DE102008013170A1

DE102008013170A1 - Verfahren zum Einstellen eines Mischungsverhältnisses von zwei oder mehr Komponenten

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Publication number: DE102008013170A1
Application number: DE102008013170A
Authority: DE
Inventors: Torsten Link
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-10
Also published as: AU2009221475B2; CA2716927C; CN101960403A; US20110052379A1; BRPI0909351A2; WO2009109404A1; CA2716927A1; EP2260360A1; AU2009221475A1; AR070978A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Mischung aus wenigstens zwei Komponenten sowie ein Rotorblatt einer Windenergieanlage, eine Gondelverkleidung einer Windenergieanlage und eine Windenergieanlage selbst. Um ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem die Zusammensetzung der Mischung auf einfache Weise überwacht werden kann, ohne das daraus hergestellte Werkstück zu beschädigen, wird bei dem eingangs genannten Verfahren jeder Komponente ein Farbstoff zugesetzt, wobei jeder Komponente eine eigene, von derjenigen der anderen Komponenten verschiedene Farbe zugesetzt wird, und die Mischung aus diesen Komponenten wird farbmetrisch überwacht. Dabei liegt der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Farbstoffzugabe bei korrektem Mischungsverhältnis eine ganz bestimmte Farbe in der Mischung entstehen muss, die sich durch farbmetrische Untersuchungen sehr präzise überwachen lässt. Durch farbmetrische Untersuchungen lassen sich auch schon geringfügige Abweichungen im Mischungsverhältnis feststellen. So kann bereits die hergestellte Mischung vor der Verarbeitung überwacht werden und gegebenenfalls sogar durch nachträgliches Hinzufügen einer Komponente das geforderte Mischungsergebnis nach einem weiteren Mischvorgang hergestellt werden, sodass in der Mischung stets das richtige Mischungsverhältnis vorliegt, wenn sie weiter verarbeitet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Mischungsverhältnisses von zwei oder mehr Komponenten sowie ein Rotorblatt einer Windenergieanlage, eine Gondelverkleidung einer Windenergieanlage und eine Windenergieanlage selbst. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei Komponenten.
Insbesondere Rotorblätter und Gondelverkleidungen von Windenergieanlagen werden häufig aus glasfaserverstärkten Kunststoffen oder auch kohlefaserverstärkten Kunststoffen hergestellt. Diese Kunststoffe sind Harze, denen in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis Härter oder Härtemittel zugesetzt werden muss, damit diese Harze während des Produktionsvorganges in der gewünschten Zeit aushärten und die gewünschten Materialeigenschaften aufweisen.
Da die mechanischen Eigenschaften der mit solchen Harzen hergestellten Komponenten vorgegebene Bedingungen einhalten müssen, ist es allein unter qualitätssichernden Aspekten erforderlich, das richtige Mischungsverhältnis nachprüfen zu können.
Dies geschieht im Stand der Technik durch Entnehmen einer Materialprobe des ausgehärteten Materials, wobei diese Materialprobe dann chemisch analysiert wird, um die Zusammensetzung zu bestimmen. Allerdings führt dieses Verfahren durch die Entnahme einer Probe zwangsläufig zu einer Beschädigung des daraus hergestellten Werkstückes. Darüber hinaus benötigt die chemische Analyse einige Zeit und bei zu weitgehenden Abweichungen von den geforderten Materialeigenschaften bleibt fast nur noch die Möglichkeit, das bereits produzierte Werkstück zu vernichten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, bei welchem die Zusammensetzung der Mischung auf einfache Weise überwacht werden kann, ohne das Werkstück zu beschädigen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung einer Mischung aus zwei Komponenten gemäß Anspruch 1, durch ein Rotorblatt nach Anspruch 9, eine Gondelverkleidung nach Anspruch 10, durch eine Vorrichtung zum Mischen gemäß Anspruch 13 und durch ein Verfahren zum Einstellen eines Mischungsverhältnisses von zwei oder mehr Komponenten gemäß Anspruch 18 gelöst.
Dazu wird jeder Komponente ein Farbstoff zugesetzt. Jeder Komponente wird eine eigene, von derjenigen der anderen Komponenten verschiedene Farbkomponente zugesetzt, und die Mischung aus diesen Komponenten wird farbmetrisch überwacht.
Dabei liegt der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass durch die Farbstoffzugabe bei korrektem Mischungsverhältnis eine ganz bestimmte Farbe in der Mischung entstehen muss, die sich durch farbmetrische Untersuchungen sehr präzise überwachen lässt. Durch farbmetrische Untersuchungen lassen sich auch schon geringfügige Abweichungen im Mischungsverhältnis der Farbe oder des Farbstoffes feststellen. So kann bereits die hergestellte Mischung vor der Verarbeitung überwacht werden und gegebenenfalls bzw. optional kann sogar durch nachträgliches Hinzufügen einer Komponente das geforderte Mischungsergebnis nach einem weiteren Mischvorgang hergestellt werden, sodass in der Mischung stets das richtige Mischungsverhältnis vorliegt, wenn sie weiter verarbeitet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden den Komponenten vorgegebene Farben zugesetzt. Dadurch lässt sich eine Standardisierung erreichen, die für eine industrielle Anwendung sehr vorteilhaft ist. Dieses gilt ebenso für Farbmengen.
Um Abweichungen vom gewünschten Mischungsverhältnis besonders gut erkennen zu können, werden den Komponenten vorzugsweise Komplementärfarben zugesetzt. Alternativ können den Komponenten aber auch Farben entsprechend einem gewünschten Mischungsergebnis zugeordnet werden, sodass die Mischung eine vorgegebene Färbung hat. Dies ist vorteilhaft, wenn die entstehenden Oberflächen eine bestimmte Farbe aufweisen sollen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können vorteilhaft Harz und Härter, aber auch Spachtelmasse und Härter oder Komponenten eines Klebers gemischt werden und das Mischungsergebnis kann sehr genau überwacht werden.
Gerade für Teile von Investitionsgütern ist eine zuverlässige Qualitätsüberwachung wesentlich, weil es in einem solchen Zusammenhang schnell um hohe Geldbeträge gehen kann, wenn unerwartete und noch mehr unerwünschte Schäden auftreten. Natürlich spielen auch Sicherheitsaspekte eine keinesfalls zu unterschätzende Rolle.
Daher ist es ein deutlicher Fortschritt, wenn ein Rotorblatt einer Windenergienanlage oder auch eine Gondelverkleidung einer Windenergieanlage unter Verwendung von wenigstens einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mischung hergestellt wird und eine Windenergieanlage mit wenigstens einem derartigen Rotorblatt oder einer solchen Gondelverkleidung ausgerüstet wird.
Eine effektive Nutzung einer farbmetrischen Überwachung lässt sich durch eine Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei Komponenten verwirklichen. Die Vorrichtung umfasst Vorratsbehälter für jede Komponente, Förderer, mit denen aus jedem Vorratsbehälter eine vorgegebene Menge der jeweiligen Komponenten genommen und einem Mischer zugeführt wird, wobei eine farbmetrische Anordnung zur farbmetrischen Überwachung der vom Mischer aus den Komponenten hergestellten Mischung vorgesehen ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine erste Signalstrecke zur Beeinflussung der Förderer durch die farbmetrische Anordnung. Dadurch kann bei Erkennen einer Abweichung in der Farbe der Mischung durch die farbmetrische Anordnung der entsprechende Förderer derart beeinflusst werden, dass die Mischung verarbeitbar bleibt, wenn die Abweichungen innerhalb des Toleranzbereiches gehalten werden können. Somit stellt diese Vorrichtung stets die richtige Mischung der Komponenten zur Verfügung.
Um im Fall einer zu großen Abweichung der Farbe der Mischung, also einer nicht mehr tolerierbaren Veränderung der Mischung selbst, diese nicht in die Verarbeitung gelangen zu lassen, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders bevorzugt eine Umschaltanordnung zum Beeinflussen des Förderwegs der Mischung.
Durch diese Umschaltanordnung kann die unbrauchbare Mischung z. B. einem Sammelbehälter zugeführt werden und anschließend sach- und umweltgerecht entsorgt werden. Sobald das Mischungsverhältnis wieder innerhalb des Toleranzbereiches ist, kann die Umschaltanordnung den Förderweg wieder so festlegen, dass die Mischung der Verarbeitung zugeführt wird. Somit ist nicht nur eine automatische Überwachung sondern auch eine automatische Aussonderung einer unbrauchbaren Mischung verwirklicht.
Besonders bevorzugt kann die Umschaltanordnung über eine zweite Signalstrecke beeinflusst werden und somit Signale von der farbmetrischen Anordnung erhalten, um die Mischung entsprechend den Signalen auszusondern oder der Verarbeitung zuzuführen. Dabei kann die Umschaltanordnung auch in die farbmetrische Anordnung integriert sein.
Nachfolgend wird die Erfindung näher beschrieben und dabei zeigen:
1 eine vereinfachte Darstellung einer Mischanlage;
2 die Mischanlage aus 1, ergänzt um eine farbmetrische Anordnung;
3 die Darstellung aus 2, ergänzt um weitere Komponenten;
4 eine alternative Ausführungsform zu der in 3 gezeigten; und
5 eine Kennlinie, aus der sich die Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert entnehmen lässt.
Die in 1 stark vereinfacht dargestellte Mischanlage ist im Stand der Technik bekannt. Die Bezugszeichen 10 und 11 zeigen Behälter mit dem Vorrat der jeweiligen Komponente. Aus diesem Komponentenvorrat in den Behältern 10, 11 werden die vorgegebenen Mengen einem Mischer 20 zugeführt, der die Komponenten mischt. Von dem Mischer 20 aus kann die Mischung dann der Verarbeitung zugeführt werden.
2 zeigt die bereits in 1 beschriebene Mischanlage, ergänzt um eine farbmetrische Anordnung 30. Diese farbmetrische Anordnung 30 überwacht fortlaufend oder in Intervallen die Farbe der Mischung der Komponenten aus den Behältern 10, 11 und damit (indirekt) das Mischungsverhältnis der aus den Vorratsbehältern 10, 11 zugeführten Komponenten.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur ist dem Vorratsbehälter 10 ein Förderer 12 zugeordnet und dem Vorratsbehälter 11 ist ein Förderer 13 zugeordnet. Zwischen den Förderern 12, 13 und der farbmetrischen Anordnung 30 ist eine erste Signalstrecke 32 dargestellt. Sobald die farbmetrische Anordnung 30 Abweichungen vom vorgegebenen Sollwert der Farbe der Mischung erkennt, kann sie über diese erste Signalstrecke 32 den jeweiligen Förderer 12, 13 beeinflussen und somit über die Anpassung der Fördermenge wieder die gewünschte Farbe der Mischung und somit ein optimales Mischungsverhältnis einstellen.
Zusätzlich ist eine Umschaltanordnung 34 vorgesehen, die über eine zweite Signalstrecke 36 mit der farbmetrischen Anordnung 30 in Verbindung ist. Wenn die farbmetrische Anordnung 30 erkennt, dass die Farbe der Mischung außerhalb des Toleranzbereiches ist, dann kann sie über die zweite Signalstrecke 36 die Umschaltanordnung 34 derart beeinflussen, dass diese Mischung nicht der Produktion 40 zugeführt wird, sondern über einen anderen Förderweg 50 z. B. gesammelt und sach- und umweltgerecht entsorgt wird. Sobald die farbmetrische Anordnung 30 wieder die richtige Farbe und damit das richtige Mischungsverhältnis erkennt, kann sie erneut die Umschaltanordnung 34 über die zweite Signalstrecke 36 beeinflussen, um die Mischung wieder der Produktion 40 zuzuführen.
Die zweite Signalstrecke 36 kann ebenso wie die bereits oben beschriebene Signalstrecke 32 z. B. eine leitungsgebundene, aber auch eine drahtlose Verbindung sein, über welche Signale ausgetauscht werden können.
In einer alternativen Ausführungsform zeigt 4 eine Anordnung, in welcher die Umschaltanordnung in die farbmetrische Anordnung 30 integriert ist.
Die Wirkungsweise der farbmetrischen Überwachung wird jetzt anhand von 5 näher beschrieben. Auf der Abszisse ist in dieser Figur der Härtermassenanteil angegeben. Der reicht von 0,20 bis 0,50. Das bedeutet, dass Härter mit einem Anteil von 20–50% am Mischungsverhältnis in dieser Figur dargestellt ist. Die Ordinate gibt eine Helligkeitsabweichung der Farbe in % an. Dabei ist der vorgegebene Sollwert mit 0,00 markiert, denn wenn es keine Helligkeitsabweichung gibt, ist die Farbe exakt die gewünschte Farbe. Das Mischungsverhältnis entspricht also exakt den Vorgaben. Diese Farbe stellt sich bei einem Härtermassenanteil von etwa 0,375 ein. Variiert nun der Härtermasseanteil, dann ändert sich die Farbhelligkeit und aus der Änderung der Farbhelligkeit kann auf den Härtermassenanteil geschlossen werden.
Die hier dargestellte Kennlinie gilt für ein weiß eingefärbtes Harz einem schwarz eingefärbten Härter. Nimmt der Härtermassenanteil zu, dann nimmt die Helligkeit der Mischung ab und die Helligkeitsabweichung erhält ein negatives Vorzeichen. Bei einem Härtermassenanteil von etwa 0,42 ergibt sich eine Helligkeitsabweichung von –2%. Entsprechend ergibt sich bei einem geringerem Härtermassenanteil von etwa 0,325 eine Helligkeitsabweichung von +2% in der Farbe.
Natürlich kann je nach gewählten Farben nicht nur die Helligkeitsabweichung überwacht werden, sondern auch andere messbare Werte im Farbkoordinatensystem, wie z. B. die Rot-Grün Änderung oder die Gelb-Blau Änderung. Durch eine geeignete Auswahl der farbmetrisch überwachten Parameter kann somit das Mischungsverhältnis auf einfache Weise überwacht und gegebenenfalls entsprechend korrigiert werden.
Die zu den Komponenten in den Behältern 10, 11 zugefügte Farbe bzw. Farbstoffe können auch lumineszierende oder phosphoreszierende Farbstoffe enthalten.
Neben einer wie vorstehend beschrieben ausgebildeten und angeordneten farbmetrischen Anordnung kann natürlich auch das fertige Produkt wie z. B. ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage farbmetrisch untersucht werden. Dies kann auch im laufenden Fertigungsprozess geschehen, um z. B. stichprobenartig die Fertigungsqualität zu überwachen. Dazu können mobile farbmetrische Anordnungen eingesetzt werden.
Die oben beschriebenen Komponenten sind von den Farbstoffen verschieden. Komplementärfarben ergeben gemischt einen Grauton, im Extremfall Schwarz oder Weiß. Auf einem Farbenkreis liegen Komplementärfarben an den Ecken eines regelmäßigen n-Ecks, wobei n die Anzahl der Komponenten der Farben bedeutet.

Claims

Verfahren zu Überwachung einer Mischung aus wenigstens zwei Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Komponente ein Farbstoff zugesetzt wird, wobei jeder Komponente ein eigener Farbstoff, welcher sich in seiner Farbe von der Farbe des Farbstoffes in der anderen Komponente unterscheidet, zugesetzt wird, und dass die Mischung aus diesen Komponenten farbmetrisch überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Komponenten Farbstoffe mit vorgegebenen Farben zugesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Komponenten vorgegebene Farbmengen zugesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Komponenten zugesetzten Farben Komplementärfarben sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Komponenten zugesetzten Farben so ausgewählt werden, dass ein nach dem gewünschtes Mischergebnis zugesetzten erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten Harz und Härter sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten Spachtelmasse und Härter sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten Bestandteile eines Klebers sind.
Rotorblatt für eine Windenergieanlage, gekennzeichnet durch eine Herstellung unter Verwendung von wenigstens einer nach den vorstehenden Ansprüchen hergestellten Mischung.
Gondelverkleidung für eine Windenergieanlage, gekennzeichnet durch eine Herstellung unter Verwendung von wenigstens einer nach den vorstehenden Ansprüchen hergestellten Mischung.
Windenergieanlage mit wenigstens einem Rotorblatt nach Anspruch 9.
Windenergieanlage mit einer Gondelverkleidung nach Anspruch 10.
Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei Komponenten, mit mindestens einem ersten Vorratsbehälter (10) für eine erste Komponente und einem zweiten Vorratsbehälter (11) für eine zweite Komponente, mindestens einem ersten und zweiten Förderer (12, 13) zum Zuführen einer ersten Menge der ersten Komponente und zum Zuführen einer zweiten Menge der zweiten Komponente zu einem Mischer (20), gekennzeichnet durch eine farbmetrische Anordnung (30) zur farbmetrischen Überwachung der vom Mischer (20) aus der ersten und zweiten Komponente hergestellten Mischung.
Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine erste Signalstrecke (32) zur Beeinflussung der Förderer (12, 13) durch die farbmetrische Anordnung (30)
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine Umschaltanordnung (34) zur Beeinflussung des Förderweges der Mischung.
Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine zweite Signalstrecke (36) zur Beeinflussung der Umschaltanordnung (34).
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine in die farbmetrische Anordnung (30) integrierte Umschaltanordnung (34).
Verfahren zum Einstellen eines Mischungsverhältnisses zweier oder mehrerer Komponenten, umfassend die Schritte Bereitstellen der zu mischenden Komponenten, wobei jede Komponente eine vorgewählte Konzentration eines Farbstoffs mit von den übrigen Komponenten jeweils verschiedener Farbe enthält, Mischen der zu mischenden Komponenten zu einer Mischung, wobei an der Mischung die Farbintensitäten der verschiedenen Farbstoffe erfasst und die Komponenten entsprechend der erfassten Farbintensitäten zum weiteren Mischen dosiert werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben der Farbstoffe sich zueinander wie Komplementärfarben verhalten.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zu mischenden Komponenten – ein Harz und Härter – eine Spachtelmasse und ein Härter sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Komponenten von den Farbstoffen verschieden sind.