WO2017148669A1

WO2017148669A1 - Serrations mit entlastungsschlitzen

Info

Publication number: WO2017148669A1
Application number: PCT/EP2017/052831
Authority: WO
Inventors: Lenz Zeller; Enno Eyb
Original assignee: Senvion Gmbh
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2017-09-08
Also published as: EP3423705A1; DE102016002350A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt (1) einer Windenergieanlage mit entlang einer Hinterkante (3) angeordneten Serrations (4), die von der Hinterkante (3) abstehen, und jeweils einer zwischen benachbarten Serrations (4) angeordneten Kerbe (20) mit einem Kerbgrund (21), die eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattbreite (B) und eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattlängsrichtung (L) aufweist, mit wenigstens einem Entlastungsschlitz (34), der sich entlang der Rotorblattlängsrichtung (L) erstreckt und bei einem der Kerbgründe (21) angeordnet ist.

Description

Serrations mit Entlastungsschlitzen

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Rotorblätter sind im Stand der Technik natürlich hinlänglich bekannt. Die hier diskutierten Rotorblätter sind insbesondere zur Montage an Windkraftanlagen bestimmt. Moderne Windkraftanlagen können Rotorblätter mit Längen bis zu 80 oder noch mehr Metern aufweisen, sodass die Umlaufgeschwindigkeiten der Rotorblätter insbesondere im Tipbereich der Rotorblätter sehr groß werden können. Dort kann es zu störender Geräuschbildung kommen.

Während des Betriebs trifft der Relativwind das Rotorblatt an der Hinterkante etwa in einem Winkel von 90° und erzeugt an der Rotorblatthinterkante Wirbel, die zu einer größeren Geräuschbelästigung führen können. Es wird daher im Stand der Technik eine Reihe von Maßnahmen ergriffen, um die sich bildenden Geräusche zu minimieren. Eine dieser Maßnahmen ist beispielsweise aus der US 201 1 /0142635 A1 bekannt; dort werden sogenannte ,Serrations' im Tipabschnitt des Rotorblattes entlang der Rotorblatthinterkante montiert. Die Serrations haben die Funktion, den Verlauf der Rotorblatthinterkante zu verändern. Serrations bilden eine gezackte Linie aus. Das führt dazu, dass der auf die Rotorblatthinterkante in Form der Serrations treffende Relativwind zwar immer noch senkrecht auf die Serrations trifft, die durch die Serrations gebildeten Wirbel jedoch nicht mehr alle parallel nebeneinander entlang der Rotorblatthinterkante ausgebildet werden, sondern entlang der durch die Serrations gebildeten Hinterkante gewinkelt zueinander angeordnet ausgebildet werden. Dadurch heben sich die Wirbel teilweise auf und rufen eine deutlich verringerte Geräuschentwicklung hervor.

In der US 201 1 /0142635 A1 ist auch vorgesehen, die Serrations mittels eines Befestigungsstreifens an der Außenhaut der Rotorblattschale aufzukleben. Die Serrations der genannten Druckschrift sind in Form einteiliger Serration-Bauteile mit einem Befestigungsstreifen und den Serrations ausgebildet. Das Bauteil kann mit dem Befestigungsstreifen auf die Rotorblatthinterkante aufgeklebt werden. Es ist vorgesehen, Längsschnitte entlang der Breite des Serration-Bauteils, ausgehend von der der Rotorblattnase zugewandten Seite des Befestigungsstreifens vorzusehen, damit das Bauteil insgesamt leichter biegsam und einfacher auf die Rotorblattaußenhaut klebbar ist. In der EP 2 631 467 A1 ist ein Rotorblatt mit zwei Serrations-Bauteilen offenbart, die mittels eines Stufenfalzes in geräuschsparender Weise miteinander verbunden sind. Die WO 2015/091797 A1 offenbart ein Rotorblatt mit einer Hinterkante, an der Serrations angeordnet sind, die klappbar ausgebildet sind. Durch die bewegliche Anordnung der Serrations an der Hinterkante soll ein Strömungsabriss verhindert werden.

In der WO 2014/048437 A1 sind Serrations offenbart, die in zwei Schichten übereinander angeordnet und relativ zueinander verschiebbar sind und in der verschobenen Position auch am Rotorblatt fixiert werden können. In der US 201 1/0142635 A1 ist ein Rotorblatt mit einem Serrations-Bauteil offenbart, das gegenüber der Spitze einer Serration Einkerbungen aufweisen kann, die sich von der Vorderkante des Serration-Bauteils über einen Befestigungsstreifen erstrecken.

Es hat sich gezeigt, dass die Serrations-Bauteile einem erheblichen Verschleiß unterworfen sind und die Standzeit der Serrations durchaus geringer sein kann als die des Rotorblattes, sodass die Serrations nach einiger Zeit ausgewechselt werden müssen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geräuscharmes Rotorblatt mit zur Verfügung zu stellen, das gegenüber herkömmlichen, geräuscharmen Rotorblättern längere Standzeiten aufweist.

Die Aufgabe wird durch ein eingangs genanntes Rotorblatt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Rotorblatt ist insbesondere zur Montage am Rotor einer Windenergieanlage bestimmt. Das Rotorblatt weist entlang einer Hinterkante angeordnete Serrations auf, die von der Hinterkante abstehen. Dabei stehen die Serrations vorzugsweise in Verlängerung der und fluchtend mit der Rotorblattaußenhaut von der Rotorblatthinterkante ab. Zwischen benachbarten Serrations ist jeweils eine Kerbe mit einem Kerbgrund angeordnet, und die Kerbe weist eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattbreite und eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattlänge auf.

Vorzugsweise werden zwei, drei oder jede höhere Anzahl an Serrations an der Rotorblatthinterkante angeordnet. Die Serrations können untereinander baugleich oder in Gruppen baugleich oder auch alle paarweise verschieden voneinander ausgeformt sein. Vorzugsweise sind die Serrations in einer Draufsicht auf die Saugseite und/oder die Druckseite des Rotorblattes dreieckig ausgeformt. Das Dreieck kann gleichschenklig ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass die beiden Dreieckseiten verschiedene Längen aufweisen. Sie sind vorzugsweise gerade ausgeformt, können aber auch bogenförmig oder gezackt ausgebildet sein.

Die Serrations sind entlang einer Breite des Rotorblattes breiter als entlang einer Längsrichtung des Rotorblattes ausgeformt. D. h. die Breite der Serrations ist vorzugsweise größer als die Länge. Eine Höhe der Serrations senkrecht zur Breite und zur Länge ist um ein Vielfaches kleiner als die anderen beiden Ausdehnungen. Die Breite kann 5 cm bis 30 cm betragen und jeden Zwischenwert annehmen, die Länge kann 2 cm bis 1 5 cm betragen und ebenfalls jeden Zwischenwert annehmen.

Die Serrations bilden vorzugsweise eine gezackte Hinterkante des Rotorblattes aus.

Zwischen benachbarten Serrations ist jeweils eine Kerbe mit einem Kerbgrund angeordnet, und die Kerbe weist ebenfalls eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattbreite und eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattlänge auf.

Der in Betrieb etwa senkrecht auf die Hinterkante und auch auf die Serrations gerichtete Relativwind erzeugt an der Rotorblattkante üblicherweise parallel zueinander angeordnete Wirbel, die störende Geräusche verursachen. Durch die Serrations wird die Anordnung der Wirbel zueinander verändert, wodurch die Geräuschentwicklung grundsätzlich verringert wird. Das Material am Kerbgrund ist wechselnden Spannungen und hohen Spannungsmaxima ausgesetzt. Dadurch ermüdet das Material am Kerbgrund schneller als das übrige Material der Serrations und es kann zu sich fortpflanzenden Rissbildungen ausgehend vom Kerbgrund in das Material hinein kommen. Es hat sich gezeigt, dass die Geräuschentwicklung besonders gering ist, wenn die Kerbe besonders spitz und schmal ausgebildet ist. Das hat jedoch nachteiligerweise zur Folge, dass am Kerbgrund besonders hohe Spannungsmaxima auftreten, die zu Materialermüdung und zu einer Rissbildung zwischen den Serrations führen können. Erfindungsgemäß ist daher wenigstens ein Entlastungsschlitz vorgesehen, der sich entlang der Rotorblattlängsrichtung erstreckt und bei einem der Kerbgründe angeordnet ist.

Die Erfindung sieht hier vor, die Zugbelastungen und insbesondere Maxima der Zugbelastungen im Material, in das die Serrations und die Kerben eingeformt sind, durch die Entlastungsschlitze deutlich zu reduzieren. Die Entlastungsschlitze sind vorzugsweise dort angeordnet, wo die höchsten Spannungsmaxima im Material auftreten, zweckmäßigerweise also im Bereich des Kerbgrundes. Insbesondere sind die Entlastungsschlitze als herkömmliche Schlitze zu verstehen mit einer Schlitzbreite und einer Schlitzlänge, wobei die Schlitzlänge deutlich größer ist als die Schlitzbreite und sich die Schlitzlänge überwiegend in Längsrichtung des Rotorblattes erstreckt. Es können jedoch auch Abschnitte der Längsausdehnung des Entlastungsschlitzes entlang der Breite des Rotorblattes verlaufen.

Vorzugsweise ist der Entlastungsschlitz einem der Kerbgründe zugeordnet und zweckmäßigerweise ist der Entlastungsschlitz durch einen Verbindungsschlitz mit dem ihm zugeordneten Kerbgrund verbunden. Dabei geht die Kerbe am Kerbgrund offen in den Verbindungsschlitz über und der Verbindungsschlitz schließt offen an den Entlastungsschlitz an.

Vorzugsweise sind am Kerbgrund zwei Wangen im Material ausgebildet, die bei Spannungen im Material relativ zueinander bewegt werden und dadurch Spannungen, insbesondere Spannungsmaxima im Material um den Kerbgrund herum abbauen. Die Wangen bilden sich zweckmäßigerweise durch die beschrieben Konstruktion von Entlastungsschlitz und Verbindungsschlitz aus. Entlastungsschlitz und Verbindungsschlitz sind vorzugsweise etwa T-förmig mit hängenden T-Armen gestaltet.

Vorzugsweise ist jeweils ein Entlastungsschlitz an jedem der Kerbgrunde angeordnet, dadurch ist es möglich, jeden Kerbgrund gegenüber Spannungsmaxima zu entlasten, die Entlastungsschlitze können alle gleich ausgeformt sein oder auch unterschiedlich zueinander ausgeformt sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch vorgesehen, die Entlastungsschlitze gleich auszuformen, was natürlich produktionstechnisch einfacher ist und zu geringeren Herstellungskosten führt. Vorzugsweise ist der Entlastungsschlitz bogenförmig zum Kerbgrund hingebogen, vom Kerbgrund beabstandet und um den Kerbgrund herum verlaufend ausgebildet.

Vorzugsweise ist der Entlastungsschlitz viertelbogenförmig ausgebildet und symmetrisch um eine Winkelhalbierende der Kerb angeordnet. Es hat sich als besonders bevorzugt herausgestellt, dass Enden des viertelbogenförmigen Entlastungsschlitzes derart angeordnet sind, dass Tangentialen direkt an den beiden Enden des bogenförmigen Entlastungsschlitzes jeweils einen 45°- Winkel zur Längsrichtung des Rotorblattes ausbilden. Dabei können die Tangenten jedoch auch in einem Winkel von 45° ± 10°, vorzugsweise 45° ± 5° angeordnet sein.

Die Serrations sind vorzugsweise an Befestigungsstreifen angeordnet. Sie können dort integral abgeformt sein oder an den Befestigungsstreifen nachträglich angeklebt oder anderweitig befestigt worden sein. An dem Befestigungsstreifen ist zweckmäßigerweise eine Mehrzahl an Serrations angeordnet. Der Befestigungsstreifen und die an ihm angeordneten Serrations bilden ein Serrations-Bauteil aus. Das Serrations-Bauteil kann einstückig ausgebildet werden, beispielweise in einem Laminierverfahren. Es kann sich um ein Faserverbundbauteil handeln. Das Serrations-Bauteil kann aber auch ein Spritzgussteil sein. Spritzgussbauteile sind insbesondere in größerer Menge kostengünstig herstellbar. Der Befestigungsstreifen weist zweckmäßigerweise eine Länge, eine Breite und eine Dicke auf. Von einer äußeren Längskante stehen die Serrations ab und der Befestigungstreifen wird mit einer Klebmittelschicht auf die Rotorblattaußenhaut geklebt. Das Material in das die Kerben und die Kerbgrunde eingeformt sind ist daher zweckmäßigerweise ebenfalls ein Faserverbundmaterial, wie beispielswiese ein Laminat. In dem Faserverbundmaterial bilden sich die Zugspannungen und deren Maxima aus, die durch die Entlastungsschlitze verringert werden. Vorteilhafterweise sind eine Vielzahl an Serrations-Bauteilen entlang der Rotorblatthinterkante angeordnet, vorzugsweise sind sie alle im Tipabschnitt angeordnet, weil durch den Tipabschnitt die größte Geräuschbelastung erzeugt wird. Die Serrations- Bauteile können baugleich sein oder zumindest in Gruppen baugleich sein.

Die Entlastungsschlitze sind günstigerweise derart ausgebildet, dass sie sich entlang der gesamten Dicke des Befestigungsstreifens erstrecken. Der Befestigungsstreifen weist über die Breite vorzugsweise eine unterschiedliche Dicke auf, so ist der Befestigungsstreifen an seiner Hinterkante dicker als an seiner Vorderkante; die Dicke liegt bei einigen Millimetern, vorzugsweise bei etwa 3 mm. Der Befestigungsstreifen wird mit einer etwa 1 -3 mm dicken Klebschicht oder einem 1 mm dicken Klebband auf die Außenhaut des Rotorblattes aufgeklebt, vorzugsweise durchstoßen die Entlastungsschlitze den Befestigungsstreifen entlang der Dicke vollständig, sodass die Zugspannungsmaxima über die gesamte Dicke minimiert werden können.

Vorzugsweise sind die Serrations an den Befestigungsstreifen als Serration-Bauteile ausgeformt, d. h. eine bestimmte Anzahl von Serrations wird an einem Befestigungsbauteil in vorzugsweise einem Laminierverfahren oder anderweitig hergestellt und als vorzugsweise einstückiges Bauteil zur Verfügung gestellt, es können jedoch auch andere Herstellungsverfahren gewählt werden, die Serration-Bauteile können dann nebeneinander, vorzugsweise formschlüssig entlang einer herkömmlichen Rotorblatthinterkante auf eine Außenhaut der vorzugsweise druckseitigen Rotorblatthalbschale aufgeklebt werden. Dabei werden die Serration-Bauteile mit ihrem jeweiligen Befestigungsstreifen auf die Rotorblatthalbschale aufgeklebt, während die Serrations selber, also die Spitzen, über die bisherige Rotorblatthinterkante vom Rotorblatt abstehen. Die Entlastungsschlitze werden durch das Aufkleben auf die Rotorblattaußenhaut von der Rotorblattaußenhaut vollständig verschlossen.

Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, die Entlastungsschlitze, nachdem die Serration-Bauteile auf die Rotorblattaußenhaut aufgebracht wurden, mit einer elastischen Füllung zu verschließen, um keine scharfen Kanten für den Windangriff zu bieten, der zusätzliche Luftwirbel und damit Geräusche erzeugen könnte.

In anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotorblattes sind die Entlastungsschlitze für jeden der Kerbgründe zweiteilig ausgebildet, es kann zweckmäßig sein, an jedem Kerbgrund zwei Entlastungsschlitzabschnitte sich gegenüberliegend vorzusehen, sodass der Kerbgrund mit den beiden Entlastungsschlitzabschnitten eine etwa T-förmige Gestalt hat. Dabei können die Entlastungsschlitze auch eine Verbindung zum Kerbgrund aufweisen.

In anderen Ausführungsformen ist es auch vorgesehen, dass die Entlastungsschlitze keine offene Verbindung zum Kerbgrund aufweisen, sondern von ihm beabstandet sind. Vorzugsweise sind die Entlastungsschlitze dann bogenförmig zum Kerbgrund hin gebogen angeordnet, es können jedoch auch Entlastungsschlitze, die vorwiegend, zumindest abschnittsweise geradlinig ausgebildet sind, verwendet werden. Die Entlastungsschlitze können auch eine unterschiedliche Entlastungsschlitzbreite entlang ihrer Entlastungsschlitzlänge aufweisen.

Vorzugsweise sind die Entlastungsschlitze entlang der Rotorblatthinterkante alle gleich ausgeformt, es kann jedoch auch möglich sein, dass die Entlastungsschlitze zum Tip des Rotorblattes hin kleiner dimensioniert sind als die Entlastungsschlitze zur Rotorblattwurzel hin, insbesondere können auch die Serrations eine größere Breite zur Rotorblattwurzel hin aufweisen als zum Rotorblatttip hin, und breitere Serrations korrespondieren vorzugsweise mit längeren Entlastungsschlitzen, insbesondere mit Entlastungsschlitzen, die eine größeren Öffnungsquerschnitt aufweisen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in vier Figuren beschrieben, dabei zeigen Fig. 1 eine Draufsicht eines Tipabschnittes eines erfindungsgemäßen Rotorblattes, Fig. 2 eine Teilansicht B in Fig. 1 ,

Fig. 3 Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1 ,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Serration-Bauteils.

Fig. 1 zeigt einen Tipabschnitt eines erfindungsgemäßen Rotorblattes 1 . Der Tipabschnitt gemäß Fig. 1 stellt ein Viertel der Ausdehnung in Längsrichtung L des Rotorblattes 1 dar. Das Rotorblatt 1 weist eine Vorderkante 2 auf, die in Fig. 1 unten dargestellt ist sowie eine Hinterkante 3, die in Fig. 1 oben dargestellt ist. Entlang der Hinterkante 3 sind Serrations 4 nebeneinander angeordnet.

Ein unmittelbarer Tipabschnitt 5 sowie der Tip 6 des Rotorblattes 1 weist keine Serrations 4 an Hinterkante 3 auf, während der übrige Tipabschnitt bis auf den unmittelbaren Tipabschnitt 5 selber Serrations 4 unterschiedlicher Ausdehnung entlang einer Breite des Rotorblattes 1 , d. h. unterschiedlicher Ausdehnung senkrecht abstehend von der Rotorblatthinterkante 3 aufweist.

Das Rotorblatt 1 umfasst zwei Rotorblatthalbschalen, in der Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine druckseitige Rotorblatthalbschale dargestellt. Die Serrations 4 sind Teile von Serration- Bauteilen 7, die einen Befestigungsstreifen 8 umfassen, von dem die Serrations 4 abgehen. Der Befestigungsstreifen 8 und die Serrations 4 können einteilig ausgebildet sein, die Serration-Bauteile 7 können als Laminatbauteile hergestellt werden. Die Rotorblatthalbschalen werden ebenfalls in einem Laminierverfahren gefertigt. Dazu werden zunächst mehrere Lagen aus Naturstoffen oder Kunststoffgewebe, Kohlestofffasergewebe, Balsaholz oder Ähnlichem in einer Formhalbschale aufeinander oder nebeneinander gelegt, des Weiteren können Schaumstofflagen und Ähnliches verwendet werden, die alle in vorbestimmter Weise nebeneinander und übereinander geschichtet werden und ein Halbzeug ausbilden.

Das Halbzeug wird zunächst in der Formhalbschale ausgebildet, anschließend wird das Halbzeug mit einer Vakuumfolie formschaleninnenseitig abgedichtet, d. h. eine Vakuumfolie wird innen auf das Halbzeug gelegt und die Vakuumfolie wird an Rändern der Formhalbschale abgedichtet, dann wird über Zufuhr- und Abführleitungen in der Formhalbschale und/oder in der Vakuumfolie ein Harzsystem in das Halbzeug infundiert, wobei zunächst Luft und nach Tränkung des Halbzeugs mit dem Harzsystem, das noch flüssige Harzsystem über Abführleitungen aus dem Halbzeug rausgesogen wird. Über Zufuhrleitungen wird das flüssige Harzsystem in das Halbzeug eingeführt.

Wenn das Halbzeug vollständig mit Harz getränkt ist und auch schon während der Infusion, setzt der Aushärtevorgang des vorzugsweise zweikomponentigen Harzsystems in Form einer exothermen Reaktion ein, dabei wird Wärme erzeugt. Der während der Aushärtereaktion durchschrittene exotherme Peak kann durchaus Temperaturen von deutlich über 100 °C aufweisen.

Nach Durchschreiten des exothermen Peaks wird dem Halbzeug extern Wärme zugeführt, über beispielsweise in der Formhalbschale angeordnete Heizschlangen oder Ähnliches sowie auf der der Formhalbschale gegenüberliegenden Seite des Laminates angeordnete Gebläse oder Ähnlichem. Aufgrund der externen Wärmezufuhr härtet das Harzsystem vollständig aus. Es bildet sich so die Rotorblatthalbschale aus. Nach dem Aushärten der Rotorblatthalbschale werden Gurte und Stege innen auf die Rotorblatthalbschale aufgeklebt und dann die beiden Formhalbschalen durch verbindende Gelenke übereinander geklappt und die beiden Rotorblatthalbschalen miteinander entlang der Rotorblattvorder- und Hinterkante 2, 3 verklebt. Die Rotorblatthinterkante 3 weist eine druckseitige Rotorblatthalbschale und eine saugseitige Rotorblatthalbschale auf.

In Fig. 3 ist die druckseitige Rotorblatthalbschale 30 oben dargestellt, während die saugseitige Rotorblatthalbschale 31 unten dargestellt ist. Eine Verklebungslinie 32 zwischen den beiden Rotorblatthalbschalen 30, 31 ist in Fig. 3 dargestellt.

Entlang der Rotorblatthinterkante 3 sind auf die Außenhaut der druckseitigen Rotorblatthalbschale 30 die Serration-Bauteile 7 mittels einer Klebmittelschicht 33 geklebt. Dabei sind die Befestigungsstreifen 8 der Serration-Bauteile 7 mittels eines etwa 1 mm dicken und 9 mm breiten Klebebandes auf die Außenhaut geklebt, die Serrations stehen senkrecht zur Längsrichtung L der Rotorblattes 1 ab.

Das Serration-Bauteil 7 ist im Querschnitt gemäß Fig. 3 leicht gewinkelt ausgebildet, d. h. zwischen dem Befestigungsstreifen 8 und den Serrations 4 ist entlang der Breite B des Serration-Bauteils 7 ein geringer Winkel von 3° bis 5° vorgesehen.

Fig. 3 zeigt auch, dass der Befestigungstreifen 8 entlang seiner Längskante in Richtung der Rotorblattvorderkante 2 abgerundet bzw. abgeflacht ist, um keine scharfen Kanten zur Wirbelbildung zu bilden.

Fig. 2 zeigt den Ausschnitt B in Fig. 1 . Dabei sind zwei Serration-Bauteile 7 formschlüssig aneinander gefügt, die Serrations 4 werden durch die beiden Serration-Bauteile 7 entlang der Rotorblatthinterkante 3 geführt. Fig. 2 zeigt die Serration-Bauteile 7 mittlerer Breite, direkt benachbart zum Tip 6 sind schmalere Serration-Bauteile 7 vorgesehen, während im Bereich zur Rotorblattwurzel hin breitere Serration-Bauteile 7 verwendet werden. Dabei sind die Befestigungsstreifen in gleicher Breite entlang der Breite B und Länge in Längsrichtung L sowie in gleichbleibender Höhe H ausgebildet, während sich die Ausdehnung der Serrations 4 entlang der Breite B voneinander unterscheidet. Insbesondere weisen Serrations 4 verschiedener Serrations-Bauteile 7 eine unterschiedliche Ausdehnung in die breite B auf. Fig. 2 zeigt die Anordnung der Serrations 4 entlang des Serration-Bauteils 7 als eine gleichmäßig gezackte Außenlinie, die zur Rotorblatthinterkante 3 weisenden spitzen Einbuchtungen werden hier auch als Kerben 20 bezeichnet und der innerste Punkt der Kerben 20 ist der Kerbgrund 21 . Der Kerbgrund 21 ist nicht exakt spitzwinklig ausgebildet, sondern leicht gerundet. Die Kerben 20 weisen jeweils einen Öffnungswinkel von etwa 30° auf.

Um die Kerbgrunde 21 herum sind jeweils erfindungsgemäße Entlastungsschlitze 34 geführt, die vom dem ihm zugeordneten Kerbgrund 21 einen Abstand von etwa 1 cm - 2 cm aufweisen. Jedem Kerbgrund 21 ist genau ein Entlastungsschlitz 34 zugeordnet. Jeder Entlastungsschlitz 34 ist knapp viertelkreisförmig ausgebildet. Jeder der Entlastungsschlitze ist mittels eines zweckmäßigerweise über seine gesamte Länge geraden Verbindungsschlitzes 35 mit dem ihm zugeordneten Kerbgrund 21 verbunden. Der Verbindungsschlitz 35 kann aber auch bogenförmig oder gewinkelt ausgebildet sein. Die Anordnung aus einem Entlastungsschlitz mit dem Verbindungsschlitz 35 ist in etwas T-förmig ausgeformt mit leicht hängenden T-Armen, wobei das T in Fig. 2 auf dem Kopf steht. Es sind aber auch andere Formen etwa mit hochstehenden T-Armen denkbar.

Durch den Entlastungsschlitz mit Verbindungsschlitz 35 werden zwei sich gegenüberliegende Wangen ausgebildet, die sich entlang der Höhe H über das gesamte Material am Kerbgrund 21 erstrecken. Auch die Entlastungsschlitze 34 und die Verbindungsschlitze 35 erstrecken sich entlang der Höhe H durch das gesamte Material hindurch und sind zur Saug- und zur Druckseite des Rotorblattes hin offen. Die Verbindungsschlitze verbinden den zugeordneten Kerbgrund 21 offen mit dem zugeordneten Entlastungsschlitz 34. Jeder der Entlastungsschlitze 34 verringert die am zugeordneten Kerbgrund 21 auftretenden Zugspannungsmaxima erheblich. Die auf die Serrations 4, insbesondere auf die Serrationsspitzen wirkenden Windkräfte, während des Betriebs des Rotorblattes, erzeugen am Kerbgrund 21 Zugspannungen, die das Material stark belasten und aufgrund der auftretenden Lastwechsel zu Ermüdungsbrüchen führen. Durch die Entlastungsschlitze wird die Anzahl der möglichen Lastwechsel deutlich erhöht und auch die Standzeit der Serration- Bauteile somit deutlich erhöht.

Fig. 4 zeigt eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Serration-Bauteils 7 mit gleich breiten und gleich langen Serrations 4, wobei hier die Breite größer ist als die Länge jedes einzelnen Serrations 4. Die Serrations 4 sind an dem Befestigungsstreifen 8 integral ausgeformt. Üblicherweise kann ein Serration-Bauteil 7 als einteiliges Faserverbundbauteil hergestellt werden. Spitzen der Serrations 4 stehen gemäß Fig. 4 alle gleich weit von der der Rotorvorderkante 2 zugewandten Längskante des Befestigungsstreifens 8 ab und die Kerbgrunde 21 sind ebenfalls alle gleich weit in den Befestigungsstreifen 8 eingelassen. Die Verbindungslinien zwischen den Serrationsspitzen 40 und den beiden benachbarten Kerbgrunden 21 verlaufen linear. Die Serrationsspitze 40 selber und der Kerbgrund 21 selber sind leicht abgerundet. Entlang jedes einzelnen Kerbgrundes 21 ist ein Entlastungsschlitz 34 geführt, der Entlastungsschlitz 34 ist etwa viertelbogenförmig ausgebildet und entlang einer Winkelhalbierenden der zugeordneten Kerbe 20 symmetrisch um den zugeordneten Kerbgrund 21 herum geführt. Es hat sich gezeigt, dass viertelbogenförmige Entlastungsschlitze 34 besonders günstig ausgeführt sind, wenn Tangentialen der Enden der Entlastungsschlitze einen a=45° Winkel zur Längsrichtung L ausbilden.

Der geringste Abstand des Entlastungsschlitzes 34 vom zugeordneten Kerbgrund 21 beträgt 1 cm bis 2 cm, es sind jedoch auch Entfernungen von 2 cm bis 3 cm und 3 cm bis 4 cm denkbar. Die Entfernung des Entlastungsschlitzes 34 vom zugeordneten Kerbgrund 21 hängt auch von der Breite und Länge der Serrations 4 ab, insbesondere sind die Entlastungsschlitze 34 bei breiteren Serrations 4 in einem größeren Abstand vom Kerbgrund 21 geführt. Die Entlastungsschlitze 21 sind gemäß Fig. 3 durch die gesamte Dicke des Befestigungsstreifens 8 geführt, d. h. bei demontiertem Befestigungsstreifen 8 kann man durch die Entlastungsschlitze 34 in Fig. 2 hindurchsehen. Die Entlastungsschlitze 34 sind derart am Befestigungsstreifen 8 angeordnet, dass beim Aufbringen der Serration-Bauteile 7 mit den Befestigungsstreifen 8 auf der Außenhaut der druckseitigen Rotorblatthalbschale 30 gemäß Fig. 3, die Entlastungsschlitze 34 von der Rotorblattaußenhaut vollständig verschlossen werden. Nachdem die Serration-Bauteile 7 entlang der Rotorblatthinterkante 3 nebeneinander, formschlüssig aneinander aufgeklebt sind, können die Entlastungsschlitze 34 mit einer elastischen Klebmasse verschlossen werden. Die elastische Klebmasse fluchtet mit einer Außenseite der Befestigungsstreifen 8, sodass keine scharfen Kanten zum Angriff des Windes gebildet werden. Die Serrations 4 haben grundsätzlich die Funktion, die Geräusche der Rotorblätter 1 beim Betrieb zu verringern. Bezugszeichenliste

Rotorblatt

Rotorblattvorderkante

Rotorblatthinterkante

Serration

Unmittelbarer Tipabschnitt

Tip

Serrations-Bauteile

Befestigungsstreifen

Kerbe

Kerbgrund druckseitige Rotorblatthalbschale saugseitige Rotorblatthalbschale

Verklebungslinie

Klebmittelschicht

Entlastungsschlitz

Verbindungsschlitz

Serrationsspitzen

Längsrichtung

Breite

Höhe

Claims

Patentansprüche

Rotorblatt (1 ) einer Windenergieanlage mit entlang einer Hinterkante (3) angeordneten Serrations (4), die von der Hinterkante (3) abstehen, und jeweils einer zwischen benachbarten Serrations (4) angeordneten Kerbe (20) mit einem Kerbgrund (21 ), die eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattbreite (B) und eine Ausdehnung entlang einer Rotorblattlängsrichtung (L) aufweist,

gekennzeichnet durch

wenigstens einen Entlastungsschlitz (34), der sich entlang der Rotorblattlängsrichtung (L) erstreckt und bei einem der Kerbgründe (21 ) angeordnet ist.

Rotorblatt nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Entlastungsschlitz (34) an jedem der Kerbgründe (21 ) angeordnet ist.

Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch einen Verbindungsschlitz (35) zwischen dem Kerbgrund (21 ) und dem Entlastungsschlitz (34).

Rotorblatt nach Anspruch 1 , 2 oder 3,

gekennzeichnet durch sich gegenüberliegende Wangen am Kerbgrund, die relativ zueinander beweglich sind und durch die Relativbewegung Spannungen in einem Material um den Kerbgrund abbauen.

Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entlastungsschlitz (34)

bogenförmig zum Kerbgrund (21 ) hingebogen und beabstandet zum Kerbgrund (21 ) bogenförmig um den Kerbgrund (21 ) herum verläuft.

Rotorblatt nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass eine an einem Ende des wenigstens einen

Entlastungsschlitzes (34) angelegte Tangente die Rotorblattlängsrichtung (L) in einem Winkel von 45°±10°, vorzugsweise 45°±5° schneidet.

7. Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entlastungsschlitz (34) sich entlang einer gesamten Dicke eines Befestigungsstreifens (8) erstreckt. 8. Rotorblatt nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsstreifen (8) mit einer Innenseite an eine Außenhaut der Rotorblattschale aufgeklebt ist und der wenigstens eine

Entlastungsschlitz (34) auf der Innenseite vollständig von der Außenhaut abgedeckt ist. 9. Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entastungsschlitz (34) mit einer elastischen Masse gefüllt ist.

10. Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entlastungsschlitz (34) zwei

Abschnitte aufweist, die sich gegenüberliegend von dem Kerbgrund (21 ) abgehen.

1 1 . Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Kerbgrund (21 ) ein Entlastungsschlitz (34) vorgesehen ist und alle Entlastungsschlitze (34) die gleiche Form aufweisen.

12. Rotorblatt nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Entlastungsschlitz (24) derart am Kerbgrund (21 ) angeordnet ist, dass auftretende Materialspannungen verringert werden.