WO2010028613A1 - Formwerkzeug für rotorblätter einer windkraftanlage - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a molding tool assembly for the production of rotor blades of a wind turbine, having a first molding with its opening facing upward, and a spaced apart in a first position from the first mold part, with its opening facing up the second mold part.
- Rotor blades of wind power plants made of GfK composite materials are usually produced in half-shell sandwich construction.
- First half shells are made of glass fiber reinforced plastic in two, arranged in a plane moldings, which are then joined together to form a substantially closed rotor blade profile by superimposing and glued together at their abutting edges to form a rotor blade.
- the two aligned parallel with their longitudinal axes moldings are each on opposite sides of a hinge mechanism, wherein only one molded part is connected to the hinge mechanism.
- the hinge mechanism pivots the molded part connected thereto around an axis arranged above the two molded parts, so that the molded part connected to the hinge mechanism is brought over the molded part arranged on the opposite side of the hinge mechanism and lowered onto it by another suitable mechanism.
- a disadvantage of this known device is that the hinge mechanism takes up a lot of space and in particular a large amount to complete. For example, when working on the mold parts along their longitudinal axes, the hinge mechanism restricts the working area between the mold parts such that the hinge mechanism must either be bypassed or moved over it by suitable means (e.g., ladders).
- suitable means e.g., ladders
- the object of the invention is therefore to provide another simpler mold assembly that allows unhindered access to both moldings, in particular between the parallel aligned with their longitudinal axes moldings, the two moldings should also be able to be assembled accurately and torsion-free.
- the basic idea of the invention is that a molded part-instead of being pivoted in a process by substantially 180 ° as known in the prior art-is attached in a first step to a carrier in order first to tilt about 90 ° and then in a second step to pivot the carrier about 90 °, so that the first and the second molded part come to lie one above the other either directly or after approaching the two mold parts and thus form a substantially closed rotor blade profile.
- an exact assembly of the moldings is facilitated and reduces the risk of torsion considerably.
- Figure 1 is a schematic representation of the executed by the device according to the invention movements for forming a substantially closed rotor blade profile.
- Figure 2 is a schematic representation of the mold according to the invention prior to execution of the folding operation.
- FIG. 3 shows a schematic representation of the molding tool according to the invention after completion of the I. execution phase
- Fig. 4 is a schematic representation of the mold according to the invention after completion of the II. Expiry phase and
- Fig. 1 shows the workflow for the production of rotor blades of a wind turbine with the mold assembly according to the invention according to a particularly preferred embodiment.
- the mold assembly 10 has a first mold part 20a and a second mold part 20b spaced therefrom.
- the longitudinal axes of the mold parts 20a, 20b are preferably aligned parallel to each other, leaving a region between the two mold parts, the is accessible and in particular no device is visibly arranged, which is required for pivoting one of the two mold parts 20a, 20b.
- This arrangement has the advantage that the two mold parts 20a, 20b are freely accessible from both sides along their longitudinal axes aligned in parallel, wherein the area between the mold parts 20a, 20b can also be driven by machines.
- the two mold parts 20a, 20b are initially arranged in a plane, wherein the opening of the first mold part 20a facing up and the opening of the second mold part 20b in a first position also facing upward.
- the parallel or consecutive machining of the two mold parts 20a, 20b in one plane is possible without having to provide further machines or work areas.
- the second molded part 20b is in this initial position to a carrier 30 at least partially, wherein the carrier 30 with the (not further) plane in which the first and the second mold part 20a, 20b are arranged, is preferably aligned.
- the second molded part is articulated to the carrier 30, as this is indicated by the first joint 50.
- the first joint 50 allows tilting of the second mold part 20b to the first mold part 20a, so that the opening of the second mold part 20b after a first phase I. In the direction of the first mold part 20a shows (dashed lines).
- the carrier 30, which may be particularly preferably designed as a stage, placed around a first mold part 20a adjacent second hinge 40 in a preferably substantially vertical position, in which the second mold part 20b in a second position.
- the second mold part 20b is preferably aligned, ie congruent, disposed over the first mold part 20a, with the opening of the second mold part 20b pointing downwards (dotted lines).
- the mold assembly 10 is preferably arranged such that the joints 40, 50 - as shown in the figures - have an opening angle of 90 °. However, the opening angle of the joints may also be different from each other and deviate from the previously indicated angle of 90 °.
- the two mold parts 20a, 20b are brought by the raising of the carrier 30 in a position in which the two mold parts 20a, 20b form a substantially closed rotor blade profile.
- the two mold parts must be approximated by means of each other, so that such a profile is formed.
- a means can be a lifting platform which lifts the first mold part 20a and feeds it to the molded part 20b arranged at a distance therefrom.
- such a means can also be a device, for example a further lifting platform, on which the carrier 30 is arranged and with which the vertical position of the carrier 30 can be changed and thereby the second shaped part 20b can be lowered onto the first shaped part 20a.
- the carrier 30 is preferably designed as a telescopic arm, so that a relative change in position of the second molded part 20b can be effected by changing the length of the telescopic arm.
- said means can also be provided side by side.
- an additional device may be provided, on which the second molded part is deposited and lowered by means of it, as is known, for example, from EP 1 562 733 B1.
- the molding tool assembly 10 is designed such that the surface of the carrier preferably designed as a stage 30 with vertical orientation of the carrier 30 of the carrier 30 facing side wall of the first mold part 20a is applied, wherein the first mold part 20a on its side facing the carrier 30 sides particularly preferably with the carrier 30 cooperating fastening means for locking the carrier 30 in a vertical orientation.
- the first mold part 20a with the second mold part 20b cooperating guide elements so that the first mold part 20a and the second mold part 20b can be assembled accurately. This can be accomplished, for example, by arranged on a molding pins, which are introduced in arranged at the other part at the appropriate position holes.
- the second molded part 20b may be detachably connected to the carrier 30, so that the second molded part 20b is exchangeable and different shaped parts can be used without a complicated replacement being necessary (the first molded part 20a) is not connected to the device).
- the skilled person can resort to the means available to him.
- a winch system can be provided.
- a hydraulic system arranged below the carrier 30 is preferably provided, with which both the second molded part 20b can be tilted and also the carrier 30 can be erected.
- Fig. 2 to 4 show the overall operation for the production of rotor blades of a wind turbine once again in individual phases, wherein Fig. 5 shows the closed rotor blade after the second mold part 20b by the preferably in its length changeable formed as a telescopic arm support 30 to the first Form part 20a has been discontinued.
- FIG. 3 shows the mold assembly according to the invention after tilting of the second mold part 20b. Finally, FIG. 3 shows the mold parts 20a, 20b arranged one above the other.
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Abstract
Formwerkzeuganordnung (10) für die Herstellung von Rotorblättern einer Windkraftanlage, mit einem mit seiner Öffnung nach oben weisenden ersten Formteil (20a), und einem in einer ersten Position vom ersten Formteil (20a) beabstandet angeordneten, mit seiner Öffnung nach oben weisenden zweiten Formteil (20b), dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Formteil (20b) mit einem ersten Gelenk (50) an einem Träger (30) angelenkt ist, das ein Kippen des zweiten Formteils (20b) hinzu dem ersten Formteil (20a) erlaubt, und der Träger (30) durch ein dem ersten Formteil (20a) benachbart angeordnetes, ein Aufrichten des Trägers (30) ermöglichendes zweites Gelenk (40) zum Verbringen des zweiten Formteils (20b) in eine zweite, mit seiner Öffnung nach unten weisenden Position, in der das zweite Formteil (20b) über dem ersten Formteil (20a) angeordnet ist, eingerichtet ist.
Description
Formwerkzeug für Rotorblätter einer Windkraftanlage
Die Erfindung betrifft eine Formwerkzeuganordnung für die Herstellung von Rotorblättern einer Windkraftanlage, mit einem mit seiner Öffnung nach oben weisenden ersten Formteil, und einem in einer ersten Position vom ersten Formteil beabstandet angeordneten, mit seiner Öffnung nach oben weisenden zweiten Formteil.
Üblicherweise werden Rotorblätter von Windkraftanlagen aus GfK- Verbundwerkstoffen in Halbschalen-Sandwichbauweise hergestellt. Zunächst werden dafür in zwei, in einer Ebene angeordneten Formteilen Halbschalen aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet, die anschließend zu einem im Wesentlichen geschlossenen Rotorblattprofil durch Übereinanderle- gen zusammengefügt und an ihren Stoßkanten zu einem Rotorblatt miteinander verklebt werden.
Beachtet man die enorme Länge der Rotorblätter heutiger Windkraftanlagen von bis zu über 60 m, wie auch das Gewicht eines Rotorblatts von mehr als 8 t, liegt die besondere technische Herausforderung bei diesem Herstellungsprozess im exakten und torsionsfreien Übereinan- derlegen der beiden Formteile bzw. der darin enthaltenen Halbschalen.
Um diesen Vorgang überhaupt bewerkstelligen zu können, bedarf es besonderer Werkzeuge, die die Formteile anzuheben, zu kippen und präzise zu einem im Wesentlichen geschlossenen Rotorblattprofil zusammenzusetzen in der Lage sind. Beispielsweise ist aus der DE-OS 25 20 718 eine derartige als Gieß-/Formungs-/Bedienungsvorrichtung bezeichnete Vorrichtung bekannt.
Bei dieser bekannten Vorrichtung liegen die beiden mit ihren Längsachsen parallel ausgerichteten Formteile jeweils auf sich gegenüberliegenden Seiten eines Gelenkmechanismus, wobei nur ein Formteil mit dem Gelenkmechanismus verbunden ist. Zur Ausbildung eines im Wesentlichen geschlossenen Rotorblattprofils verschwenkt der Gelenkmechanismus das mit diesem verbundene Formteil um eine oberhalb der beiden Formteile angeordnete Achse, sodass
das mit dem Gelenkmechanismus verbundene Formteil über das auf der gegenüberliegenden Seite des Gelenkmechanismus angeordnete Formteil gebracht und durch einen weiteren geeigneten Mechanismus auf dieses abgesenkt wird.
Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, dass der Gelenkmechanismus sehr viel Platz und insbesondere eine große Höhe in Anspruch nimmt. Werden beispielsweise Arbeiten an den Formteilen entlang deren Längsachsen vorgenommen, schränkt der Gelenkmechanismus den Arbeitsbereich zwischen den Formteilen derart ein, dass der Gelenkmechanismus entweder umgangen oder man sich über diesen mittels geeigneter Hilfsmittel (z.B. Leitern) hinweg bewegen muss.
Darüber hinaus besteht auch das Problem, dass sichergestellt sein muss, dass das Schwenken des mit dem Gelenkmechanismus verbundenen Formteils entlang der Längsachse des Formteils torsionsfrei erfolgt. Dieses erfordert jedoch das Bereitstellen mehrerer solcher bekannter Gelenkmechanismen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine andere einfachere Formwerkzeuganordnung zu schaffen, die einen ungehinderten Zugang zu beiden Formteilen, insbesondere zwischen den mit ihren Längsachsen parallel ausgerichteten Formteilen ermöglicht, wobei die beiden Formteile auch präzise und torsionsfrei zusammengesetzt werden können sollen.
Diese Aufgabe wird durch die Formwerkzeuganordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, das eine Formteil - statt wie im Stand der Technik bekannt in einem Vorgang um im Wesentlichen 180° zu schwenken - in einem ersten Schritt an einem Träger befestigt um zunächst etwa 90° zu kippen und darauf in einem zweiten Schritt den Träger um etwa 90° zu schwenken, sodass das erste und das zweite Formteil entweder direkt oder nach Annäherung der beiden Formteile zueinander übereinander zu liegen kommen und somit ein im Wesentlichen geschlossenes Rotorblattprofil bilden. Dadurch
wird ein exaktes Zusammenfügen der Formteile erleichtert und die Gefahr von Torsionen erheblich reduziert.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen eines das Grundprinzip der Erfindung darstellenden, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Bewegungsabläufe zum Bilden eines im Wesentlichen geschlossenen Rotorblattprofils;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs vor Ausführung des Klappvorgangs;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs nach Beendigung der I. Ablaufphase;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs nach Beendigung der II. Ablaufphase und
Fig. 5 die geschlossene Form nach Absenken des zweiten Formteils auf das erste Formteil.
Fig. 1 zeigt den Arbeitsablauf zur Herstellung von Rotorblättern einer Windkraftanlage mit der erfindungsgemäßen Formwerkzeuganordnung nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel .
Die Formwerkzeuganordnung 10 weist ein erstes Formteil 20a und ein von diesem beabstan- detes zweites Formteil 20b auf. Die Längsachsen der Formteile 20a, 20b sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet, wobei ein Bereich zwischen den beiden Formteilen verbleibt, der
begehbar ist und in dem insbesondere keine Vorrichtung sichtbar angeordnet ist, die zum Verschwenken eines der beiden Formteile 20a, 20b benötigt wird.
Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass die beiden Formteile 20a, 20b entlang ihrer parallel ausgerichteten Längsachsen von beiden Seiten frei zugänglich sind, wobei der Bereich zwischen den Formteilen 20a, 20b auch durch Maschinen befahrbar ist.
Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass die beiden Formteile 20a, 20b zunächst in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Öffnung des ersten Formteils 20a nach Oben weist und die Öffnung des zweiten Formteils 20b in einer ersten Position ebenfalls nach oben weist. Hierdurch ist die parallele oder konsekutive Bearbeitung der beiden Formteile 20a, 20b in einer Ebene möglich, ohne weitere Maschinen oder Arbeitsbereiche vorsehen zu müssen. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Formteile an unterschiedlichen Orten vorzubereiten und in einem folgenden Schritt in die (mit durchgehenden Linien dargestellte) Ausgangsposition zu bringen.
Das zweite Formteil 20b liegt in dieser Ausgangsposition einem Träger 30 wenigstens teilweise auf, wobei der Träger 30 mit der (nicht weiter bezeichneten) Ebene, in der das erste und das zweite Formteil 20a, 20b angeordnet sind, bevorzugt fluchtend ausgebildet ist. Dabei ist das zweite Formteil mit dem Träger 30 gelenkartig verbunden, wie dieses durch das erste Gelenk 50 angedeutet ist. Das erste Gelenk 50 ermöglicht das Kippen des zweiten Formteils 20b hinzu dem ersten Formteil 20a, sodass die Öffnung des zweiten Formteils 20b nach Ablauf einer ersten Phase I. in Richtung des ersten Formteils 20a zeigt (gestrichelte Linien).
In einer zweiten Phase II. wird nun der Träger 30, der besonders bevorzugt auch als Bühne ausgebildet sein kann, um ein dem ersten Formteil 20a benachbart angeordnetes zweites Gelenk 40 in eine bevorzugt im Wesentlichen vertikale Stellung gebracht, in der sich das zweite Formteil 20b in einer zweiten Position befindet. In dieser zweiten Position ist das zweite Formteil 20b bevorzugt fluchtend, d.h. deckungsgleich, über dem ersten Formteil 20a angeordnet, wobei die Öffnung des zweiten Formteils 20b nach unten weist (gepunktete Linien).
Die Formwerkzeuganordnung 10 ist bevorzugt derart eingerichtet, dass die Gelenke 40, 50 - wie in de Figuren gezeigt -je einen Öffnungswinkel von 90° haben. Die Öffnungswinkel der Gelenke können jedoch auch voneinander verschieden sein und von dem zuvor angegebenen Winkel von 90° abweichen.
Bevorzugt werden die beiden Formteile 20a, 20b durch das Aufrichten des Trägers 30 in eine Position gebracht, in der die beiden Formteile 20a, 20b ein im Wesentlichen geschlossenes Rotorblattprofil bilden. Es kann aber auch alternativ vorgesehen sein, dass die beiden Formteile einander durch Mittel angenähert werden müssen, damit ein derartiges Profil gebildet wird. Zum einen kann ein derartiges Mittel eine Hebebühne sein, die das erste Formteil 20a anhebt und dem darüber beabstandet angeordneten Formteil 20b zuführt. Zum anderen kann ein derartiges Mittel aber auch eine Einrichtung, beispielsweise eine weitere Hebebühne sein, auf der der Träger 30 angeordnet ist und mit der die vertikale Position des Trägers 30 verändert werden und dadurch das zweite Formteil 20b auf das erste Formteil 20a abgesenkt werden kann. Bevorzugt ist der Träger 30 jedoch als Teleskoparm ausgebildet, sodass eine relative Positionsänderung des zweiten Formteils 20b durch Längenveränderung des Teleskoparms bewirkt werden kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung können die genannten Mittel auch nebeneinander bestehend vorgesehen sein.
Alternativ mag auch eine zusätzliche Vorrichtung vorgesehen sein, auf die das zweite Formteil abgelegt und mithilfe dessen abgesenkt wird, wie dieses beispielsweise aus der EP 1 562 733 Bl bekannt ist.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Formwerkzeuganordnung 10 derart ausgebildet, dass die Oberfläche des bevorzugt als Bühne ausgebildeten Trägers 30 bei vertikaler Ausrichtung des Trägers 30 der dem Träger 30 zugewandten Seitenwandung des ersten Formteils 20a anliegt, wobei das erste Formteil 20a an seiner dem Träger 30 zugewandten Seiten wandung besonders bevorzugt mit dem Träger 30 zusammenwirkende Befestigungsmittel zur Arretierung des Trägers 30 in vertikaler Ausrichtung aufweist. Durch diese Arretierung wird eine besonders gute Stabilität der Anordnung und eine hohe Arbeitssicherheit nach Ablauf der zweiten Phase II. erreicht.
Desweiteren weist das erste Formteil 20a mit dem zweiten Formteil 20b zusammenwirkende Führungselemente auf, damit das erste Formteil 20a und das zweite Formteil 20b passgenau zusammengefügt werden können. Dieses kann beispielsweise durch am einen Formteil angeordnete Stifte bewerkstelligt werden, die in am anderen Formteil an entsprechender Position angeordnete Bohrungen eingeführt werden.
Schließlich kann - wie oben bereits angedeutet - vorgesehen sein, dass das zweite Formteil 20b mit dem Träger 30 lösbar verbunden ist, sodass das zweite Formteil 20b austauschbar ist und verschiedene Formteile verwendet werden können, ohne das ein komplizierter Austausch notwendig wäre (das erste Formteil 20a ist nicht mit der Vorrichtung verbunden).
Zur Durchführung der oben beschriebenen Arbeitsabläufe, d.h. dem Kippen des zweiten Formteils 20b und dem Aufrichten des Trägers 30, kann der Fachmann auf die ihm zur Verfügung stehenden Mittel zurückgreifen. So kann beispielsweise ein Seilwindensystem vorgesehen sein. Bevorzugt ist jedoch ein unterhalb des Trägers 30 angeordnetes Hydrauliksystem vorgesehen, mit dem sowohl das zweite Formteil 20b gekippt, wie auch der Träger 30 aufgerichtet werden kann.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen den Gesamtarbeitsablauf zur Herstellung von Rotorblättern einer Windkraftanlage noch einmal in einzelnen Phasen, wobei Fig. 5 die geschlossene Rotorblattform zeigt, nachdem das zweite Formteil 20b durch den bevorzugt in seiner Länge veränderbaren als Teleskoparm ausgebildeten Träger 30 auf das erste Formteil 20a abgesetzt worden ist.
In Fig. 2 ist die Anordnung der Formteile 20a, 20b in der Ausgangsposition zu erkennen. Fig. 3 stellt die erfindungsgemäße Formwerkzeuganordnung nach Kippen des zweiten Formteils 20b dar. Fig. 3 zeigt schließlich die übereinander angeordneten Formteile 20a, 20b.
Claims
1. Form Werkzeuganordnung (10) für die Herstellung von Rotorblättern einer Windkraftanlage, mit
- einem mit seiner Öffnung nach oben weisenden ersten Formteil (20a), und
- einem in einer ersten Position vom ersten Formteil (20a) beabstandet angeordneten, mit seiner Öffnung nach oben weisenden zweiten Formteil (20b),
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Formteil (20b) mit einem ersten Gelenk (50) an einem Träger (30) angelenkt ist, das ein Kippen des zweiten Formteils (20b) hinzu dem ersten Formteil (20a) erlaubt, und
der Träger (30) durch ein dem ersten Formteil (20a) benachbart angeordnetes, ein Aufrichten des Trägers (30) ermöglichendes zweites Gelenk (40) zum Verbringen des zweiten Formteils (20b) in eine zweite, mit seiner Öffnung nach unten weisenden Position, in der das zweite Formteil (20b) über dem ersten Formteil (20a) angeordnet ist, eingerichtet ist.
2. Formwerkzeuganordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (40, 50) einen Öffnungswinkel von im Wesentlichen je 90° haben.
3. Form Werkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Formteil (20a, 20b) in der ersten Position in einer Ebene angeordnet sind.
4. Formwerkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Annähern und Zusammenfügen des übereinander angeordneten ersten und zweiten Formteils (20a, 20b).
5. Formwerkzeuganordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zusammenfugen des ersten und zweite Formteils (20a, 20b) Hydraulikzylinder zum Anheben des ersten Formteils (20a) sind.
6. Formwerkzeuganordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Zusammenfügen des ersten und zweite Formteils (20a, 20b) eine die vertikale Position des Trägers (30) verändernde Einrichtung ist.
7. Formwerkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (30) als Teleskoparm ausgebildet ist.
8. Formwerkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (30) bei vertikaler Ausrichtung des Trägers (30) der dem Träger (30) zugewandten Seitenwandung des ersten Formteils (20a) anliegt.
9. Formwerkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formteil (20a) an seiner dem Träger (30) zugewandten Seitenwandung mit dem Träger (30) zusammenwirkende Befestigungsmittel zur Arretierung des Trägers (30) in vertikaler Ausrichtung aufweist.
10. Formwerkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formteil (20a) mit dem zweiten Formteil (20b) zusammenwirkende Führungselemente zum passgenauen Zusammenfügen des ersten und zweiten Formteils (20a, 20b) aufweist.
11. Formwerkzeuganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Formteil (20b) mit dem Träger (30) lösbar verbunden ist.
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DE102008046573B3 (de) | 2009-08-06 |
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