CN111794904B - 风力涡轮机叶片的梁、风力涡轮机叶片及其制造方法 - Google Patents

风力涡轮机叶片的梁、风力涡轮机叶片及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于风力涡轮机（1）的风力涡轮机叶片（10）的梁（40），其中所述梁（40）由包括基体和加强件的复合材料制成。所述梁（40）包括至少一个凹入纵向端部区段（44、45），在凹入纵向端部区段中，所述梁（40）包括至少一个纵向凹槽（41），所述至少一个纵向凹槽（41）布置在所述梁（40）的纵向方向（L）或基本上纵向方向（L）上、从所述梁（40）的纵向中间区段（43）延伸到所述梁（40）的纵向端部（46、47），使得所述至少一个纵向凹槽（41）将所述梁（40）分离成相邻的纵向梁部分（42），其中纵向梁部分（42）附接到纵向中间区段（43）。

Description

风力涡轮机叶片的梁、风力涡轮机叶片及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁，其中所述梁由包括基体和加强件的复合材料制成。本发明还涉及用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片以及风力涡轮机。此外，本发明涉及一种用于制造用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁的方法以及一种用于制造风力涡轮机的风力涡轮机叶片的方法。
背景技术
风力涡轮机叶片必须能够高效地将风转换成风力涡轮机叶片的旋转运动，使得风能可以转换成风力涡轮机叶片所附接到的转子的旋转机械运动。优选的是，在风力涡轮机叶片中使用具有高比模量(材料的每质量密度的弹性模量)的材料，以处理调控风力涡轮机叶片缩放的平方立方定律，所述比模量也被称为刚度重量比。因此，具有高比模量的诸如碳纤维加强塑料的复合材料通常用于风力涡轮机叶片中。与具有较低比模量的材料相比，当将这种高比模量的复合材料布置在风力涡轮机叶片中时，这种高比模量的复合材料通常更昂贵且更具挑战性。因此，诸如碳纤维加强塑料的这些高比模量的复合材料被用于加强风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片否则由诸如玻璃纤维加强塑料的便宜的复合材料制成。例如，相对便宜的玻璃纤维加强塑料可以用于风力涡轮机叶片的壳体，并且相对昂贵的碳纤维加强塑料可以用于风力涡轮机叶片的翼梁帽(spar cap)。具有高比模量的复合材料由于它们的高刚度而在很大程度上有助于风力涡轮机叶片的总体刚度。此外，通常具有高比模量的复合材料被提供为具有窄宽度的梁、特别是与由具有相对较低比模量的复合材料制成的壳体的宽度相比的窄宽度的梁。因此，在风力涡轮机的操作期间施加到风力涡轮机叶片的载荷主要地被集中在由具有高比模量的复合材料制成的窄梁上，并且从所述窄梁被释放到具有相对较低比模量和较大表面的复合材料，诸如风力涡轮机叶片的壳体。例如，由碳纤维加强塑料制成的梁能够承受高达风力涡轮机叶片的由玻璃纤维加强塑料制成的壳体能够承受的应力的三倍。当将载荷从梁释放到梁所附接到的风力涡轮机叶片的壳体或另一部件时，从梁的纵向端部施加到风力涡轮机叶片的壳体或另一个部件的线载荷非常高，并且可能引起风力涡轮机叶片的故障。
为此，存在对于一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁的需求，所述梁能够将载荷从梁释放到风力涡轮机叶片的壳体或其他部件，而不具有风力涡轮机叶片故障的风险，并且存在对于一种用于这种梁的制造方法的需求。此外，还存在对于一种风力涡轮机叶片、包括其制造方法以及一种不太易发生故障的风力涡轮机的需求。
发明内容
该问题通过下述来解决：
具有下述特征的用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁：一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁，其中所述梁由包括基体和加强件的复合材料制成，其特征在于，所述梁包括至少一个凹入纵向端部区段，在所述凹入纵向端部区段中，所述梁包括至少一个纵向凹槽，所述至少一个纵向凹槽布置在所述梁的纵向方向上、从所述梁的纵向中间区段延伸到所述梁的纵向端部，使得所述至少一个纵向凹槽将所述梁分离成相邻的纵向梁部分，其中所述纵向梁部分附接到所述纵向中间区段，其中，所述至少一个凹入纵向端部区段中的至少一个具有扇形形状；
具有下述特征的风力涡轮机叶片：一种风力涡轮机的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括壳体和翼梁，其中所述壳体和/或所述翼梁包括前述梁；
包括前述风力涡轮机叶片的风力涡轮机；
具有下述特征的用于制造用于风力涡轮机叶片的梁的方法：一种用于制造用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁的方法，其中所述梁由包括基体和加强件的复合材料制成，所述方法包括以下步骤：沿所述梁的纵向方向从所述梁的纵向中间区段到所述梁的纵向端部切割出至少一个纵向凹槽，使得所述梁包括至少一个凹入纵向端部区段，并且所述至少一个纵向凹槽将所述梁分离成相邻的纵向梁部分，其中所述纵向梁部分附接到所述纵向中间区段，其中，所述方法还包括如下步骤：在所述至少一个凹入纵向端部区段中在所述梁的横向于所述梁的纵向方向和所述梁的厚度方向的宽度方向上铺展开所述纵向梁部分，使得至少两个相邻的纵向梁部分彼此部分地重叠和/或所述至少一个凹入纵向端部区段中的至少一个成形为扇形；以及具有下述特征的用于制造风力涡轮机叶片的方法：一种用于制造风力涡轮机的风力涡轮机叶片的方法，其中所述风力涡轮机叶片包括壳体和翼梁，并且所述方法包括前述制造梁的方法，其中相邻的纵向梁部分连接到所述壳体，所述壳体包括具有比所述纵向梁部分的复合材料更低的刚度重量比的复合材料。本发明的另外细节从具体实施方式以及说明书和附图展开。因此，结合本发明的梁被描述的特征和细节结合以下各项来应用：本发明的风力涡轮机叶片、本发明的风力涡轮机、根据本发明的用于制造梁的方法和根据本发明的用于制造风力涡轮机叶片的方法，并且结合以上各项描述的特征和细节结合梁来应用，使得关于本发明的各个方面的公开内容是或者可以彼此参照。
根据本发明的第一方面，该问题通过用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁来解决，其中所述梁由包括基体和加强件的复合材料制成，其中所述梁包括至少一个凹入纵向端部区段，在所述凹入纵向端部区段中，所述梁包括至少一个纵向凹槽，所述至少一个纵向凹槽布置在所述梁的纵向方向上或基本上纵向方向上、从所述梁的纵向中间区段延伸到所述梁的纵向端部，使得所述至少一个纵向凹槽将所述梁分离成相邻的纵向梁部分，其中所述纵向梁部分被附接到所述纵向中间区段。
根据本发明的梁可以用于任何技术应用中，优选的应用是风力涡轮机的风力涡轮机叶片(也称为转子叶片)。所述梁在其至少一个凹入纵向端部区段中包括多个纵向梁部分，由此来自所述梁的线载荷可以有利地通过纵向梁部分传递。因此，当从纵向梁部分而不是未凹入的梁释放载荷时，可以降低所述梁所附接到的风力涡轮机叶片的壳体或部件发生故障的风险。此外，根据本发明的梁由于所述至少一个纵向凹槽而非常具有挠性，并且从而具有高扭转能力，这意味着它可以被扭转到高的程度而不发生故障。此外，可以非常成本高效地制造本发明的梁。
所述梁在其长度的方向上具有纵向方向，在其宽度的方向上具有宽度方向，并且在其厚度的方向上具有厚度方向。纵向方向是沿着纵向轴线，宽度方向是沿着宽度轴线，并且厚度方向沿着所述梁的厚度轴线。所述梁的长度大于其宽度和厚度。所述梁的宽度大于其厚度。特别地，纵向梁部分具有大于纵向梁部分的宽度和厚度的长度。所述梁的基本上纵向的方向包括所述梁的纵向方向以及具有在纵向轴线与宽度轴线之间形成的高达20°、特别是高达10°的偏移角的从纵向方向的方向偏离。
特别地，纵向中间区段是梁的不包括至少一个凹入纵向端部区段的一部分。例如，当所述梁被提供有两个凹入的纵向端部区段时，纵向中间区段被提供在两个凹入纵向端部区段之间。例如，当所述梁被提供有仅仅一个凹入纵向端部区段时，所述中间区段由所述梁的整个部分构成，所述梁的整个部分不包括凹入的纵向端部区段、即所述梁的从凹入纵向端部区段到所述梁的与凹入纵向端部部分的纵向端部相对的纵向端部的区段。特别地，纵向中间区段是所述梁的包括梁的中心的一部分，所述中心位于所述梁的长度的中间。纵向梁部分被附接到纵向中间区段换言之意味着纵向梁部分通过纵向中间区段被保持在一起。
特别地，所述至少一个纵向凹槽在所述梁的厚度方向上的长度至少是所述梁的厚度。这意味着所述至少一个纵向凹槽在该位置处沿着所述梁的整个厚度被提供。例如，纵向凹槽也可以被称为纵向狭槽，并且凹入的纵向端部部分可以被称为开槽的纵向端部部分。换言之，纵向凹槽或狭槽具有朝向所述梁的相对表面的开口侧。所述梁的这些相对表面与所述梁的厚度方向正交地布置。所述至少一个纵向凹槽在所述梁的纵向方向上具有比所述梁的长度更短的长度。所述至少一个纵向凹槽中的每一个彼此相比可以具有相等或基本上相等的长度。基本上相等的长度意味着纵向凹槽的长度相比于任何其他纵向凹槽可以偏离高达10％、特别地5％。所述至少一个纵向凹槽中的至少一个可以具有平面形状。因此，纵向梁部分可以具有平面形状。纵向梁部分还可以被设计为纵向梁条。所述至少一个纵向凹槽中的至少一个可以具有1mm至1000mm、特别地2mm至200mm以及更特别地5mm至50mm的宽度，所述宽度被限定为在相邻纵向梁部分之间的距离。
所述梁可以被限定为具有高抗拉强度的细长结构。例如，所述梁可以可替换地被称为条、带、叠层或棒。这种梁或条可以被堆叠在彼此的顶部上，以进一步增加抗拉强度，并且使梁或条抵抗扭转载荷而具有挠性。
所述梁可以由至少一个拉挤元件制成。所述梁还可以由至少两个拉挤元件制成，所述两个拉挤元件彼此连接、特别地粘附。例如，可以通过树脂模制来建立所述连接。所述至少两个拉挤元件可以布置成在彼此顶部上或彼此相邻。在这种情况下，所述至少一个纵向凹槽可以作为一个纵向凹槽被提供在两个拉挤元件中。此外，所述梁可以由相互连接的至少四个拉挤元件制成。所述至少四个拉挤元件中的至少两个可以彼此相邻布置，其中所述至少四个拉挤元件中的至少另外两个中的每一个被布置在所述至少四个拉挤元件中的两个中的每一个顶部上。在这种情况下，所述至少一个纵向凹槽可以作为一个纵向凹槽被提供在至少两个拉挤元件中。
优选地，所述梁的至少一个凹入纵向端部区段包括在所述梁的纵向方向上布置的至少两个纵向凹槽，由此所述至少两个纵向凹槽将所述梁分离成相邻的纵向梁部分。优选地，所述至少两个纵向凹槽中的至少两个、以及更优选地所有纵向凹槽在所述梁的纵向方向上彼此平行地布置。因此，存在至少三个平行的相邻纵向梁部分，由此进一步增加了载荷传递能力。
更优选地，所述梁包括在所述梁的纵向方向上布置的至少三个纵向凹槽，由此所述至少三个纵向凹槽将所述梁分离成相邻的纵向梁部分。因此，存在至少四个平行的相邻纵向梁部分，由此进一步增加了载荷传递能力。此外优选的是，纵向凹槽的数量在3至50的范围中，优选地在4至40以及更优选地在5至30的范围中。
在本发明的优选实施例中，所述至少一个纵向凹槽中的至少一个相对于所述梁的厚度方向倾斜布置，其中厚度方向横向于所述梁的纵向方向和所述梁的宽度方向。厚度方向特别地可以与所述梁的纵向方向正交，并且与所述梁的宽度方向正交。在厚度方向与纵向凹槽之间形成的斜面的凹槽角度可以在1°到60°的范围中，特别地在5°到60°以及更特别地在10°到60°的范围中。凹槽角度可以对应于切口的切割角，借助于所述切割角，纵向凹槽被引入到所述梁中。因此，纵向梁部分的靠近纵向凹槽的表面增加。因此，提供了更多的表面，可以通过所述表面传输线载荷，并且有效地增加了凹入纵向端部部分的载荷传递能力。
在本发明的另外优选实施例中，纵向梁部分中的至少一个可以具有四边形截面、特别地平行四边形截面以及更特别地矩形截面。因此，促进了纵向梁部分朝向彼此对齐，并且改善了它们释放载荷的能力。
在本发明的又一优选实施例中，至少两个相邻的纵向梁部分被布置成彼此部分地重叠。这可以通过在所述梁的宽度方向上铺展开纵向梁部分来完成。因此，线载荷在纵向梁部分之间被有效地传输，使得当线载荷施加到所述梁所附接到的部件(诸如风力涡轮机叶片的壳体)时，线载荷被分散并且危害较小。此外优选的是，重叠的相邻纵向梁部分的重叠区域沿着纵向梁部分的纵向方向减小。特别地，与靠近所述梁的纵向端部的重叠区域相比，靠近所述梁的纵向中间区段的重叠的相邻纵向梁部分的重叠区域更大。因此，线载荷朝向所述梁的纵向端部平稳地转移。
在本发明的又一优选实施例中，所述至少一个凹入纵向端部区段中的至少一个具有扇形形状。扇形可以被描述为具有两个不平行边和两个平行边的修改的梯形，由此修改之处在于平行边中的一个是圆形边。特别地，圆形边的长度可以大于其平行边的长度。因此，大幅度增加了用于将线载荷从所述梁传送到附接到所述梁的部件的区域，从而有效地提供了所述梁的更好的载荷传递能力。
在本发明的另一优选实施例中，所述至少一个凹入纵向端部区段中的至少一个在所述梁的厚度方向上渐缩。例如，锥角可以在0.3°至5°的范围内，特别地在0.5°至3°的范围内以及更特别地在0.6°至2°的范围内。所述渐缩的所述锥角限定在纵向中间区段的顶部表面与凹入纵向端部区段的锥形顶部表面之间。因此，线载荷不仅沿着纵向梁部分在所述梁的宽度方向上被传输，而且还在所述梁的厚度方向上被传输，从而有效地改善了所述梁的载荷传递能力。
在本发明的优选实施例中，复合材料的加强件包括在所述梁的纵向方向上布置的单向纤维。特别地，复合材料的加强件是多根单向纤维。因此，即使所述梁包括所述至少一个纵向凹槽，所述梁的刚度也在很大程度上得以维持，因为所述至少一个纵向凹槽不横向地切割所述加强件的纤维。因此，单向纤维沿着或平行于所述梁的至少一个纵向凹槽延伸。
在本发明的另外优选实施例中，复合材料是纤维加强塑料，特别是碳纤维加强塑料。纤维加强塑料、特别是碳纤维加强塑料具有特别高的刚度重量比，并且因此可以优选地用于其中高载荷被施加到所述梁并且所述梁将这些载荷传递到其他部件的情况。在所述梁中使用的另外的纤维加强塑料可以是例如玻璃纤维加强塑料和芳纶纤维加强塑料。在碳纤维加强塑料中，碳纤维是加强件，并且诸如环氧树脂的聚合物树脂是基体。碳纤维加强塑料可以包括诸如玻璃纤维或芳纶纤维的另外的纤维作为加强件。然而，优选的是，碳纤维加强塑料主要地包括碳纤维作为加强件。可替换地，作为所述梁的复合材料，可以使用复合木材、陶瓷基体复合材料或金属基体复合材料。
在本发明的又一优选实施例中，所述至少一个纵向凹槽中的至少一个具有所述梁的长度的2％至40％、特别地3％至35％以及更特别地4％至20％的长度。因此，所述至少一个凹入纵向端部区段中的至少一个可以具有所述梁的长度的2％至40％、特别地3％至35％以及更特别地4％至20％的长度。特别地，所述至少一个凹入纵向端部区段的长度可以等于被提供在其中的所述至少一个纵向凹槽的长度。所述梁可以确切具有两个凹入纵向端部区段，所述两个凹入纵向端部区段被提供在所述梁的纵向端部处。此外，所述梁的纵向中间区段可以具有所述梁的长度的20％至96％、特别地30％至94％以及更特别地60％至92％的长度。因此，所述梁沿着所述梁的大长度设置有高载荷传递能力，同时仍然提供足够的结构完整性和刚度。
根据本发明的第二方面，存在一种风力涡轮机的风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片包括壳体和翼梁，其中壳体和/或翼梁包括前述梁。
在本发明的优选实施例中，所述梁附接到壳体，和/或包括所述梁的翼梁被布置在风力涡轮机叶片中的后缘处、或者距后缘为风力涡轮机叶片宽度的高达30％、特别地20％以及更特别地10％的距离内。这里，特别好地促进了所述梁的高扭转能力和载荷传递能力。
根据本发明的第三方面，存在一种包括根据本发明的风力涡轮机叶片的风力涡轮机。
根据本发明的第四方面，存在一种用于制造用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的梁的方法，其中所述梁由包括基体和加强件的复合材料制成，所述方法包括以下步骤：在所述梁的纵向方向上或基本上在所述梁的纵向方向上从所述梁的纵向中间区段到所述梁的纵向端部切割出至少一个纵向凹槽，使得所述梁包括至少一个凹入纵向端部区段，并且所述至少一个纵向凹槽将所述梁分离成相邻的纵向梁部分，其中纵向梁部分附接到纵向中间区段。例如，可以机械地或借助于激光来执行所述切割。
在本发明的优选实施例中，所述方法还包括如下步骤：在所述梁的宽度方向上铺展开所述至少一个凹入纵向端部区段中的纵向梁部分，所述梁的宽度方向横向于所述梁的纵向方向和所述梁的厚度方向，使得至少两个相邻的纵向梁部分彼此部分地重叠和/或所述至少一个凹入纵向端部区段中的至少一个成形为扇形。
根据本发明的第五方面，存在一种用于制造风力涡轮机的风力涡轮机叶片的方法，其中风力涡轮机叶片包括壳体和翼梁，并且所述方法包括制造根据本发明的梁的方法，其中相邻的纵向梁部分连接到壳体，壳体包括具有比纵向梁部分的复合材料更低的刚度重量比的复合材料。
附图说明
本发明的另外优点、特征和细节从以下描述中展开，在以下描述中，通过参考附图的图1至图6详细地描述了本发明的实施例。因此，来自权利要求的特征以及说明书中所提及的特征(如单独地或以任意组合采用)对于本发明而言可以是必不可少的。在附图中，示意性地示出了：
图1是根据本发明的风力涡轮机的实施例的侧视图，
图2是沿着图1的风力涡轮机和根据本发明的风力涡轮机叶片的实施例的横向平面的截面图；
图3是根据本发明的梁的第一实施例的侧面透视图，
图4是根据本发明的梁的第二实施例的侧面透视图，
图5是沿着图4的梁的横向平面的截面图，以及
图6是关于图4的梁的侧面透视图，其中纵向梁部分被铺展开。
图1至图6中的相同对象利用相同的附图标记命名。如果其中一幅图中存在多于一个的同类对象，则所述对象按照升序编号，其中，所述对象的升序编号与其附图标记相隔一个点。这些图中的特征和部件的具体尺寸是示例性的，并且可以仅为了便于参考而被放大。
具体实施方式
图1是根据本发明的风力涡轮机1的实施例的侧视图。风力涡轮机1设置有附接到风力涡轮机1的毂4的三个风力涡轮机叶片10.1、10.2、10.3，所述毂4连接到风力涡轮机1的机舱3，机舱3支撑在风力涡轮机1的塔架(mask)2上。
图2是图1的风力涡轮机1的风力涡轮机叶片10.1的沿着图1中描绘的线II-II的横向平面的截面图。风力涡轮机叶片10具有后缘11和前缘12。风力涡轮机叶片10.1包括壳体20和翼梁30。翼梁30包括两个翼梁帽31.1、31.2。两个翼梁帽31.1、31.2彼此面对，并且借助于翼梁腹板32彼此连接。翼梁帽31.1包括堆叠在彼此顶部上的五个梁40.1、40.2、40.3、40.4、40.5的堆叠。翼梁帽31.2包括堆叠在彼此顶部上的五个另外的梁40.6、40.7、40.8、40.9、40.10的堆叠。又一个梁40.11布置在壳体内、在距风力涡轮机叶片10的后缘11为风力涡轮机叶片10的宽度的5％的距离处。
图3是根据本发明的梁40的第一实施例的侧面透视图。这样的梁40可以用作图2的风力涡轮机叶片10中的梁40.1、40.2、40.3、40.4、40.5、40.6、40.7、40.8、40.9、40.1、40.11中的一个、几个或全部。在该特定实施例中，梁40是由碳纤维加强塑料制成的拉挤元件。
梁40具有纵向中间区段43、第一凹入纵向端部区段44和第二凹入纵向端部区段45。纵向中间区段43布置在第一凹入纵向端部区段44与第二凹入纵向端部区段45之间。第一凹入纵向端部区段44延伸到梁40的第一纵向端部46，并且第二凹入纵向端部区段45延伸到梁40的第二纵向端部47。梁40的长度是在梁40的纵向方向L上测量的纵向中间区段43的长度L43、第一凹入纵向端部区段44的长度L44以及第二凹入纵向端部区段45的长度L45的总和。梁40此外具有在梁40的宽度方向W上测量的宽度W40和在梁40的厚度方向T上测量的厚度T40，如在图5中最佳可见。梁40的宽度W40在纵向中间区段中是恒定的。此外，梁40的宽度W40在第一凹入纵向端部区段44和第二凹入纵向端部区段45中是恒定的。厚度T40在纵向中间区段43中也是恒定的。然而，第一凹入纵向端部区段44和第二凹入纵向端部区段45在其厚度T40中渐缩。特别地，第一凹入纵向端部区段44在厚度上以锥角β1渐缩，并且第二凹入纵向端部区段45在厚度上以锥角β2渐缩。锥角β1、β2可以彼此相等或不同。
四个纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4在梁40的第一纵向端部46处在梁40的纵向方向L上彼此平行地布置。纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4从而形成第一凹入纵向端部区段44。四个纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4将梁40分离成五个相邻的纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5。纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4和纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5具有梁40的锥形厚度T40。纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4借助于梁40的纵向中间区段43彼此附接，所述梁40的纵向中间区段43连接到第一凹入纵向端部区段44。纵向中间区段43不具有任何纵向凹槽41。
四个另外的纵向凹槽41.5、41.6、41.7、41.8在梁40的第二纵向端部47处在梁40的纵向方向L上彼此平行地被布置。纵向凹槽41.5、41.6、41.7、41.8从而形成第二凹入纵向端部区段45。四个纵向凹槽41.5、41.6、41.7、41.8将梁40分离成五个相邻的纵向梁部分42.6、42.7、42.8、42.9、42.10。纵向凹槽41.5、41.6、41.7、41.8和纵向梁部分42.6、42.7、42.8、42.9、42.10具有梁40的锥形厚度T40。纵向梁部分42.6、42.7、42.8、42.9、42.10借助于梁40的纵向中间区段43彼此附接，所述梁40的纵向中间区段43也连接到第二凹入纵向端部区段45。
图4是根据本发明的梁40的第二实施例的一部分的侧面透视图。十个纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4、41.5、41.6、41.7、41.8、41.9、41.10在梁40的纵向方向上彼此平行地被布置，由此纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4、41.5、41.6、41.7、41.8、41.9、41.10将梁分离成十一个相邻的纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5、42.6、42.7、42.8、42.9、42.10、42.11。纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4、41.5、41.6、41.7、41.8、41.9、41.10和纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5、42.6、42.7、42.8、42.9、42.10、42.11具有在其相应位置处的梁40的锥形厚度T40。纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4、41.5、41.6、41.7、41.8、41.9、41.10布置在具有第一纵向端部46的第一凹入纵向端部区段44中。梁40的第二纵向端部47在该图中未示出。它可以具有对应于或类似于第一凹入纵向端部区段44的第二凹入纵向端部区段45。纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5、42.6、42.7、42.8、42.9、42.10、42.11借助于梁40的纵向中间区段43彼此附接，所述梁40的纵向中间区段43连接到第一纵向凹槽部分44。
图5是沿着图4的梁40的线V-V的截面图。这里，示出了穿过梁40的切口48.1、48.2、48.3、48.4、48.5、48.6、48.7、48.8、48.9、48.10，通过这些切口，纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4、41.5、41.6、41.7、41.8、41.9、41.10将纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5、42.6、42.7、42.8、42.9、42.10、42.11彼此分离。切口48.1、48.2、48.3、48.4、48.5、48.6、48.7、48.8、48.9、48.10以恒定的切割角α被引入梁40。切割角α是切割线48(这里是切割线48.1)与厚度方向T之间的角度，在厚度方向T上可以测量梁40的厚度T40。厚度方向垂直于梁40的顶部表面。纵向凹槽41.1、41.2、41.3、41.4、41.5、41.6、41.7、41.8、41.9、41.10从而相对于梁40的厚度方向倾斜布置。斜面的凹槽角度对应于切割角α。切口48.1、48.2、48.3、48.4、48.5、48.6、48.7、48.8、48.9、48.10的每个单独切口或多个切口可以具有不同的切割角α。此外，可能的是，梁40中的切割线相互交叉。
图6是图4的梁40的侧面透视图，其中纵向梁部分42.1、42.2、42.3、42.4、42.5、42.6、42.7、42.8、42.9、42.10、42.11如正由箭头指示的那样已经在梁40的宽度方向W上被铺展开。结果，第一凹入纵向端部区段44具有扇形形状。

Claims (16)

1.一种用于风力涡轮机(1)的风力涡轮机叶片(10)的梁(40)，其中所述梁(40)由包括基体和加强件的复合材料制成，
其特征在于，
所述梁(40)包括至少一个凹入纵向端部区段(44、45)，在所述凹入纵向端部区段中，所述梁(40)包括至少一个纵向凹槽(41)，所述至少一个纵向凹槽布置在所述梁(40)的纵向方向(L)上、从所述梁(40)的纵向中间区段(43)延伸到所述梁(40)的纵向端部(46、47)，使得所述至少一个纵向凹槽(41)将所述梁(40)分离成相邻的纵向梁部分(42)，其中所述纵向梁部分(42)附接到所述纵向中间区段(43)，
其中，所述至少一个凹入纵向端部区段(44、45)中的至少一个具有扇形形状。
2.根据权利要求1所述的梁(40)，
其特征在于，
所述至少一个纵向凹槽(41)中的至少一个相对于所述梁(40)的厚度方向倾斜地布置，其中所述厚度方向(T)横向于所述梁(40)的所述纵向方向(L)和所述梁(40)的宽度方向(W)。
3.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述纵向梁部分(42)中的至少一个具有四边形截面。
4.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
至少两个相邻的纵向梁部分(42)布置成彼此部分地重叠。
5.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述至少一个凹入纵向端部区段(44、45)中的至少一个在所述梁(40)的厚度方向(T)上渐缩。
6.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述复合材料的所述加强件包括在所述梁(40)的所述纵向方向(L)上布置的单向纤维。
7.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述复合材料是纤维加强塑料。
8.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述至少一个纵向凹槽(41)中的至少一个具有所述梁(40)的长度(L40)的2％至40％的长度(L41)。
9.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述纵向梁部分(42)中的至少一个具有平行四边形截面。
10.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述纵向梁部分(42)中的至少一个具有矩形截面。
11.根据权利要求1或2所述的梁(40)，
其特征在于，
所述复合材料是碳纤维加强塑料。
12.一种风力涡轮机(1)的风力涡轮机叶片(10)，所述风力涡轮机叶片(10)包括壳体(20)和翼梁(30)，其中所述壳体(20)和/或所述翼梁(30)包括根据前述权利要求中的任一项所述的梁(40)。
13.根据权利要求12所述的风力涡轮机叶片(10)，
其特征在于，
所述梁(40)附接到所述壳体(20)和/或包括所述梁(40)的所述翼梁(30)在后缘(11)处或在距所述后缘(11)高达所述风力涡轮机叶片(10)的宽度的30％的距离内布置在所述风力涡轮机叶片(10)中。
14.一种风力涡轮机(1)，其包括根据权利要求12或13所述的风力涡轮机叶片(10)。
15.一种用于制造用于风力涡轮机(1)的风力涡轮机叶片(10)的梁(40)的方法，其中所述梁(40)由包括基体和加强件的复合材料制成，所述方法包括以下步骤：沿所述梁(40)的纵向方向(L)从所述梁(40)的纵向中间区段(43)到所述梁(40)的纵向端部(46、47)切割出至少一个纵向凹槽(41)，使得所述梁(40)包括至少一个凹入纵向端部区段(44、45)，并且所述至少一个纵向凹槽(41)将所述梁(40)分离成相邻的纵向梁部分(42)，其中所述纵向梁部分(42)附接到所述纵向中间区段(43)，
其中，所述方法还包括如下步骤：在所述至少一个凹入纵向端部区段(44、45)中在所述梁(40)的横向于所述梁(40)的纵向方向(L)和所述梁(40)的厚度方向(T)的宽度方向(W)上铺展开所述纵向梁部分(42)，使得至少两个相邻的纵向梁部分(42)彼此部分地重叠和/或所述至少一个凹入纵向端部区段(44、45)中的至少一个成形为扇形。
16.一种用于制造风力涡轮机(1)的风力涡轮机叶片(10)的方法，其中所述风力涡轮机叶片(10)包括壳体(20)和翼梁(30)，并且所述方法包括根据权利要求15所述的方法来制造梁(40)的方法，其中相邻的纵向梁部分(42)连接到所述壳体(20)，所述壳体(20)包括具有比所述纵向梁部分(42)的复合材料更低的刚度重量比的复合材料。
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