibra de carbono en forma de celda.
15
Breve descripción de los dibujos. Con el fin de explicar la unión del inserto y el material compuesto, así como la constitución del propio inserto, se acompañan las siguientes figuras:
2 o
La figura 1 muestra una sección de la unión del inserto y el laminado de pared de pala según una primera realización.
La figura 2 constituye una sección transversal realización práctica de los dos tubos.
del inserto según la
25
La figura 3 constituye una sección transversal del inserto según la realización práctica de las placas independientes.
30
La figura 4 muestra una sección de la unión del inserto y el laminado de pared de pala según una segunda realización. La figura 5 constituye una sección transversal del inserto según la realización práctica de un único tubo.
35
La figura 6 constituye una sección transversal del inserto según la realización práctica del uso de una placa superior y otra inferior.
Descripción de una realización preferencial
5
La invención consta de dos realizaciones prácticas siendo la primera de ellas la mostrada en la figura 1. Por una parte se dispone el inserto y por otra el laminado en sándwich. El laminado en sándwich es común para ambas realizaciones mientras que el inserto cambia en cada una de ellas.
10
Según la figura 1 el sándwich está formado por un laminado de material compuesto (1) Y un perfil de pultrusión (2) que forma el núcleo.
15
El inserto se une al perfil de pultrusión (2) por medio de una unión química (adhesivo) (9) que une la doble pared (6, 6') del inserto a las dos caras de perfil de pultrusión. De esta forma, se consigue una unión a doble cortadura entre el inserto y el perfil. El conjunto formado por el inserto y el perfil, se encuentra integrado en las paredes de la pala, formando parte de la estructura sándwich formada por los dos laminados (1) Y los perfiles de pultrusión (2).
2 O 25
El inserto está formado por dos partes unidas entre si, la cabeza del inserto (3, 3') Y el cuerpo del inserto. La cabeza del inserto (3, 3') dispone de un hueco superior (4) por donde se accede a los taladros axiales (no mostrados en las figuras) utilizados para su fijación con otros insertos. La unión entre la cabeza (3, 3') Y el cuerpo se realiza por medio de unos elementos externos (5) que fijan ambas partes. El cuerpo del inserto está formado por una doble pared (6, 6') en las dos realizaciones prácticas presentas.
3 O
Tal y como se muestra en la figura 2, el cuerpo de doble pared (6) del inserto está formada por dos elementos tubulares (6.1). Otra alternativa es la mostrada en la figura 3 donde el cuerpo de doble pared (6) está formado por láminas (6.2) que se unen por el exterior y el interior de la cabeza (3) del inserto.
35
La segunda realización práctica utiliza el mismo laminado en sándwich
con un primer laminado de material compuesto (1) Y un núcleo formado por
un perfil de pultrusión (2). El inserto también dispone de una cabeza (3') con
su correspondiente hueco superior (4) de acceso a los elementos de fijación
del inserto (no mostrados en la figura). En esta realización el cuerpo del
5
inserto esta formado por una prolongación (7) de la cabeza (3'), en
combinación con un cuerpo simple (8) y los correspondientes elementos
externos (5) de fijación. Todo ello constituye nuevamente una doble pared
(6'), tal y como se muestra en la figura 4.
10
El cuerpo simple (8) que constituye la doble pared (6') en combinación
con la prolongación (7) de la cabeza del inserto (3') es un tubo hueco (8.1)
que se dispone por la parte exterior del inserto, como se muestra en la figura
5. Otra posible alternativa es la mostrada en la figura 6 donde existe una
notable reducción de material al utilizar únicamente láminas (8.2) en la parte
15
superior e inferior para constituir sólo en esas partes una doble pared (6').
El método de colocación de un inserto en el interior de un sándwich de
material compuesto se caracteriza porque previamente a la fabricación de las
paredes de la pala se unen químicamente mediante adhesivo (9) el inserto y
2 o
el perfil de pultrusión (2). Este proceso puede realizarse mediante el
posicionado de las piezas entre sí y una posterior inyección de adhesivo en
el espacio entre piezas o mediante la aplicación de adhesivo sobre una de
las piezas y la colocación de las restantes en su posición.
25
Una vez que se ha realizado la unión entre inserto y perfil de
pultrusión (2) y que el adhesivo (9) ha curado, el conjunto formado por los
insertos y los perfiles de pultrusión (2) se integran en el laminado de las
paredes de la pala durante el proceso de fabricación de las paredes: en un
primer paso se colocan una serie de capas de material compuesto (1),
3 o
posteriormente se posicionan los conjuntos formados por el inserto y el perfil
de pultrusión (2) y por último se colocan sobre estos conjuntos otra serie de
capas de material compuesto (1). Durante el proceso de curado del material
compuesto (1) la resina del mismo se adhiere a los perfiles de pultrusión (2)
uniendo los perfiles al resto del laminado de la pared de la pala.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Inserto de pala acoplado en el interior de un laminado sándwich formado por pieles de material compuesto y núcleo de material pultruido en 5 forma de celda, caracterizado porque
    -
    el inserto comprende una cabeza (3, 3') Y un cuerpo de doble pared (6, 6') unidos entre si con elementos externos (5),
    10 2.-Inserto de pala según reivindicación primera, caracterizado porque el cuerpo de doble pared (6) es independiente de la cabeza (3).
  2. 3.-Inserto de pala según reivindicación 2, caracterizado porque el 15 cuerpo de doble pared (6) está formado por dos tubos (6.1).
  3. 4.-Inserto de pala según reivindicación 2, caracterizado porque el cuerpo de doble pared (6) está formado por al menos dos láminas exteriores y al menos dos láminas interiores (6.2).
    20 5.-Inserto de pala según reivindicación 2, caracterizado porque el cuerpo de doble pared (6) está formado por un conjunto de láminas (6.2) exteriores e interiores dispuestas formando un cuadrado.
    25 6.-Inserto de pala según reivindicación primera, caracterizado porque el cuerpo de doble pared (6') lo forma una prolongación (7) de la cabeza (3') y un cuerpo simple (8).
  4. 7.-Inserto de pala según reivindicación 6, caracterizado porque el 3 O cuerpo simple (8) está formado por un único tubo (8.1).
  5. 8.-Inserto de pala según reivindicación 6, caracterizado porque el cuerpo simple (8) al menos está formado por una lámina (8.2) en la parte superior y otra (8.2) en la parte inferior.
  6. 9.-Método de colocación de un inserto en el interior de un laminado sándwich de material compuesto con perfiles de pultrusion en forma de celda en su núcleo, caracterizado porque
    -
    se realiza un montaje previo del inserto y del perfil pultruido
    -
    el cuerpo de doble pared (6, 6') del inserto, se inserta en el interior del laminado sándwich quedando la fibra pultruida (2) entre ambas paredes
    -
    la unión entre inserto y material pultruido se realiza mediante una unión química adhesiva (9), inyectando adhesivo (9) hasta rellenar los huecos entre las dobles paredes (6, 6') del inserto y el material pultruido (2) que se dispone en su interior.
    -
    se cura el adhesivo (9)
    -
    se integra el conjunto formado por inserto y perfiles dentro del proceso de laminación de las paredes de la pala.
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