ES2938206T3 - Procedimiento de fabricación de un componente de una pala de rotor de un aerogenerador - Google Patents

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ES2938206T3 ES16173318T ES16173318T ES2938206T3 ES 2938206 T3 ES2938206 T3 ES 2938206T3 ES 16173318 T ES16173318 T ES 16173318T ES 16173318 T ES16173318 T ES 16173318T ES 2938206 T3 ES2938206 T3 ES 2938206T3
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Abstract

La invención se refiere a un método para fabricar un componente de una pala de rotor, en el que al menos una tira pultruida (1) con dos lados de contacto opuestos (17, 20) está recubierta con un tejido desprendible (3, 5) en al menos al menos uno de los lados de contacto (17, 20) y la capa despegable (3, 5) se rasga del al menos un lado de soporte (17, 20) y se dejan canales de flujo (26, 26') en al menos uno lado de soporte (17, 20) después de que se rasga la capa despegable (3, 5) y se inyecta resina líquida a través de los canales de flujo (26, 26'). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de fabricación de un componente de una pala de rotor de un aerogenerador
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un componente de una pala de rotor de un aerogenerador. La invención también se refiere a un componente de una pala de rotor de un aerogenerador.
Por el documento WO 2012/024377 A1 se conoce un aparato con el que se puede aplicar un producto de preimpregnado a una superficie curvada, en donde se configura una menor formación de pliegues en el radio interior en el producto preimpregnado.
El documento WO 2014/044280 A1 divulga un procedimiento de fabricación de una pala de rotor en donde al menos una tira pultrusionada se integra en una carcasa de pala de rotor. Las tiras pultrusionadas discurren a este respecto a lo largo de la dirección longitudinal de la carcasa de pala de rotor. Según el procedimiento, las tiras pultrusionadas se adhieren a capas de fibra de vidrio en un procedimiento de infusión de resina.
Por el documento US 2007/040294 A1 se conoce un procedimiento de fabricación de un laminado para correas de aerogeneradores en donde las fibras se incrustan en un material matriz y, a continuación, se fresan canales de diferentes orientaciones en superficies exteriores opuestas del laminado curado.
Los pultrusionados no son adhesivos. Los pultrusionados se suelen pegar entre sí uniendo las capas de pultrusionado mediante ayudas al flujo o insertando capas de tejido preimpregnado entre las capas de pultrusionado. Sin embargo, tanto las ayudas al flujo como las capas de preimpregnado reducen la estabilidad de la pila de pultrusionado. Por lo tanto, estas construcciones son adecuadas solo en determinadas condiciones para la fabricación de componentes de palas de rotor de aerogeneradores, en particular, las correas de una pala de rotor.
El documento WO 2015/058775 A1 divulga el preámbulo de las reivindicaciones 1,2.
Es objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para fabricar un componente, en particular una correa de una pala de rotor de un aerogenerador, que evite las desventajas anteriormente mencionadas.
También es objetivo de la presente invención proporcionar un componente de una pala de rotor.
En su primer aspecto, la invención se resuelve mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1.
El procedimiento según la invención para fabricar un componente de una pala de rotor de un aerogenerador es particularmente adecuado para fabricar correas de una pala de rotor de un aerogenerador. El componente es un perfil plano de plástico compuesto de fibras, por regla general formado por varias capas, cuya longitud y altura son varias veces superiores a su anchura. Las capas pueden comprender una o más capas de tejido, capas de fibra, en cada caso de diferentes materiales, en particular algunas capas de tejido pueden presentar también fibras de carbono, que, con un bajo peso, presentan una resistencia particularmente alta frente a influencias ambientales y productos químicos. Las fibras de carbono son térmicamente muy resistentes y presentan propiedades mecánicas favorables.
Al menos una de las capas presenta una tira pultrusionada. La propia tira pultrusionada es un perfil de plástico compuesto de fibras que se fabrica en un procedimiento de pultrusión y que preferiblemente presenta varias capas de tejido o capas de fibras. La tira pultrusionada se fabrica con una sección transversal y unas propiedades materiales adaptadas con precisión al uso previsto, en donde un material de refuerzo, que puede presentar, por ejemplo, hilos o hebras de plástico, pero también capas de tejido, esteras o fibras, se guía a través de un equipo de inyección en donde los materiales de refuerzo se impregnan con un material matriz. El material matriz es una resina -preferiblemente una resina de dos componentes- que se alimenta a los materiales de refuerzo en un procedimiento de inyección, preferiblemente de infusión, y se corta a las longitudes deseadas después del curado.
La tira pultrusionada presenta dos lados de apoyo opuestos que son significativamente mayores, es decir, varias veces mayores, que las superficies exteriores de un primer o segundo lado longitudinal o de los lados transversales de la tira pultrusionada.
La tira pultrusionada, con al menos dos lados de apoyo opuestos, está recubierta con un tejido pelable en al menos uno de los lados de apoyo. A continuación, se retira el tejido pelable del al menos un lado de apoyo. El tejido pelable retirado deja tras de sí canales de flujo preferiblemente alargados en el al menos un lado de apoyo. Los canales de flujo están dimensionados de manera que la resina líquida se infunde a través de los canales de flujo.
Según la invención, un tejido pelable está provisto de elevaciones alargadas, y al menos uno de los lados de apoyo de la tira pultrusionada está recubierto con el tejido pelable. El recubrimiento puede llevarse a cabo durante el procedimiento de inyección para la fabricación de la tira pultrusionada, incluso antes de que la tira pultrusionada se haya curado. El tejido pelable presenta elevaciones alargadas en las que conforman en al menos un lado de apoyo canales de flujo alargados. Una vez curada la tira pultrusionada, el tejido pelable se retira del al menos un lado de apoyo, lo que genera los canales de flujo alargados en el lado de apoyo. La resina se infunde a través de los canales de flujo cuando el componente de la pala del rotor del aerogenerador se fabrica a partir de la tira pultrusionada o con ayuda de la tira pultrusionada.
Un tejido pelable generalmente es un tejido fino que se aplica como última capa en un proceso de laminación. Los tejidos pelables pueden retirarse fácilmente del laminado curado y generan una superficie rugosa y limpia. A continuación, la superficie queda preparada de forma ideal para su posterior procesamiento, por ejemplo, la aplicación de más capas, rellenos o lacados, y no requiere ningún otro tratamiento de rectificado. Los tejidos pelables se fabrican preferiblemente con fibras de nailon o poliéster. Las fibras de nailon son las más comunes. Sin embargo, cuando se utilizan sistemas de resina a base de fenol, también se emplean fibras de poliéster como tejido pelable. Los tejidos pelables tienen bordes soldados para evitar que se deshilachen.
Sin embargo, el tejido pelable no está formado de forma idéntica en las dos direcciones de la superficie a lo largo y ancho, sino que el tejido pelable está provisto de elevaciones alargadas que, preferiblemente, solo discurren de forma esencialmente lineal a lo largo de la dirección longitudinal o, preferiblemente, solo en perpendicular a la dirección longitudinal, es decir, a lo largo de la anchura del tejido pelable. Las elevaciones se extienden preferiblemente a lo largo de toda la longitud o toda la anchura del tejido pelable, de modo que los canales de flujo formados a través de las elevaciones del tejido pelable en el al menos un lado de apoyo del componente también se extienden por toda la anchura del componente o toda la longitud del componente. También pueden extenderse en ángulo desde un lado longitudinal al otro del componente. Los canales de flujo están abiertos en sus extremos y permiten así que la resina fluya de un lado, preferiblemente un lado longitudinal del componente, al otro lado, preferiblemente el otro lado longitudinal del componente.
Preferiblemente, el tejido pelable está fabricado de hilos de diferentes grosores, en donde el diámetro de los hilos gruesos es preferiblemente el doble, el triple o el cuádruple del diámetro de los hilos más finos y los hilos gruesos configuran las elevaciones que dan forma a los canales de flujo en el al menos un lado de apoyo. Los hilos más gruesos no tienen por qué discurrir necesariamente de forma lineal a lo largo de una dirección, también son perfectamente posibles guiados de hilo arqueados o curvados en la superficie.
Los hilos más gruesos, sin embargo, discurren preferiblemente a lo largo del tejido pelable a una altura constante por encima de un plano del tejido pelable formado por los hilos más finos, y no son guiados dentro y fuera del tejido pelable a través de otras capas de tejido, porque tal curso ondulante de los hilos más gruesos en la sección transversal perpendicular al plano del tejido pelable no forma elevaciones alargadas continuas que luego formen canales de flujo en las superficies de la tira pultrusionada.
La al menos una tira pultrusionada está provista en un primer lado de apoyo de un primer tejido pelable con elevaciones alargadas que, al ser retirado, deja tras de sí primeros canales de flujo en la primera superficie de apoyo, y opcionalmente está provista en un segundo lado de apoyo de un segundo tejido pelable con segundas elevaciones alargadas que, al ser retirado, deja tras de sí segundos canales de flujo en la segunda superficie de apoyo.
En esta forma de realización, los dos lados de apoyo de la tira pultrusionada están provistos de canales de flujo, de modo que varias tiras pultrusionadas, en cada caso con primeros y segundos canales de flujo, se apilan unas sobre otras después de la fabricación y así forman un perfil de plástico compuesto de fibra más grueso. A través de los canales de flujo formados entre las tiras pultrusionadas individuales se infunde resina en un procedimiento de infusión, preferiblemente en el interior de las tiras pultrusionadas y, en particular, se adhieren entre sí las tiras pultrusionadas.
También se utiliza preferiblemente una resina de dos componentes para fabricar el componente a partir del componente semiacabado, como en la fabricación de las propias tiras pultrusionadas. A este respecto, puede ser necesario alimentar adicionalmente calor a la tira pultrusionada o al componente semiacabado durante el procedimiento de curado una vez superado un pico exotérmico.
Cuando se apilan las tiras pultrusionadas, los lados de apoyo primero y segundo de las tiras pultrusionadas adyacentes preferiblemente se tocan entre sí, y los canales de flujo primero y segundo, que se forman en los lados de apoyo primero y segundo después de que se hayan retirado el primer y segundo tejido pelable, están dispuestos de tal manera que no se enganchan entre sí cuando se apilan las tiras pultrusionadas. Preferiblemente, los primeros canales de flujo están dispuestos paralelamente entre sí y transversalmente a una dirección longitudinal de la al menos una tira pultrusionada y los segundos canales de flujo están dispuestos en la dirección longitudinal de la tira pultrusionada. Sin embargo, también son concebibles otras disposiciones de los canales de flujo primero y segundo.
El al menos un tejido pelable puede recubrirse como un primer tejido pelable con hilos más gruesos que discurren transversalmente a la dirección longitudinal en el primer lado de apoyo y como un segundo tejido pelable con hilos más gruesos que discurren en la dirección longitudinal en el segundo lado de apoyo.
A este respecto, es posible fabricar un único tejido pelable y cortar el tejido pelable para formar el primer tejido pelable de modo que los hilos más gruesos discurran en dirección longitudinal y cortar el mismo tejido pelable para formar el segundo tejido pelable de modo que los hilos más gruesos discurran transversalmente a la dirección longitudinal. Por supuesto, también es posible fabricar el primer y el segundo tejido pelable como tejidos pelables diferentes.
El procedimiento según la invención es particularmente adecuado para fabricar una correa de una pala de rotor de un aerogenerador. Sin embargo, también es adecuado para fabricar otros componentes de pala de rotor de aerogeneradores como, por ejemplo, semicarcasas o nervios, en particular el nervio principal.
Pueden fabricarse varias tiras pultrusionadas con canales de flujo que apilen varias tiras pultrusionadas unas sobre otras haciendo contacto directamente entre sí los lados de apoyo primero y segundo de tiras pultrusionadas adyacentes, y guiando canales de flujo a través de la pila completa de tiras pultrusionadas. Favorablemente, las tiras pultrusionadas se adhieren entre sí de esta manera sin utilizar más ayudas de flujo entre las tiras pultrusionadas.
Una pila de tiras pultrusionadas puede infundirse con resina colocándose la pila en un molde de fabricación y sometiéndola a presión negativa. A este respecto, se pueden utilizar en primer lugar procedimientos de infusión conocidos. Preferiblemente, sin embargo, en este caso se utiliza en cada caso una tira de material nuclear a lo largo de los lados longitudinales de la pila de tiras pultrusionadas con un fresado que permita la distribución de resina a lo ancho de la pila. Un lado exterior de la pila de tiras pultrusionadas puede sellarse contra la penetración de resina dejando el tejido pelable en los lados exteriores de la pila durante la infusión con resina. Para mejorar la distribución de la resina, la pila de tiras pultrusionadas se coloca preferiblemente en una tela no tejida de flujo.
En su segundo aspecto, el objetivo se resuelve mediante un componente según la reivindicación 2.
La tira pultrusionada es particularmente adecuada para su uso en uno de los procedimientos anteriormente mencionados.
El tejido pelable está provisto de elevaciones alargadas y las elevaciones alargadas del tejido pelable forman canales de flujo alargados en un lado de apoyo. De forma rentable, las elevaciones están formadas por hilos gruesos que se elevan por encima de un plano del tejido pelado formado por hilos finos.
Un primer lado de apoyo está provisto de un primer tejido pelable con primeras elevaciones alargadas que genera primeros canales de flujo en el primer lado de apoyo al ser retirado, y un segundo lado de apoyo puede estar provisto de un segundo tejido pelable con segundas elevaciones alargadas que deja segundos canales de flujo en el segundo lado de apoyo al ser retirado, y los canales de flujo primero y segundo presentan patrones diferentes.
Los diferentes patrones pueden configurarse de tal manera que los primeros canales de flujo dispuestos adyacentemente discurren en la dirección longitudinal de la tira pultrusionada y los segundos canales de flujo dispuestos adyacentemente discurren de manera transversal a la dirección longitudinal. Los primeros canales de flujo pueden discurrir favorablemente en línea recta de un lado longitudinal al otro de la tira pultrusionada y los segundos canales de flujo pueden discurrir en línea recta adyacentemente entre sí a lo largo de la dirección longitudinal de la tira pultrusionada.
Se puede proporcionar una disposición con un molde de fabricación y un componente semiacabado para fabricar un componente de una pala de rotor de un aerogenerador, en donde el componente semiacabado se coloca en la superficie de apoyo del molde de fabricación y el componente semiacabado comprende una pila de tiras pultrusionadas con canales de flujo que discurren transversalmente a la dirección longitudinal.
Los canales de flujo pueden discurrir completamente a través del componente semiacabado desde un primer lado longitudinal hasta un segundo lado longitudinal y estar abiertos tanto en el primer lado longitudinal como en el segundo lado longitudinal, de modo que sean adecuados para el paso de resina líquida.
A lo largo de los bordes laterales del componente semiacabado pueden disponerse tiras de material nuclear, con fresado transversalmente a la dirección longitudinal en el material nuclear en el lado exterior orientado hacia el componente semiacabado.
El fresado permite que la resina aplicada a un lado del material nuclear se distribuya a lo largo de los bordes laterales del componente semiacabado y fluya hacia los canales de flujo entre las distintas tiras pultrusionadas.
No es necesario que el fresado atraviese por completo la tira de material nuclear para darle suficiente estabilidad.
Las tiras de material nuclear pueden presentar canales de flujo practicados en el material nuclear aguas abajo del molde de fabricación que discurran longitudinalmente para permitir que la resina fluya en dirección longitudinal a lo largo del componente semiacabado.
Entre el componente semiacabado y la superficie de apoyo pueden disponerse ayudas al flujo, preferiblemente se dispone una ayuda al flujo para favorecer el paso de la resina por debajo del componente semiacabado.
El componente semiacabado puede sellarse con una membrana estanca al gas en el lado de la superficie de apoyo y puede disponerse una membrana semipermeable entre la membrana estanca al gas y el componente semiacabado. La membrana estanca al gas permite configurar una presión negativa entre la superficie de apoyo y la membrana estanca al gas, lo que permite aspirar resina en el espacio intermedio entre la superficie de apoyo y la membrana estanca al gas en un procedimiento de infusión desde aberturas de alimentación y, por tanto, aspirar la resina al interior de los canales de flujo del componente semiacabado. En el lado del componente semiacabado preferiblemente opuesto a las aberturas de alimentación, se disponen aberturas de drenaje para el exceso de resina a través de las cuales se aspira primero aire del componente semiacabado, y la resina líquida es aspirada a través de las aberturas de alimentación por la presión negativa que se genera.
Los componentes que pueden fabricarse de este modo, en particular correas o nervios para palas de rotor de un aerogenerador, tienen una longitud de hasta 50 m, preferiblemente 60 m. Por supuesto, también se pueden fabricar componentes más cortos. Las tiras pultrusionadas utilizadas también presentan longitudes de hasta 60 m. El grosor de la correa disminuye hacia la punta de la pala de rotor, de modo que las cintas pultrusionadas apiladas unas sobre otras presentan longitudes diferentes, lo que permite disminuir el grosor del componente.
Para fabricar el componente, primero se pone a disposición el molde de fabricación con su superficie de apoyo y el componente semiacabado se coloca sobre la superficie de apoyo con las dimensiones externas especificadas. El componente semiacabado es una pila de tiras pultrusionadas con canales de flujo practicados en las tiras pultrusionadas. Una vez colocado el componente semiacabado sobre la superficie de apoyo del molde de fabricación, se adhiere una membrana estanca al gas a lo largo de los bordes del molde de fabricación en el lado opuesto a la superficie de apoyo, que cubre todo el componente semiacabado y forma así un espacio estanco al gas entre la superficie de apoyo y la membrana, que se solicita con presión negativa a través de las aberturas de salida y, de este modo, permite aspirar la resina hacia la zona de presión negativa a través de las aberturas de entrada. La resina que se distribuye sobre las tiras de material nuclear entra en las aberturas de los canales de flujo a lo largo del borde del componente semiacabado y es aspirada hacia los canales de flujo que se encuentran allí. La resina puede discurrir entre las tiras pultrusionadas individuales y también correr hacia el interior de las tiras pultrusionadas, siempre que aún no se hayan infundido y curado por completo. Tras la impregnación completa del componente semiacabado con resina líquida, se termina la infusión y se puede suministrar adicionalmente calor a la resina para curarla, siempre que se trate de una resina de dos componentes, por ejemplo. A este respecto, a lo largo del molde de fabricación pueden disponerse diversos agentes calefactores que puedan controlarse individualmente para permitir que el componente semiacabado se caliente de la forma más uniforme posible en toda su extensión longitudinal y vertical.
Cuando el procedimiento de fabricación según la invención se utiliza para fabricar palas de rotor, cabe señalar que estas se ensamblan a partir de dos semicarcasas de pala de rotor y que, preferiblemente, cada una de las dos semicarcasas de pala de rotor se fabrica independientemente en su propio molde de fabricación. Las correas y/o nervios pueden fabricarse según uno de los procedimientos anteriormente mencionados, pegarse en las semicarcasas de pala de rotor adelgazándose internamente en sentido longitudinal hacia la punta de pala de rotor y, a continuación, sobrelaminarse para lograr una mejor conexión con la semicarcasa de pala de rotor.
Tras la fabricación completa de las semicarcasas de pala de rotor, los moldes de fabricación, que se desplazan en paralelo, se pliegan uno sobre otro de modo que las dos semicarcasas de la pala de rotor queden exactamente una encima de la otra en sus bordes y, a continuación, se pegan a lo largo de sus bordes. A este respecto, debe prestarse atención a que los moldes de fabricación permitan plegar la semicarcasa de la pala de rotor una vez retirada la lámina estanca al gas. Dado que las semicarcasas de pala de rotor son objetos de hasta 60 m de longitud, se requiere un esfuerzo nada desdeñable.
La invención se describe mediante un ejemplo de realización en cuatro figuras; a este respecto, muestran:
la Figura 1 una vista esquemática de una máquina de pultrusión,
la Figura 2 una vista en sección de una sección de una tira pultrusionada con tejido pelable,
la Figura 3 una vista en sección de la cinta pultrusionada de la figura 2 sin tejido pelable,
la Figura 4 una vista en sección de una disposición según la invención compuesta de un molde de fabricación y una correa semiacabada.
La figura 1 muestra una vista esquemática de una máquina de pultrusión para llevar a cabo un procedimiento de fabricación de un pultrusionado como, por ejemplo, la utilizada por Fiberline Composites A/S. Los pultrusionados se fabrican mediante un procedimiento de pultrusión.
Los pultrusionados son perfiles de plástico compuesto de fibras pultrusionados. Para su fabricación, primero se proporcionan uno o más materiales 2, 3, 5 de refuerzo enrollados en rodillos 2a, 3a, 5a. Los materiales 2, 3, 5 de refuerzo pueden ser hilos unidimensionales, hebras 2, así como capas bidimensionales de fibra o tejido o esteras o un primer y un segundo tejido pelable 3, 5. El material 2, 3, 5 de refuerzo puede estar entretejido de hilos de fibra de carbono o incluso componerse de estos. El material 2, 3, 5 de refuerzo se retira continuamente de los rodillos 2a, 3a, 5a asociados a los materiales 2, 3, 5 de refuerzo durante el procedimiento de fabricación del pultrusionado. Los materiales 2, 3, 5 de refuerzo se juntan de una manera predeterminada, se calientan y se hacen pasar por un equipo 4 de inyección. En el equipo 4 de inyección, se inyecta resina líquida en el material 2, 3, 5 de refuerzo ensamblado. La resina utilizada puede ser una resina convencional de dos componentes a la que hay que alimentar calor adicional desde el exterior para el curado tras sobrepasar lo que se denomina un pico exotérmico. El pico exotérmico de las resinas con bajo desarrollo exotérmico se sitúa entre 40 0C y 120 0C y, por lo general, a unos 180 0C. Después de sobrepasar el pico exotérmico, el desarrollo de calor disminuye de nuevo y se requiere un suministro de calor externo posterior para completar el curado.
El pultrusionado puede estar parcial o totalmente curado cuando sale del equipo 4 de inyección como una banda pultrusionada 6 en forma de tira. Por supuesto, también son concebibles otras formas de sección transversal distintas de la forma rectangular esencialmente plana de una tira. La banda pultrusionada 6 se extrae del equipo 4 de inyección con un extractor 7 y, a continuación, se corta a las longitudes de tira deseadas con una sierra móvil 8. Las tiras pultrusionadas 1 fabricadas de esta manera presentan una extensión de longitud en una dirección longitudinal L que es muchas veces mayor que una extensión de la tira pultrusionada 1 a lo largo de una anchura B o una altura H.
En principio, la banda pultrusionada 6 también se puede enrollar primero y no cortarse con una sierra 8 hasta llegar al lugar de procesamiento posterior de la banda pultrusionada 6. Las bandas pultrusionadas 6 son flexibles incluso en estado curado, al menos en tal medida que puedan enrollarse en rollos y transportarse más fácilmente.
El primer y segundo tejido pelables 3, 5 son en cada caso una capa de tejido que normalmente se aplica como capa más externa a la banda pultrusionada 6 en un procedimiento de laminación. Un primer tejido pelable 3 se lamina en un primer lado 17 de apoyo de la banda pultrusionada 6 y un segundo tejido pelable 5 se lamina en un segundo lado 20 de apoyo de la banda pultrusionada 6. El primer y el segundo tejido pelables 3, 5 pueden desprenderse fácilmente de la tira pultrusionada 1 curada y cortada. Dejan un primer o segundo lado 17, 20 de apoyo rugoso, pero limpio en la banda pultrusionada 1 que puede ser alimentada directamente para su posterior procesamiento. Típicamente, el primer y el segundo tejido pelables 3, 5 están fabricados de fibras de nylon o poliéster. Preferiblemente, se utilizan fibras de nailon. Sin embargo, si se utilizan sistemas de resina a base de fenol en la fabricación de la banda pultrusionada 1, los tejidos pelables 3, 5 se fabrican preferiblemente con hilos de poliéster, ya que estos son más resistentes al fenol. El primer y el segundo tejido pelables 3, 5 se suministran enrollados en forma de banda en los rodillos 3a, 5a.
El primer y el segundo tejido pelables 3, 5 presentan preferiblemente bordes soldados para evitar que se deshilachen. El primer y el segundo tejido pelables 3, 5 absorben parte de la resina del laminado durante el procedimiento de laminación sobre los lados 17, 20 de apoyo.
La figura 2 muestra una banda pultrusionada 1 con tres capas, fibras 2 o tejidos y el primer tejido pelable 3 y el segundo tejido pelable 5. La figura 2 muestra en una sección transversal en dirección longitudinal L una sección de la banda pultrusionada 1 fabricada según la figura 1 con el primer tejido pelable 3 aplicado al primer lado 17 de apoyo y el segundo tejido pelable 5 aplicado al segundo lado 20 de apoyo. El primer tejido pelable 3 presenta primeros hilos 22', 23' de dos grosores diferentes dispuestos adyacentemente y el segundo tejido pelable 5 también presenta segundos hilos 22, 23 de dos grosores diferentes dispuestos adyacentemente. Los segundos hilos 23, que son gruesos en sección transversal, forman elevaciones alargadas que discurren transversalmente a la dirección longitudinal L con respecto a un plano del segundo tejido pelable 5 formado por los segundos hilos finos 22. El primer y el segundo tejido pelables 3, 5 se laminan a la primera y segunda superficie 17, 10 de apoyo con las elevaciones orientados hacia la banda pultrusionada 1. Los primeros hilos 23' gruesos forman correspondientemente elevaciones alargadas que discurren transversalmente a la dirección longitudinal L con respecto a un plano del segundo tejido pelable 5 formado por los primeros hilos finos 22'.
El primer y el segundo tejido pelables 3, 5 se laminan a las capas de fibras 2 en el procedimiento de laminación por medio de una resina que sirve como material matriz 24, 24', y, después de la laminación, se cura la tira pultrusionada 1 provista del primer y el segundo tejido pelables 3, 5 según la figura 2. A continuación, el primer y el segundo tejido pelable 3, 5 se desprenden de la tira pultrusionada 1 simultáneamente o en cualquier orden, consecutivamente.
A este respecto, la fuerza adhesiva entre la primera superficie 17 de apoyo y el material matriz 24' es mayor que la fuerza de desgarro del material matriz 24', por lo que el material matriz 24' se desgarra en un plano del segundo tejido pelable 5, y el segundo tejido pelable 5 arrastra una parte del material matriz 24 aplicado a la segunda superficie 20 de apoyo y otra parte del material matriz 24 permanece en la segunda superficie 20 de apoyo. Los segundos canales 26 de flujo se forman en la otra parte del material matriz 24.
La fuerza adhesiva entre la segunda superficie 20 de apoyo y el material matriz 24 es correspondientemente mayor que la fuerza de desgarro del material matriz 24, por lo que el material matriz 24' se desgarra en un plano del primer tejido pelable 3, y el primer tejido pelable 3 arrastra una parte del material matriz 24' aplicado a la primera superficie 17 de apoyo y otra parte del material matriz 24' permanece en la primera superficie 17 de apoyo. Los primeros canales 26' de flujo se forman en la otra parte del material matriz 24'.
La figura 3 muestra la otra respectiva parte del material matriz 24', 24 que queda en el primer y segundo lado 17, 20 de apoyo de la tira pultrusionada 1 después de que el primer tejido pelable 3 y el segundo tejido pelable 5 hayan sido retirados en cada caso con una parte del material matriz 24', 24.
En particular, la tira pultrusionada 1 según la figura 3 comprende segundos canales 26 de flujo que discurren transversalmente a la dirección longitudinal L en el segundo lado 20 de apoyo. Los segundos canales 26 de flujo se rellenaron con los hilos 23 más gruesos antes de que se retirara el segundo tejido pelable 5 y quedan expuestos al retirarse el segundo tejido pelable 5.
La tira pultrusionada 1 presenta primeros canales 26' de flujo que discurren en la dirección longitudinal L en el primer lado 17 de apoyo que estaban rellenados por los primeros hilos gruesos 23' del primer tejido pelable 3 antes de ser retirado.
El tejido de pelado 3, 5 puede consistir, por ejemplo, en un tejido que comprenda hilos gruesos 23, 23' dispuestos paralelamente entre sí a lo largo de una dirección, entre los cuales se dispone un mayor número de hilos finos 22, 22' que discurran paralelos entre sí y paralelos a los hilos gruesos 23, 23'. Los hilos finos 22, 22' presentan el mismo diámetro entre sí y a lo largo de su extensión longitudinal, y los hilos gruesos 23, 23' también presentan el mismo diámetro entre sí y a lo largo de su dirección longitudinal.
Los hilos gruesos 23', 23 forman elevaciones sobre un primer o segundo plano del primer y el segundo tejido pelables 5, 3, que forman los segundos o primeros canales 26, 26' de flujo en el segundo o primer material matriz 24, 24'. El primer o segundo plano está formado por los respectivos hilos finos 22, 22'. Los hilos finos 22, 22' discurren adyacentemente y forman un plano del que sobresalen los hilos más gruesos 23, 23' como elevaciones en el mismo lado del plano.
La figura 3 muestra una tira pultrusionada 1 en sección transversal en dirección longitudinal L con un primer y un segundo tejido pelables 3, 5 ya retirados. A este respecto, la dirección de los primeros canales 26' de flujo creados por el primer tejido pelable 3 en el primer lado 17 de apoyo y la dirección de los segundos canales 26 de flujo creados por el segundo tejido pelable 5 en el segundo lado 20 de apoyo son diferentes entre sí, en el presente caso perpendiculares entre sí, de modo que los primeros canales 26' de flujo en el primer lado 17 de apoyo no se entrelazan con los segundos canales 26 de flujo y en el segundo lado 20 de apoyo al apilar las tiras pultrusionadas 1.
A partir de las tiras pultrusionadas 1 pueden fabricarse diversos componentes de la pala de rotor de un aerogenerador, en particular semicarcasas de pala de rotor o partes de la misma o, como en el presente ejemplo de realización, correas, en forma de correas principales o secundarias de palas de rotor, aunque también pueden fabricarse nervios.
Generalmente, para construir una correa de pala de rotor de un aerogenerador, las tiras pultrusionadas 1 provistas de primeros y segundos canales 26', 26 de flujo en el primer y el segundo lado 17, 20 de apoyo se apilan colocando el primer y el segundo lado 17, 20 de apoyo de tiras pultrusionadas 1 adyacentes directamente unos sobre otros. A este respecto, las otras partes del material matriz 24, 24' que quedan en las tiras pultrusionadas 1 adyacentes tienen contacto directo entre sí. Debido a la diferente disposición de los primeros y segundos canales 26', 26 de flujo, los canales 26, 26' de flujo no pueden engancharse entre sí.
En este ejemplo de realización, los primeros canales 26' de flujo están dispuestos exactamente en la dirección longitudinal L y los segundos canales 26 de flujo están dispuestos exactamente en perpendicular a la dirección longitudinal L o transversalmente a la dirección de los primeros canales 26' de flujo. En principio, también son concebibles orientaciones relativas de los canales 26, 26' de flujo rectos, así como patrones completamente diferentes de los canales 26, 26' de flujo. Los canales de flujo pueden ser arqueados, ondulados o curvados, en donde un tejido pelable 3, 5 puede fabricarse de forma especialmente rentable con hilos gruesos 23, 23' exactamente paralelos y exclusivamente rectos. En particular, el primer y el segundo tejido pelable 3, 5 pueden fabricarse a partir de la misma banda de tejido pelable, ya que el tejido pelable 3, 5 únicamente requiere ser girado 90° para diferenciar entre sí la orientación de los primeros y segundos canales 26', 26 de flujo, como se muestra en las figuras 2 y 3.
La figura 4 muestra una disposición de una correa semiacabada 40 con tiras pultrusionadas 1 apiladas en un molde 41 de fabricación.
El molde 41 de fabricación presenta una superficie 42 de apoyo que adopta el contorno exterior del componente que se ha de fabricar, en particular la correa. La correa semiacabada 40 de la figura 4 ya adopta el contorno exterior de la posterior correa. Sin embargo, la correa semiacabada 40 aún debe solidificarse en una correa mediante infusión de resina. Las correas no son exactamente planas y con forma de cinta a lo largo de su dirección longitudinal L y, predeterminadas por la forma aerodinámica de la pala de rotor, presentan una forma básicamente de cinta que, sin embargo, puede presentar elevaciones o depresiones onduladas en dirección longitudinal L.
La figura 4 muestra tiras pultrusionadas 1 superpuestas que forman una correa semiacabada 40. A lo largo de una altura H de la correa semiacabada 40, que discurre perpendicularmente a la dirección longitudinal L de la correa semiacabada 40, se muestran en la figura 4 esquemáticamente primeros canales 26 de flujo que discurren a lo largo de la altura H y que discurren entre un primer y un segundo lado longitudinal 43, 44 estrecho de la correa semiacabada 40 y los conectan así entre sí de forma que conducen la resina. Los primeros canales 26 de flujo sirven para guiar la resina infundida durante un procedimiento de infusión para la fabricación de la correa entre las tiras pultrusionadas 11 desde el primer al segundo lado longitudinal 43, 44, para permitir así que los espacios intermedios entre las tiras pultrusionadas 1 se adhieran y también se llenen de resina líquida de la manera más completa posible. La resina líquida suele ser una resina de dos componentes que primero se calienta durante el procedimiento de infusión al vacío y luego se enfría tras pasar por un pico exotérmico. Para que la resina se cure completamente, se le aporta calor externo después de que haya pasado el pico exotérmico. La alimentación de calor externo cura la resina por completo.
La figura 4 muestra un molde 41 de fabricación para la realización de un procedimiento de infusión al vacío según la invención. La correa semiacabada 40 está colocada sobre una superficie 42 de apoyo y a lo largo del primer lado longitudinal 43 estrecho y a lo largo del segundo lado longitudinal 44 estrecho están colocadas primeras tiras 46 de material nuclear o segundas tiras 47 de material nuclear. Las dos tiras 46, 47 de material nuclear presentan en cada caso fresados a lo largo de su lado orientado hacia la tira pultrusionada 1; se trata de pequeños canales que permiten el paso de la resina líquida desde el primer al segundo lado longitudinal 43, 44 de la figura 4 de las tiras 46, 47 de material nuclear. El fresado de las tiras 46, 47 de material nuclear permite distribuir el material de resina a lo largo de la altura H de la correa semiacabada 40.
La correa semiacabada 40 introducida en el molde 41 de fabricación y las dos tiras 46, 47 de material nuclear se sellan con una membrana 49 estanca al gas en el lado opuesto a la superficie de apoyo. La membrana 49 presenta aberturas 50 de entrada y aberturas 51 de salida. A través de las aberturas 50 de entrada, la resina puede introducirse en la zona entre la membrana 49 y la superficie 42 de apoyo generando una presión negativa. La resina se distribuye a través de los canales 26 de flujo entre las tiras pultrusionadas 1 a lo largo de la altura H y por medio del fresado a través de las tiras 46, 47 de material nuclear entre las tiras pultrusionadas 1 individuales. Ventajosamente, la correa semiacabada 40 descansa sobre una ayuda 52 al flujo que facilita el paso de la resina por debajo de la correa semiacabada 40 desde el primer lado longitudinal 43 hasta el segundo lado longitudinal 44.
Un primer lado exterior 53 de correa semiacabada y un segundo lado exterior 54 de correa semiacabada de la correa semiacabada 40 de la figura 4 permanecen cubiertos por el tejido pelable 3, 5. El tejido pelable 3, 5 es solo ligeramente permeable a la resina. Esto evita que la resina sobrepase los lados exteriores 53, 54 de la correa semiacabada. El tejido pelable 3, 5 que descansa sobre los dos lados exteriores 53, 54 de la correa semiacabada puede retirarse después de que la pila de tiras pultrusionadas 1 se haya infundido con resina, o también puede permanecer en la correa terminada.
Lista de referencias
1 Tira pultrusionada
2 Fibras / material de refuerzo
2a Rodillo
3 Primer tejido pelable
3a Rodillo
4 Equipo de inyección
5 Segundo tejido pelable
5a Rodillo
6 Banda pultrusionada
7 Extractor
8 Sierra
17 Primer lado de apoyo
20 Segundo lado de apoyo
22 Hilo fino
22' Hilo fino
23 Hilo grueso
23' Hilo grueso
24 Material matriz
24' Material matriz
26 Canales de flujo
26' Canales de flujo
40 Producto semiacabado de correa
41 Molde de fabricación
42 Superficie de apoyo
43 Primer lado longitudinal estrecho
44 Segundo lado longitudinal estrecho
46 Tira de material nuclear
47 Tira de material nuclear
49 Membrana estanca al gas
50 Aberturas de entrada
51 Aberturas de salida
52 Ayuda al flujo
53 Lado exterior de producto semiacabado de correa
54 Lado exterior de producto semiacabado de correa
B Anchura
H Altura
L Longitud/dirección longitudinal

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la fabricación de un componente de una pala de rotor
recubriendo al menos una tira pultrusionada (1) con dos lados (17, 20) de apoyo opuestos con un tejido pelable (3, 5) en al menos uno de los lados (17, 20) de apoyo, y
retirando el tejido pelable (3, 5) del al menos un lado (17, 20) de apoyo y
generando canales (26, 26') de flujo en al menos un lado (17, 20) de apoyo después de que se haya retirado el tejido pelable (3, 5), e
infundiendo resina líquida a través de los canales (26, 26') de flujo,
caracterizado por que el tejido pelable (3, 5) está provisto de elevaciones alargadas, las elevaciones alargadas del tejido pelable (3, 5) forman canales (26, 26') de flujo alargados en el al menos un lado (17, 20) de apoyo, y el tejido pelable (3, 5) está laminado en el lado (17, 20) de apoyo mediante un material matriz (24, 24') y, durante el pelado, una parte del material matriz (24, 24') se retira y otra parte del material matriz (24, 24') permanece en el lado (17, 20) de apoyo y forma los canales (25, 26') de flujo.
2. Componente de una pala de rotor que presenta una tira pultrusionada (1) con dos lados (17, 20) de apoyo opuestos de los cuales al menos uno está recubierto en cada caso con un tejido pelable (3, 5), el tejido pelable (3, 5) se puede retirar del al menos un lado (17, 20) de apoyo, y genera canales (26, 26') de flujo en el al menos un lado (17, 20) de apoyo una vez retirado el tejido pelable (3, 5), en donde se puede infundir resina líquida a través de los canales (26, 26') de flujo,
caracterizado por que el tejido pelable (3, 5) está provisto de elevaciones alargadas y las elevaciones alargadas del tejido pelable (3, 5) están configuradas para formar canales de flujo alargados (26, 26') en el al menos un lado (17, 20) de apoyo después de que el tejido pelable haya sido retirado y el tejido pelable (3, 5) está laminado en el lado (17, 20) de apoyo por medio de un material matriz (24, 24') y, al retirarse, una parte del material matriz (24, 24') es retirado y otra parte del material matriz (24, 24') permanece en el lado (17, 20) de apoyo y está conformado para conformar los canales (25, 26') de flujo.
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