DE102011051172A1

DE102011051172A1 - Laminated rotor blade for wind turbine, has several pultrusion portions that are arranged at surface of insert portion, and are coated with fiber or woven fabric tube that is longer than that of insert portion

Info

Publication number: DE102011051172A1
Application number: DE102011051172A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-20

Abstract

The rotor blade has attachment elements (1) that are arranged centrally at an end portion or at end of a blade portion, and are laminated at a main portion. An insert portion (2) is mounted at inner sides of attachment elements. Several pultrusion portions are arranged at the surface of the insert portion. Several projection portions (8) are arranged at the outer peripheral surface of the insert portion. The insert portion and the pultrusion portions are coated with a fiber or woven fabric tube (9). The fiber or fabric tube is longer than that of insert portion.

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges laminiertes Rotorblatt für Windenergieanlagen mit einem Befestigungssystem für Rotorblätter an der Rotornabe mittels eingearbeiteten Inserts im Rotorblattfuß oder in Rotorblattteilen.The invention relates to a novel laminated rotor blade for wind energy plants with a fastening system for rotor blades on the rotor hub by means of incorporated inserts in the rotor blade root or in rotor blade parts.

Zum derzeitigen Stand der Technik zählen Windenergieanlagen zur Energieerzeugung mit vorrangig horizontaler Drehachse bei der an einer Nabe in der Regel 3 Rotorblätter befestigt sind. Die Weiterentwicklung von Windenergieanlagen ist durch eine ständige Effizienzsteigerung, insbesondere durch eine erhebliche Vergrößerung der erzeugten elektrischen Leistung gekennzeichnet. Die mögliche Leistung einer Windenergieanlage ist hierbei direkt von Durchmesser des Rotors und somit direkt von der Größe der an der Nabe befestigten Rotorblätter abhängig. Da zunehmend Windkraftanlagen auch in Offshore Windparks auf hoher See aufgestellt werden und diese Rotorblätter durchaus vermehrt orkanartigen Stürmen ausgesetzt sein können, sind sowohl die Rotorblätter als auch die Verbindung zwischen Rotorblatt und Nabe erhöhten wechselnden Belastungen ausgesetzt. Bei den, im Laufe der ständigen Weiterentwicklung immer größer werdenden Rotorblättern, welche in der Regel aus faserverstärkten Kunststoff gefertigt sind, treten an der Befestigungsstelle des Rotorblattes mit der zur Nabe sehr große Kräfte auf. Diese Kräfte sind im wesentlichen auf die auftretenden Biegemomente infolge des aerodynamisch erzeugten Auftriebs, auf den Staudruck des anliegenden Windes und auf das Eigengewicht der Rotorblätter zurückzuführen. Die als Rotorblattanschluss bezeichnete Befestigungsstelle von Rotorblatt und Nabe hat nun die Aufgabe diese ständig wechselnden Scher-, Biege- und Torsionsbelastungen sicher und langdauernd aufzunehmen. Der Dauerfestigkeit an dieser Stelle kommt daher eine herausragende Bedeutung zu. Auf der einen Seite besteht hier die Forderung immer leichter zu bauen und auf der anderen Seite die Bruchfestigkeit weiter zu erhöhen. So darf es keinesfalls passieren, das Rotorblätter brechen und diese oder Teile davon, vor allem bei Aufstellungsorten in der Nähe von Besiedelungen, durch Stürme durch die Luft transportiert werden können. The current state of the art includes wind turbines for power generation with priority horizontal axis of rotation are attached to a hub usually three rotor blades. The further development of wind turbines is characterized by a constant increase in efficiency, in particular by a significant increase in the electrical power generated. The possible power of a wind turbine here depends directly on the diameter of the rotor and thus directly on the size of the rotor blades attached to the hub. As wind turbines are increasingly being installed in offshore wind farms on the high seas and these rotor blades can be increasingly exposed to hurricane-like storms, both the rotor blades and the connection between the rotor blade and the hub are subject to increased alternating loads. When, in the course of continuous development ever-increasing rotor blades, which are usually made of fiber-reinforced plastic, occur at the attachment point of the rotor blade with the hub to the very large forces. These forces are mainly due to the bending moments occurring due to the aerodynamically generated buoyancy, the dynamic pressure of the adjacent wind and the weight of the rotor blades. The designated as rotor blade attachment point of rotor blade and hub now has the task of these constantly changing shear, bending and torsional loads safely and long lasting record. The fatigue strength at this point is therefore of paramount importance. On the one hand, the demand is always easier to build and on the other hand to further increase the breaking strength. So it must not happen, the rotor blades break and these or parts of them, especially at sites near colonization, can be transported by storms through the air.

Zur Ausbildung des Rotorblattanschlusses sind aus dem Stand der Technik eine Reihe verschiedener Lösungsansätze bekannt. Allen gebräuchlichen Lösungen ist gemeinsam, dass im zumeist kreisrunden oder gegebenenfalls auch elliptischen, flanschartigen Ende des Rotorblatts in axialer Richtung kreisringartig mit einer Serie von mehr oder minder groß dimensionierten Gewindebolzen im Rotorblatt angeordnet und verankert werden. Durch diese Gewindebolzen kann dann das Rotorblatt mit der Nabe bzw. mit dem Blattlager mechanisch fest verbunden werden. Die bisherigen technischen Lösungen unterscheiden sich hierbei im wesentlichen in der Art und Weise der Befestigung der einzelnen Gewindebolzen im Rotorblatt.To form the rotor blade connection, a number of different approaches are known from the prior art. All common solutions have in common that are arranged and anchored in the axial direction annularly with a series of more or less large-sized threaded bolt in the rotor blade in the mostly circular or possibly elliptical, flange-like end of the rotor blade. By means of these threaded bolts, the rotor blade can then be mechanically firmly connected to the hub or to the blade bearing. The previous technical solutions differ essentially in the manner of attachment of the individual threaded bolt in the rotor blade.

So besteht, wie beispielsweise in WO 01/42647 A3 beschrieben, eine weit verbreitete technische Lösung in der kreisringartig angeordneten Verschraubung der Gewindebolzen in Querbolzen, welche in radialen Bohrungen rechtwinklig zur Achse des Rotorblatts eingebracht sind. Diese technisch zunächst einfach erscheinende Lösung hat aber den Nachteil, dass zur Aufnahme der Querbolzen im Fußbereich des Rotorblattes materialmäßig sehr dicke Laminate notwendig sind, wodurch das Gewicht des Rotorblattes und auch die Material- und Herstellungskosten steigen. Ebenfalls von Nachteil ist, dass der sogenannte Fußbereich des Rotorblattes durch die radialen Bohrungen geschwächt wird und zudem der Faserverbund erheblich unterbrochen wird, wodurch die Belastungsfähigkeit des Rotorblattanschlusses insgesamt wieder abnimmt. Um die Belastungsfähigkeit derartiger Rotorblattanschlüsse trotzdem weiter erhöhen zu können werden die Verschraubungen mit den Querbolzen auch teilweise in 2 Reihen ausgeführt. Ein solches Beispiel ist in DE 197 33 72 A1 ausgeführt. Diese Bauweise erhöht aber nochmals die erforderliche Materialstärke im Rotorblattfuß und damit verbunden das Gewicht und die Material- und Herstellungskosten.So exists, such as in WO 01/42647 A3 described a widespread technical solution in the annularly arranged screw connection of the threaded bolt in transverse bolts, which are introduced in radial bores at right angles to the axis of the rotor blade. However, this solution, which initially appears technically simple, has the disadvantage that very thick laminates are required to accommodate the transverse bolts in the foot region of the rotor blade, which increases the weight of the rotor blade and also the material and manufacturing costs. Another disadvantage is that the so-called foot of the rotor blade is weakened by the radial holes and also the fiber composite is significantly interrupted, whereby the load capacity of the rotor blade connection decreases overall again. In order to be able to increase the load capacity of such rotor blade connections still further, the screw connections with the transverse bolts are also partially carried out in 2 rows. One such example is in DE 197 33 72 A1 executed. However, this design increases again the required material thickness in the rotor blade foot and the associated weight and material and manufacturing costs.

Eine weitere verbreitete Möglichkeit in der Ausgestaltung von Rotorblattanschlüssen besteht in der Verwendung von metallischen kreisringartig angeordneten Inserts, welche in das Laminat des Rotorblattes selbst eingebettet sind. In die, in axialer Richtung zum Rotorblatt ausgerichteten Inserts werden die Gewindebolzen zur späteren Montage mit der Nabe geschraubt. Die Einbettung der Inserts in das Laminat des Rotorblattes erfolgt, je nach Lösung durch Einkleben oder Einlaminieren. Eine solche Lösung wird in DE 60 2004 008 070 T2 vorgestellt. Hierbei werden eine Vielzahl von metallischen Inserts mit zylindrischer Grundform, welche zur Verminderung von Spannungskonzentrationen verjüngt ausgeführt sind, direkt mit dem Laminat des Rotorblattes verbunden. Die Lastübertragung erfolgt hierbei ausschließlich über die jeweils verklebte Fläche zwischen den einzelnen Inserts und dem Laminat des Rotorblattes.Another common possibility in the design of rotor blade connections is the use of metal annular arranged inserts, which are embedded in the laminate of the rotor blade itself. In the aligned in the axial direction of the rotor blade inserts, the threaded bolts are screwed for later assembly with the hub. The embedding of the inserts in the laminate of the rotor blade takes place, depending on the solution by gluing or lamination. Such a solution will be in DE 60 2004 008 070 T2 presented. In this case, a plurality of metallic inserts with a cylindrical basic shape, which are designed to reduce concentrations of stress tapered, connected directly to the laminate of the rotor blade. The load transfer takes place exclusively via the respective glued surface between the individual inserts and the laminate of the rotor blade.

Dies ist von erheblichem Nachteil da kein direkter Formschluss zwischen metallischem Insert und faserverstärkten Kunststoff besteht. Hierdurch ist es möglich, dass die Verklebung infolge ständig wechselnder dynamischer Belastung oder Alterung plötzlich versagt. Es wird in dieser technischen Lösung zwar auf eine mögliche Gestaltung der Außenfläche des Inserts mit Widerhaken oder zusätzlichen radialen Flaschen hingewiesen, jedoch wird eine glatte Außenfläche eindeutig bevorzugt. Dies hat den Grund, dass sich das Laminat des Rotorblattes nur schwer an Formschlusselemente des Inserts anschmiegt und mit herkömmlichen Methoden es kaum möglich ist eine Vielzahl von geeigneten Formschlusselementen effizient und kostengünstig herzustellen.This is a considerable disadvantage since there is no direct positive connection between the metallic insert and the fiber-reinforced plastic. This makes it possible that the bond suddenly fails due to constantly changing dynamic load or aging. Although it is pointed out in this technical solution on a possible design of the outer surface of the insert with barbs or additional radial bottles, but a smooth outer surface is clearly preferred. This has the reason that the laminate of the rotor blade is difficult to conform to form-fitting elements of the insert and with conventional methods, it is hardly possible to produce a variety of suitable form-locking elements efficiently and inexpensively.

Eine weitere ähnliche Lösung wird in DE 10 2008 021 498 A1 beschrieben. In diesem Fall besitzen die metallischen Inserts einen rechteckigen Grundquerschnitt und sind ebenfalls sich verjüngend ausgeführt. Die Kraftübertragung erfolgt, wie in der vorher beschriebenen Lösung lediglich über die verklebte Fläche zwischen Insert und faserverstärkten Kunststoff. Möglichkeiten zur Erzeugung eines zusätzlichen Formschlusses sind in dieser Erfindung nicht vorgesehen.Another similar solution will be in DE 10 2008 021 498 A1 described. In this case, the metallic inserts have a rectangular base cross-section and are also tapered. The power transmission takes place, as in the solution described above, only over the bonded area between the insert and fiber-reinforced plastic. Options for generating an additional positive connection are not provided in this invention.

Im US-Patent Nr. 4,420,354 werden eine Reihe von vorgefertigten Harzmuffen, in welche ein metallischer Bolzen eingebettet sind, in jeweils relativ große axialen Bohrungen im Inneren der Rotorblattsegmente eingeklebt. Durch die Bohrung wird der Querschnitt des Rotorblattes wesentlich geschwächt, wodurch mehr Material eingesetzt werden muss und somit das Gewicht und die Kosten für das Rotorblatt wiederum steigen. Auch hier kann durchaus ein plötzliches und katastrophales Versagen der Klebverbindung auftreten.in the U.S. Patent No. 4,420,354 For example, a series of prefabricated resin sleeves, in which a metallic bolt are embedded, are glued into respective relatively large axial bores in the interior of the rotor blade segments. Through the hole, the cross-section of the rotor blade is significantly weakened, whereby more material must be used and thus increase the weight and the cost of the rotor blade turn. Again, quite a sudden and catastrophic failure of the bond can occur.

Im US-Patent 4,915,590 werden kreisringartig eine Serie von Stangen aus faserverstärkten Kunststoff in metallische Endstücke eingeklebt. Die metallischen Endstücke dienen zur Aufnahme von Gewindebolzen. Die Stangen werden an Ihren Enden durch Einlaminieren mit dem faserverstärkten Kunststoff des Rotorblattes verbunden. Die übertragbaren Kräfte sind bei diesem Aufbau relativ klein, da die verklebte Fläche zwischen Stange und metallischen Endstücke relativ klein ist. Außerdem kann es auch mit dieser Variante zu einem plötzlichen und katastrophalen versagen der Vielzahl von einzelnen Klebverbindungen kommen.in the U.S. Patent 4,915,590 a series of rods made of fiber-reinforced plastic are glued into metallic end pieces in a circular ring. The metallic end pieces serve to receive threaded bolts. The rods are connected at their ends by lamination with the fiber-reinforced plastic of the rotor blade. The transferable forces are relatively small in this structure, since the bonded surface between the rod and metallic end pieces is relatively small. Moreover, this variant can also lead to a sudden and catastrophic failure of the multiplicity of individual adhesive bonds.

Eine weitere Möglichkeit der Rotorblattbefestigung besteht in der Verwendung eines ringförmigen Flansches oder Inserts, welcher ungefähr den Durchmesser des Rotorblattfußes besitzt und im Ganzen durch Laminieren oder Verkleben mit dem Rotorblattkörper verbunden wird. In dem metallischen Flansch befinden sich dann die axialen Bohrungen zur Aufnahme einer Reihe von Gewindebolzen. Diese Methode ist für die immer größer werdenden Rotorblätter nicht mehr praktikabel einsetzbar, da der metallische Flansch dann einen Durchmesser von mehreren Metern haben muss und dadurch sehr schwer und teuer wird. Ein Beispiel hierzu zeigt DE 102 14 340 A1 . Das ringförmig ausgebildete Insert ist hierbei konisch ausgebildet und mit einem abgestuften äußeren Profil versehen. Dieses soll mit dem faserverstärkten Kunststoff, welcher durch gestufte und vernähte Laminatlagen ebenfalls ein Profil ausbilden eine formschlüssige Verbindung eingehen.Another possibility of rotor blade attachment is the use of an annular flange or insert which has approximately the diameter of the rotor blade root and as a whole is connected to the rotor blade body by lamination or gluing. In the metallic flange are then the axial holes for receiving a series of threaded bolts. This method is no longer practicable for the ever-increasing rotor blades, since the metallic flange must then have a diameter of several meters and thus becomes very heavy and expensive. An example shows DE 102 14 340 A1 , The ring-shaped insert is in this case conical and provided with a stepped outer profile. This is to form a positive connection with the fiber-reinforced plastic, which also form a profile by stepped and stitched laminate layers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein neuartiges laminiertes Rotorblatt für Windenergieanlagen zu schaffen, dass eine konstruktiv einfachere Befestigung von Rotorblättern an der Nabe bzw. auch eine Teilung von Rotorblättern in zwei oder mehrere Rotorblattteile ermöglicht, wobei die Befestigung eines Rotorblattes an der Nabe einer Windenergieanlage mit weniger Materialeinsatz als bisher erfolgen kann, der Befestigung alle Sicherheitsvorschriften erfüllt eine höhere Lebensdauer der Verbindung als bisher gewährleistet, kürzere Montagezeiten ermöglicht und dass Rotorblatt bzw. die Rotorblattteile kostengünstiger herstellbar sind.The invention is based on the object to provide a novel laminated rotor blade for wind turbines, that allows a structurally simpler attachment of rotor blades on the hub or a division of rotor blades into two or more rotor blade parts, wherein the attachment of a rotor blade to the hub of a wind turbine can be done with less use of materials than before, the attachment meets all safety requirements a longer life of the connection than previously guaranteed, allows shorter installation times and that rotor blade or the rotor blade parts are cheaper to produce.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen beschrieben. Das neuartige laminierte Rotorblatt 14 für Windenergieanlagen mit einem Befestigungssystem für Rotorblätter ist an der Rotornabe, wie an sich bekannt, mittels im Rotorblattfuß 15 eingearbeiteten Inserts 2 befestigt. Erfindungsgemäß sind hier allerdings im Rotorblattfuß 15 und/oder am Ende von Rotorblattteilen 16 ein oder mehrere neuartige Blattanschlusselemente 1 zentral, oder kreisringförmig verteilt oder in Belastungszentren verteilt angeordnet und mit der Nabe über an sich bekannte Verbindungsarten, wie zum Beispiel mittels einer Verschraubung, fest verbunden.The object is achieved by the features of the first claim. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent subclaims. The novel laminated rotor blade 14 for wind turbines with a mounting system for rotor blades is at the rotor hub, as is well known, by means in the rotor blade foot 15 integrated insert 2 attached. According to the invention, however, are here in the rotor blade foot 15 and / or at the end of rotor blade parts 16 one or more novel blade connection elements 1 centrally distributed or circular distributed or distributed in stress centers and with the hub via known per se connection types, such as by means of a screw, firmly connected.

Das Blattanschlusselement 1 besteht aus einem Insert 2 in dessen Inneren eine übliche innere Befestigungsmöglichkeit 3 ausgebildet ist. Solch eine innere Befestigungsmöglichkeit 3 kann zum Beispiel aus einem Innengewinde 11 bestehen, so dass das Rotorblatt 14 mit der Nabe verschraubt befestigt werden kann. In der Regel ist allerdings nicht nur ein Insert 2 im Rotorblatt 14, sondern es sind eine Vielzahl von Inserts 2 verteilt angeordnet. Das oder die Inserts 2 können dabei wahlweise sowohl einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. An oder in jedem Insert 2 sind jeweils ein oder mehrere Pultrusionsprofile 7 angeordnet und befestigt. Auf der äußeren Umfangsfläche des Inserts 2 sind spezielle Erhebungen oder Noppen 8 ausgebildet. Das Insert 2 und das oder die Pultrusionsprofile 7 sind mit mindestens einem geflochtenen Faser- oder Gewebeschlauch 9 umhüllt. Der umhüllende Faser- oder Gewebeschlauch 9 bildet mit den Erhebungen oder Noppen 8 des Inserts 2 eine feste Verankerung, die um so fester wird, je mehr der Faser- oder Gewebeschlauch 9 gestreckt. Das bedeutet, dieser wird auf Zug belastet, so das sich sein Durchmesser verringert und der Schlauch sich an das Insert 2 anlegt und dabei in die eingebrachte Struktur der Erhebungen- oder Noppen 8 eingreift. Der mit dem Insert 2 fest verankerte, bevorzugt geflochtene oder gewebte Faser- oder Gewebeschlauch 9 kann sich in beliebiger Länge in Richtung der Längsachse des Rotorblattes 14 erstrecken und mit dem faserverstärkten Kunststoff des Rotorblattes 14 mittels Einlaminieren in dessen Faserverbund verbunden werden. Von Vorteil ist es, wenn der Faser oder Gewebeschlauch 9 aus unidirektionalen Faserlagen hergestellt ist. Der Faser- oder Gewebeschlauch 9 ist dabei länger als das Insert 2 ausgebildet, dass bedeutet, dieser erstreckt sich noch ein Stück länger über den Insertkopf 5 hinaus in das Rotorblatt 14 hinein. Dabei ist das bzw. sind die Blattanschlusselemente 1 in das Rotorblatt 14 jeweils einlaminiert angeordnet; so dass ein dauerhafter fester Verbund zwischen Blattanschlusselement 1 und dem Laminat des Rotorblatts 14 entsteht. Die auf das Rotorblatt 14 insgesamt wirkenden Kräfte können hierdurch über einen großen, d. h. viel längeren Bereich als bisher möglich in das Faserverbundmaterial des Rotorblatts 14 eingebracht und verteilt werden. Mittels der reißfesten Faser- oder Gewebeschläuche 9 erfolgt eine gleichmäßige Einbindung aller angeordneten Inserts 2 und die Belastungsspitzen in den kritischen Punkten des gesamten Rotorblattes verringern sich erheblich. Letztlich können die auftretenden Kräfte die im Rotorblatt wirken einfacher als bisher in die Rotornabe abgeführt werden. Zur weiteren Verbesserung der Kraftübertragung ist es mit dem erfindungsgemäßen Blattanschlusselement 1 erstmals auch optimal möglich, die Kräfte innerhalb des Rotorblattes 14 direkt aus den Bereichen großer Belastung in den Lastträger 17 d. h. jeweils in den Obergurt 18 bzw. in den Untergurt 19 des Rotorblattholmes zu führen und mit diesen fest zu verbinden und kräftemäßig einzukoppeln. Auf diese Weise, vor allem mittels der Faser- oder Gewebeschläuche 9 können die Kraftflüsse vom Rotorblatt 14 zu den bevorzugt als Schraubverbindungen ausgeführten Befestigungen mit der Nabe direkt gesteuert und optimiert werden, wodurch sich ein erhebliches Potential zur Material- und Gewichtseinsparung bzw. eine erhöhte Belastbarkeit und längere Lebensdauer des gesamten Rotorblattes 14 ergibt.The leaf connection element 1 consists of an insert 2 in its interior a usual internal mounting option 3 is trained. Such an internal mounting option 3 can, for example, an internal thread 11 exist, so that the rotor blade 14 bolted to the hub can be attached. In general, however, not just an insert 2 in the rotor blade 14 but there are a variety of inserts 2 arranged distributed. The or the inserts 2 can optionally be formed both one-piece or multi-part. At or in each insert 2 are each one or more pultrusion profiles 7 arranged and fastened. On the outer peripheral surface of the insert 2 are special elevations or pimples 8th educated. The insert 2 and the pultrusion profile (s) 7 are with at least one braided fiber or fabric hose 9 envelops. The wrapping fiber or fabric tube 9 forms with the elevations or pimples 8th of the insert 2 a solid anchorage, which becomes stronger the more the fiber or fabric hose 9 stretched. This means that it is loaded to train, so that its diameter is reduced and the hose to the insert 2 applies and thereby in the introduced structure of the elevations or pimples 8th intervenes. The one with the insert 2 firmly anchored, preferably braided or woven fiber or fabric hose 9 can be any length in the direction of the longitudinal axis of the rotor blade 14 extend and with the fiber-reinforced plastic of the rotor blade 14 be connected by lamination in the fiber composite. It is advantageous if the fiber or fabric hose 9 is made of unidirectional fiber layers. The fiber or fabric hose 9 is longer than the insert 2 formed, that means, this extends a little longer over the insert head 5 out into the rotor blade 14 into it. This is or are the leaf connection elements 1 in the rotor blade 14 each arranged laminated; so that a permanent solid bond between leaf connection element 1 and the laminate of the rotor blade 14 arises. The on the rotor blade 14 As a result, forces acting in total can be transmitted over a large, ie much longer range, than hitherto possible into the fiber composite material of the rotor blade 14 be introduced and distributed. By means of tear-resistant fiber or fabric hoses 9 a uniform integration of all arranged inserts takes place 2 and the load peaks in the critical points of the entire rotor blade are significantly reduced. Ultimately, the forces that act in the rotor blade can be dissipated easier than previously in the rotor hub. To further improve the power transmission, it is with the blade connection element according to the invention 1 For the first time also optimally possible, the forces within the rotor blade 14 directly from the areas of heavy load in the load carrier 17 ie each in the upper chord 18 or in the lower chord 19 of Rotorblattholmes lead and connect with these firmly and coupled in terms of power. In this way, especially by means of fiber or fabric hoses 9 can the force flows from the rotor blade 14 to the preferred designed as screw fasteners with the hub directly controlled and optimized, resulting in a significant potential for material and weight savings and increased load capacity and longer life of the entire rotor blade 14 results.

Bevorzugt bestehen das bzw. die Inserts 2 des neuartigen Blattanschlusselements 1 aus einem Insertkörper 4 und einem Insertkopf 5. Im Insertkörper 4 oder im Insertkopf 5 ist eine innere Befestigungsmöglichkeit 3 ausgebildet. Am einfachsten lässt sich dies mittels eines Innengewindes 11 realisieren. Am oder im Insertkopf 5 ist ein Verbindungsbereich 6 ausgebildet, in den ein oder mehrere Pultrusionsprofile 7 eingelegt und oder befestigt sind. Das Insert 2 kann auch aus noch mehr Einzelteilen bestehen, ist aber vorzugsweise zweiteilig ausgeführt, wobei der Insertköper 4 bevorzugt eine zylindrische Grundform besitzt. Im Insertkörper 4 ist zentrisch eine Bohrung angeordnet, in der zum Beispiel ein Gewindebolzen zur Verschraubung mit der Rotornabe der Windenergieanlage eingesetzt wird. Das zweite Teil des Inserts 2 ist der Insertkopf 5 mit Innengewinde zur Befestigung des Gewindebolzens auf der Seite des Rotorblattes 14. Das Endstück ist hierbei in Richtung des Rotorblattes 14 verjüngt ausgeführt, so dass der geflochtene Faser- oder Gewebeschlauch 9 sich ebenfalls verjüngt und einen sanften Übergang zur Anbindung in das Laminat des Rotorblattes 14 bildet. Das Endstück des Insertkopfes 5 ist mit einem bevorzugt rechteckig ausgebildeten Flachprofil aus faserverstärkten Kunststoff, einem sogenannten Pultrusionsprofil 7 verbunden. Dieses Pultrusionsprofil 7 kann, je nachdem wie lang das gesamte Blattanschlusselement 1 werden soll, in beliebiger Länge ausgeführt werden. Das Pultrusionsprofil 7 dient hierbei zur Stabilisierung und Fixierung des geflochtenen Faser- oder Gewebeschlauches 9. Der geflochtene Faser- oder Gewebeschlauch 9 ist dadurch auch während des Einlaminierens in den eigentlichen Rotorblattkörper in seiner Lage definiert positioniert und gehalten und verringert damit die Zeitdauer der Herstellung des Rotorblattes 14 insgesamt.Preferably, the or the inserts exist 2 of the novel blade connection element 1 from an insert body 4 and an insert head 5 , In the insert body 4 or in the insert head 5 is an internal mounting option 3 educated. The easiest way to do this is by means of an internal thread 11 realize. On or in the insert head 5 is a connection area 6 formed in the one or more pultrusion profiles 7 inserted and or are attached. The insert 2 can also consist of even more items, but is preferably designed in two parts, wherein the Insertköper 4 preferably has a cylindrical basic shape. In the insert body 4 Centric a bore is arranged in which, for example, a threaded bolt is used for screwing to the rotor hub of the wind turbine. The second part of the insert 2 is the insert head 5 with internal thread for fastening the threaded bolt on the side of the rotor blade 14 , The tail is here in the direction of the rotor blade 14 tapered so that the braided fiber or fabric hose 9 also tapered and a smooth transition to the connection in the laminate of the rotor blade 14 forms. The end piece of the insert head 5 is with a preferably rectangular flat profile made of fiber-reinforced plastic, a so-called Pultrusionsprofil 7 connected. This pultrusion profile 7 can, depending on how long the entire leaf connection element 1 should be executed in any length. The pultrusion profile 7 serves to stabilize and fix the braided fiber or fabric tube 9 , The braided fiber or fabric hose 9 As a result, it is also positioned and held in its position in a defined manner during lamination into the actual rotor blade body, thereby reducing the duration of manufacture of the rotor blade 14 all in all.

Am kostengünstigsten ist es, wenn das gesamte Insert 2 oder wenigstens der Insertkörper 4 bei geteilt ausgeführtem Insert 2 des Blattanschlusselements 1 aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist.It is most cost effective if the entire insert 2 or at least the insert body 4 with split executed insert 2 of the blade connection element 1 is formed of a metallic material.

Bevorzugt ist der Querschnitt des Inserts 2 des Blattanschlusselements 1 kreisringförmig und/oder elliptisch ringförmig ausgebildet, so dass der Faser- oder Gewebeschlauch 9 sich optimal auf die Umfangsfläche des Inserts 2 anlegen kann.The cross section of the insert is preferred 2 of the blade connection element 1 annular and / or elliptical ring-shaped, so that the fiber or fabric tube 9 optimally on the peripheral surface of the insert 2 can create.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Blattanschlusselement 1 ermöglicht in neuartiger Art und Weise auch eine ständige Überwachung des Rotorblattes 14 gegen Blattrisse. Hierzu sind im Faser- oder Gewebeschlauch 9 ein oder mehrere Sensoren, wie Fasersensoren, Piezoelemente oder Dehnungsmessstreifen zur Lastmessung eingelegt. Dadurch können Blattschäden frühzeitig erkannt und Schäden vermieden bzw. rechtzeitig behoben werden.The inventive embodiment of the blade connection element 1 allows in a novel way, a constant monitoring of the rotor blade 14 against leaf tears. These are in the fiber or fabric hose 9 one or more sensors, such as fiber sensors, piezo elements or strain gauges for load measurement inserted. As a result, leaf damage can be detected early and damage can be avoided or remedied in good time.

Wahlweise kann das Blattanschlusselement 1 auch so ausgeführt werden, dass der Faser- oder Gewebeschlauch 9 eines oder mehrere Inserts 2 sich entweder nur über ein Teilstück oder über die gesamte Länge des Rotorblattes 14 erstreckt und in diesem einlaminiert angeordnet sind. Der Faser- oder Gewebeschlauch 9 wirkt dabei jeweils als Zugelement welches die Kräfte über seine Länge gleichmäßig im Rotorblatt 14 verteilt und einleitet.Optionally, the blade connection element 1 also be designed so that the fiber or fabric hose 9 one or more inserts 2 either only over a section or over the entire length of the rotor blade 14 extends and are arranged laminated in this. The fiber or fabric hose 9 In each case acts as a tension element which uniformly distributes the forces over its length in the rotor blade 14 distributed and initiated.

Von Vorteil ist es, wenn beim erfindungsgemäßen Blattanschlusselement 1 sich der/die Faser- oder Gewebeschlauch/schläuche 9 eines oder aller angeordneten Inserts 2 sich über die gesamte Länge des Rotorblattes 14 oder des Rotorblattteiles 16 geradlinig, verdrillt oder sich überkreuzend erstrecken und im Rotorblatt 14 oder den Rotorblattteilen 16 einlaminiert angeordnet sind. Durch diese Ausbildung lässt sich die Biegesteifigkeit, die Torsionsbeständigkeit und die Festigkeit des Rotorblattes 14 oder des Rotorblattteiles 16 weiter erhöhen. Generell ist es auch möglich, dass der und/oder die Faser- oder Gewebeschläuche 9 in mehreren Lagen angeordnet sind. So können die einzelnen Lagen von Innen nach Außen immer kürzer ausgeführt werden, wodurch der Faser- oder Gewebeschlauchverbund sich nahezu über seine gesamte Länge verjüngt und somit eine gerichtete und gestufte Krafteinleitung innerhalb des Rotorblattlaminats gewährleistet werden kann. Zusätzlich können einzelne oder alle Lagen des/der Faser- oder Gewebeschläuche 9 in Umfangsrichtung mit elastischen und/oder tränkbaren Haltefäden versehen sein, wodurch sich die Lagen gut am metallischen Insert 2 und dem Pultrusionsprofil 7 anschmiegen und die Blattanschlusselemente 1 fixiert werden. Solche Haltefäden sind dann beispielsweise ringförmig ausgebildet und in gewissen frei wählbaren Abständen, den Faser- oder Gewebeschlauch 9 umschließend, über seine Länge teilweise oder ganz verteilt. Hierdurch wird die Handhabbarkeit der Blattanschlusselemente 1 bei der Montage im Rotorblatt 14 oder Rotorblattteil 16 bzw. vor der Tränkung und Aushärtung mit Harz verbessert. It is advantageous if in the blade connection element according to the invention 1 the fiber or fabric hose (s) 9 one or all arranged inserts 2 over the entire length of the rotor blade 14 or the rotor blade part 16 straight, twisted or crossing over and in the rotor blade 14 or the rotor blade parts 16 laminated are arranged. This design allows the bending stiffness, the torsional resistance and the strength of the rotor blade 14 or the rotor blade part 16 continue to increase. Generally, it is also possible that the and / or the fiber or fabric hoses 9 arranged in several layers. Thus, the individual layers can be made shorter and shorter from the inside to the outside, whereby the fiber or fabric tube composite tapers almost over its entire length and thus a directional and gradual introduction of force can be ensured within the rotor blade laminate. In addition, individual or all layers of the fiber or fabric hoses 9 be provided in the circumferential direction with elastic and / or soakable retaining threads, whereby the layers are good at the metallic insert 2 and the pultrusion profile 7 nestle and the leaf connection elements 1 be fixed. Such holding threads are then, for example, ring-shaped and at certain freely selectable intervals, the fiber or fabric tube 9 enclosing, over its length partially or completely distributed. This makes the handling of the blade connection elements 1 during assembly in the rotor blade 14 or rotor blade part 16 or improved before impregnation and curing with resin.

Es ist auch möglich, dass das Rotorblatt 14 geteilt ausgeführt ist und die Rotorblattteile 16 untereinander mittels in den Rotorblattteilen 16 sich gegenüberliegend angeordneten erfindungsgemäßen Blattanschlusselementen 1 verbunden ausgeführt sind. Dadurch ist es möglich sowohl den Transport an den jeweils in der Regel exponierten Einsatzort (zum Beispiel Hochseestandort) als auch die Montage mit erheblich weniger Aufwand und kleineren technischen Hilfsmitteln ausführen zu können, was diesen Kostenfaktor erheblich verringert.It is also possible that the rotor blade 14 is executed divided and the rotor blade parts 16 with each other by means of the rotor blade parts 16 oppositely arranged blade connection elements according to the invention 1 are executed connected. This makes it possible to carry out both the transport to the usually exposed site (for example, high sea location) and the assembly with significantly less effort and smaller technical resources, which significantly reduces this cost factor.

In einer bestimmten Variante des Blattanschlusselementes 1 erstrecken sich die Pultrusionsprofile 7 über die gesamte Länge des Rotorblatts 14 oder des Rotorblattteils 16 von Insertkopf 5 bis zum Rotorblattende bzw. von Insertkopf 5 bis Insertkopf 5. Dadurch lasst sich die Steifigkeit des Rotorblattes 14 oder des Rotorblattteiles 16 weiter erhöhen.In a particular variant of the blade connection element 1 extend the pultrusion profiles 7 over the entire length of the rotor blade 14 or the rotor blade part 16 from insert head 5 up to the rotor blade end or from the insert head 5 to insert head 5 , This leaves the rigidity of the rotor blade 14 or the rotor blade part 16 continue to increase.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn beim Blattanschlusselement 1 die Form und Dimensionierung der Erhebungen oder Noppen 8 mit den Maschengrößen bzw. Maschenweiten des Faser- oder Gewebeschlauches 9 aufeinander abgestimmt ausgebildet sind. It is particularly advantageous if the leaf connection element 1 the shape and dimensions of the elevations or pimples 8th with the mesh sizes or mesh sizes of the fiber or fabric tube 9 formed coordinated with each other.

Die erfindungsgemäße Struktur der Erhebungen oder Noppen 8 auf der äußeren Umfangsfläche des Inserts 2 kann auf besonders effiziente und kostengünstige Weise durch das bekannte Verfahren des Wälzfräsens hergestellt werden. Das an sich bekannte Wälzfräsen zählt zu den kontinuierlich arbeitenden Spanungsverfahren und ist sehr flexibel und hochproduktiv. Nach dem Stand der Technik werden durch dieses Verfahren vorwiegend Außenverzahnungen an Zahnrädern hergestellt. Hierbei ist der Wälzfräser zylindrisch und gewindeartig ausgeführt. Während der Wälzbewegung drehen sich Wälzfräser und Werkstück. Die Schnittbewegung wird von einem umlaufenden Fräser ausgeführt. Fräser und Werkstück bewegen sich relativ zueinander, in Richtung der Werkstückachse, während gleichzeitig die Wälzbewegung ausgeführt wird. Je nach Ausführung des Fräsers und dessen Anstellwinkel können die Zähne bzw. die Nuten am Werkstück mit beliebigem Schrägungswinkel hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Struktur der Erhebungen oder Noppen 8 bei einem bevorzugt metallischen Insert 2 wird so hergestellt, dass die Verzahnung bzw. die Nuten in zwei gegenläufigen Schrägungswinkeln in die zylindrische Grundform des Inserts 2 eingefräst werden. Eine optimale Verankerung des Faserschlauchs mit der hergestellten Struktur wird erreicht, wenn gegenläufige Schrägungswinkel der Erhebungen und Noppen 8 von plus 45° und minus 45° bezogen auf die Achse des Inserts 2 eingesetzt werden. Jedoch können zur Anpassung von Faser- und Gewebeschlauch 9 und der Struktur der Erhebungen und Noppen 8 auch andere Schrägungswinkel hergestellt werden.The inventive structure of the elevations or nubs 8th on the outer peripheral surface of the insert 2 can be produced in a particularly efficient and cost-effective manner by the known method of hobbing. The hobbing machine known per se is one of the continuous machining methods and is very flexible and highly productive. According to the state of the art, this process mainly produces external toothings on toothed wheels. Here, the hob is cylindrical and thread-like executed. During the rolling movement, the hob and the workpiece rotate. The cutting movement is performed by a rotating cutter. Milling cutter and workpiece move relative to each other, in the direction of the workpiece axis, while at the same time the rolling movement is performed. Depending on the design of the milling cutter and its angle of attack, the teeth or the grooves can be made on the workpiece with any helix angle. The inventive structure of the elevations or nubs 8th in a preferred metallic insert 2 is made so that the teeth or the grooves in two opposite helix angles in the cylindrical basic shape of the insert 2 are milled. An optimal anchoring of the fiber tube with the fabricated structure is achieved when opposing helix angles of the projections and nubs 8th from plus 45 ° and minus 45 ° with respect to the axis of the insert 2 be used. However, for adaptation of fiber and fabric hose 9 and the structure of the elevations and pimples 8th also other helix angles are produced.

Die Größe, Form und die Zwischenräume der Erhebungen oder Noppen 8 können durch die entsprechende Form des Wälzfräsers so hergestellt werden, dass sich die Faserbündel und deren Kreuzungspunkte des geflochtenen Faser- und Gewebeschlauches 9 optimal in die Oberflächenstruktur des Inserts 2 einpassen lassen, so dass eine hohe Zugfestigkeit bei Belastung ausgebildet werden kann. Die Form, Lage und Ausrichtung der Erhebungen oder Noppen 8 ist hierbei so ausgestaltet, dass der geflochtene Faser- oder Gewebeschlauch 9 sich in die Zwischenräume der Erhebungen und Noppen einschmiegt und somit einen formschlüssigen und festen Verbund bilden. Die geflochtene Anordnung der Fasern bewirkt, dass sich der Schlauch unter axialer Zugbeanspruchung in radialer Richtung zusammenzieht und somit die Verbindung zum Insert 2 noch fester wird.The size, shape and spaces of the elevations or pimples 8th can be made by the corresponding shape of the hob so that the fiber bundles and their crossing points of the braided fiber and fabric tube 9 optimal in the surface structure of the insert 2 let fit, so that a high tensile strength can be formed under load. The shape, position and orientation of the elevations or pimples 8th is here designed so that the braided fiber or fabric hose 9 snuggles into the interstices of the elevations and nubs and thus form a positive and firm bond. The braided arrangement of the fibers causes the tube to contract in the radial direction under axial tensile stress and thus the connection to the insert 2 even stronger.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt: eine perspektivische Darstellung eines Blattanschlusselementes 1 mit teilweise angeschnitten dargestellten geflochtenen Faser- und Gewebeschlauch 9 1 shows: a perspective view of a blade connection element 1 with partially cut shown braided fiber and fabric hose 9

2 zeigt: eine perspektivische Darstellung der einzelnen Komponenten eines Inserts 2 mit angeschlossenen Pultrusionsprofil 7 2 shows: a perspective view of the individual components of an insert 2 with connected pultrusion profile 7

3 zeigt: eine Schnittdarstellung eines Inserts 2 mit Pultrusionsprofil 7 und Faser- und Gewebeschlauch 9 3 shows: a sectional view of an insert 2 with pultrusion profile 7 and fiber and fabric hose 9

4 zeigt: ein gesamtes Blattanschlusselement 1 mit lang ausgeführten Faser- und Gewebeschlauch 9 4 shows: an entire leaf connection element 1 with long running fiber and fabric hose 9

5 zeigt: einen Rotorblattfuß 15 mit einer einreihigen Anordnung von Blattanschlusselementen 1 5 shows: a rotor blade foot 15 with a single-row arrangement of blade connection elements 1

6 zeigt: einen Rotorblattfuß 15 mit einer zweireihigen Anordnung von Blattanschlusselementen 1 6 shows: a rotor blade foot 15 with a double row arrangement of blade connection elements 1

7 zeigt: einen Rotorblattfuß 15 mit einem damit verbundenen Lastträger 17 7 shows: a rotor blade foot 15 with an associated load carrier 17

8 zeigt: ein geteiltes Rotorblatt 14 bestehend aus zwei Rotorblattteilen 16 mit innen einlaminierten Blattanschlusselementen 1 und eine Detailansicht 8th shows: a split rotor blade 14 consisting of two rotor blade parts 16 with laminated leaf connection elements inside 1 and a detailed view

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Blattanschlusselement 1 perspektivisch und mit einem teilweise 3 angeschnitten dargestellten geflochtenen Faser- oder Gewebeschlauch 9 dargestellt. Im Ausführungsbeispiel besteht das Verbindungselement 1 aus dem metallischen Insert 2. Das metallische Insert 2 besteht aus Insertkörper 4 und Insertkopf 5. Auf der äußeren Umfangsfläche des Insertkörpers 4 ist eine Struktur aus Erhebungen oder Noppen 8 eingebracht, welche durch Wälzfräsen mit zwei gegenläufigen Schrägungswinkeln von plus 45° und minus 45° hergestellt worden ist. Die Form, Größe und Ausrichtung der Erhebungen oder Noppen 8 ist hierbei so gewählt, dass sich die Faserbündel und Kreuzungspunkte des geflochtenen Faser- oder Gewebeschlauches 9 in das metallische Insert 2 einschmiegen und damit fest verankern. Der Insertkopf 5 ist mit dem metallischen Insert 2 verbunden und verjüngt sich in axialer Richtung des Blattanschlusselementes 1. Der geflochtene Faser- oder Gewebeschlauch 9 ist mit dem metallischen Insert 2 und seinen Erhebungen oder Noppen 8 verankert und schmiegt sich entlang des Endstückes 4 und weiter über das gesamte Blattanschlusselement 1 an. Der geflochtene Faser- oder Gewebeschlauch 9 ist hierbei besonders gut geeignet, da dieser in der Lage ist sich an die gewählte runde Zylindermantelartige Kontur perfekt anzupassen und sich in die Vertiefungen einlegt. Hierzu wird dieser einfach in axialer Richtung gestreckt, wodurch er sich in radialer Richtung zusammenzieht.In 1 is an inventive blade connection element 1 in perspective and with a partial 3 shown braided fiber or fabric hose shown 9 shown. In the exemplary embodiment, the connecting element 1 from the metallic insert 2 , The metallic insert 2 consists of insert body 4 and insert head 5 , On the outer peripheral surface of the insert body 4 is a structure of elevations or pimples 8th introduced by hobbing with two opposing helix angles of plus 45 ° and minus 45 °. The shape, size and orientation of the elevations or pimples 8th is chosen so that the fiber bundles and crossing points of the braided fiber or fabric tube 9 into the metallic insert 2 nestle and anchor it firmly. The insert head 5 is with the metallic insert 2 connected and tapers in the axial direction of the blade connection element 1 , The braided fiber or fabric hose 9 is with the metallic insert 2 and its elevations or pimples 8th anchored and nestles along the tail 4 and further over the entire blade connection element 1 at. The braided fiber or fabric hose 9 This is particularly well suited because it is able to perfectly adapt to the selected round cylinder jacket-like contour and inserts itself into the recesses. For this purpose, this is simply stretched in the axial direction, whereby it contracts in the radial direction.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes Blattanschlusselement 1 perspektivisch ohne den geflochtenen oder gewebten Faser- oder Gewebeschlauch 9 dargestellt. Auf dem Insertkörper 4 des metallischen Inserts 2 sind die neuartigen Erhebungen oder Noppen 8 in der Art von vierseitigen prismatischen Noppen eingebracht. Dabei ist der metallische Insertkopf 5 so ausgebildet, dass er sich konisch in axialer Richtung verjüngt. Neben der Verjüngung des Insertkopfes 5 ist zugleich eine Abflachung des Querschnittes angeordnet, so dass sich sein Endstück einer im Querschnitt rechteckigen, flachen Grundform annähert. Auf diese Weise ist ein sanfter Übergang von Endstück 4 zum rechteckigen, flachen Querschnitt des bevorzugt eingesetzten Pultrusionsprofils 7 ausgebildet. Der metallische Insertkopf 5 und das Pultrusionsprofil 7 sind miteinander über geeignete übliche Verbindungen miteinander verbunden. Hier ist zum Beispiel die Verbindung als Klebeverbindung ausgeführt.In 2 is an inventive blade connection element 1 in perspective without the braided or woven fiber or fabric tube 9 shown. On the insert body 4 of the metallic insert 2 are the novel elevations or pimples 8th introduced in the manner of four-sided prismatic knobs. Here is the metallic insert head 5 designed so that it tapers conically in the axial direction. In addition to the taper of the insert head 5 At the same time, a flattening of the cross section is arranged, so that its end piece approximates a flat, basic shape which is rectangular in cross section. In this way is a smooth transition from tail 4 to the rectangular, flat cross section of the pultrusion profile preferably used 7 educated. The metallic insert head 5 and the pultrusion profile 7 are connected to each other via suitable common connections. Here, for example, the compound is designed as an adhesive connection.

In 3 ist eine Schnittdarstellung durch ein rotationssymmetrisches Insert 2 mit Pultrusionsprofil 7 und Faser- oder Gewebeschlauch 9 gezeigt. Im Insertkörper 4 ist eine Bohrung 10 eingebracht. Im Insertkopf 5 ist hier im Ausführungsbeispiel als innere Befestigungsmöglichkeit 3 ein Innengewinde 11 angeordnet, in die ein Gewindebolzen eingreift und mit dem das gesamte Blattanschlusselement 1 mit der Nabe verschraubt werden kann. Außen auf dem Insertkörpermantel sind die Erhebungen oder Noppen 8 eingefräst. Im sich verjüngenden Teil des Insertkopfes 5 ist das flache bandförmige Pultrusionsprofil 7 im Verbindungsbereich 6 eingeklebt. Es ist aber hier auch eine andere Befestigung im Verbindungsbereich 6, zum Beispiel mit einem quer angeordneten Stift möglich. Über den Insertkörper 4, den Insertkopf 5 und das Pultrusionsprofil ist der Faser- oder Gewebeschlauch 9 geschoben. Indem dieser axial gestreckt wird (es wir eine Zugbelastung an den Faser- oder Gewebeschlauch angelegt), verringert sich der Durchmesser radial so weit, bis sich der Faser- oder Gewebeschlauch 9 fest an die Oberfläche der Einzelteile des Blattanschlusselementes 1 an und das Blattanschlusselement 1 kann in das Rotorblatt 14 oder den Rotorblattteil 16 einlaminiert werden.In 3 is a sectional view through a rotationally symmetric insert 2 with pultrusion profile 7 and fiber or fabric hose 9 shown. In the insert body 4 is a hole 10 brought in. In the insert head 5 is here in the embodiment as an internal mounting option 3 an internal thread 11 arranged, in which a threaded bolt engages and with which the entire blade connection element 1 can be bolted to the hub. Outside on the insert body shell are the elevations or nubs 8th milled. In the tapered part of the insert head 5 is the flat band-shaped pultrusion profile 7 in the connection area 6 glued. But here is another attachment in the connection area 6 , for example, with a transversely arranged pin possible. About the insert body 4 , the insert head 5 and the pultrusion profile is the fiber or fabric tube 9 pushed. As this is stretched axially (it applies a tensile load to the fiber or fabric tube), the diameter decreases radially as far as the fiber or fabric tube 9 firmly to the surface of the individual parts of the blade connection element 1 on and the blade connection element 1 can in the rotor blade 14 or the rotor blade part 16 be laminated.

In 4 ist ein noch einmal ein gesamtes Blattanschlusselement 1 mit lang ausgeführten Faser- oder Gewebeschlauch 9 und innenliegenden Insertkörper 2 und sich daran anschließenden Pultrusionsprofil 7 fertig zum Einlaminieren in das Rotorblatt 14 gezeigt. 5 bildet einen Rotorblattfuß 15 ab, bei dem die erfindungsgemäßen Blattanschlusselemente 1 in einen einreihigen Kreisringanordnung 13 nahe dem Außendurchmesser eines Rotorblattfußes 15 angeordnet sind. Auf Grund der guten Krafteinleitung mittels der Blattanschlusselemente 1 über die Faser- oder Gewebeschläuche 9 in das Rotorblatt 14 kann die Befestigung an der Rotornabe im Gegensatz zu den bisher bekannten Lösungen mit einer größeren Zahl von kleiner dimensionierten Gewindebolzen erfolgen. Zudem muss das Laminat im Bereich des Rotorblattfußes 15 nicht mehr so dick ausgeführt werden, was insgesamt zu einer Kostenreduzierung führt. Eine andere mögliche Ausführung der Befestigung ist in 6 gezeigt, welche einen Rotorblattfuß 15 abbildet, bei dem eine zweireihige Kreisringanordnung 13 einer Vielzahl von Blattanschlusselementen 1 perspektivisch ohne die Laminatumhüllung dargestellt ist. In der Abbildung gemäß 7 ist ein Rotorblattfuß 15 mit einem damit verbundenen Lastträger 17 dargestellt. Der Lastträger 17 wird gebildet durch einen Obergurt 18 und einen Untergurt 19. der Obergurt ist mit dem Untergurt aus Festigkeitsgründen mit zwei sogenannten Schubstegen verbunden. So entsteht innen im Rotorblatt 14 ein Hohlraum der zur Gewichtseinsparung dient. Diese beiden Gurte 18 und 19 durchziehen im Inneren das Rotorblatt 14 und bewirken die erforderliche Torsionssteifigkeit und die Biegefestigkeit des Rotorblattes zur besseren Krafteinleitung in den Obergurt 18 und den Untergurt 19 sind ein Teil der Faser- oder Gewebeschläuche 9 unterschiedlich lang im Rotorblattfuß 15 ausgeführt. Ein Teil der Faser- oder Gewebeschläuche 9 ist sogar solang ausgeführt, dass diese bis in den Obergurt 18 bzw. den Untergurt 19 erstrecken. Dadurch kann der Kräftefluss vom Lastträger 17 über den Rotorblattfuß 15 und damit bis in die Rotornabe hinein besser als bisher verteilt werden. In 8 ist ein geteiltes Rotorblatt 14 bestehend aus zwei Rotorblattteilen 16 mit innen einlaminierten Blattanschlusselementen 1 und eine perspektivische Detailansicht gezeigt. Hier ist dargestellt wie beispielsweise zwei Rotorblattteile 16 mit den erfindungsgemäßen Blattanschlusselementen 1 untereinander verbunden werden können, indem diese in beiden Rotorblattteilen gegenüberliegend angeordnet und dann verbunden werden können. Auch hier erfolgt eine optimale Krafteinleitung in die beiden Rotorblattkörper so dass eine einfache, feste, zuverlässige und kostengünstige Verbindung entsteht.In 4 is another once an entire leaf connection element 1 with long running fiber or fabric hose 9 and internal insert body 2 and adjoining pultrusion profile 7 ready for lamination into the rotor blade 14 shown. 5 forms a rotor blade foot 15 from where the sheet connection elements according to the invention 1 into a single-row annulus arrangement 13 near the outer diameter of a rotor blade foot 15 are arranged. Due to the good force transmission by means of the blade connection elements 1 over the fiber or fabric hoses 9 in the rotor blade 14 can be attached to the rotor hub in the Contrary to the previously known solutions with a larger number of smaller sized threaded bolt done. In addition, the laminate must in the area of the rotor blade foot 15 no longer be made so thick, which leads to a total cost reduction. Another possible embodiment of the attachment is in 6 shown which a rotor blade foot 15 depicts a double row annulus arrangement 13 a plurality of blade connection elements 1 is shown in perspective without the Laminatumhüllung. In the picture according to 7 is a rotor blade foot 15 with an associated load carrier 17 shown. The load carrier 17 is formed by a top chord 18 and a bottom strap 19 , the upper belt is connected to the lower belt for reasons of strength with two so-called push bars. So arises inside in the rotor blade 14 a cavity that serves to save weight. These two straps 18 and 19 go through the rotor blade inside 14 and cause the required torsional stiffness and the bending strength of the rotor blade for better force introduction into the upper flange 18 and the lower chord 19 are part of the fiber or fabric hoses 9 different lengths in the rotor blade foot 15 executed. Part of the fiber or fabric hoses 9 is even executed as long as that up to the upper belt 18 or the lower chord 19 extend. This allows the flow of forces from the load carrier 17 over the rotor blade foot 15 and thus better distributed in the rotor hub than before. In 8th is a split rotor blade 14 consisting of two rotor blade parts 16 with laminated leaf connection elements inside 1 and a perspective detail view shown. Here is shown as for example two rotor blade parts 16 with the leaf connection elements according to the invention 1 can be interconnected by these can be arranged opposite in both rotor blade parts and then connected. Again, there is an optimal introduction of force in the two rotor blade body so that a simple, solid, reliable and cost-effective connection is created.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Blattanschlusselement Blade attachment element
22: Insert insert
33: Innere Befestigungsmöglichkeit Inner mounting option
44: Insertkörper insert body
55: Insertkopf insert head
66: Verbindungsbereich connecting area
77: Pultrusionsprofil pultrusion
88th: Erhebungen oder Noppen Elevations or pimples
99: Faser- oder Gewebeschlauch Fiber or fabric hose
1010: Bohrung drilling
1111: Innengewinde inner thread
1212: Schubstege load webs
1313: Kreisringanordnung Annular arrangement
1414: Rotorblatt rotor blade
1515: Rotorblattfuß Rotorblattfuß
1616: Rotorblattteil Rotor blade part
1717: Lastträger porters
1818: Obergurt upper chord
1919: Untergurt lower chord

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 01/42647 A3 [0004] WO 01/42647 A3 [0004]
DE 1973372 A1 [0004] DE 1973372 A1 [0004]
DE 602004008070 T2 [0005] DE 602004008070 T2 [0005]
DE 102008021498 A1 [0007] DE 102008021498 A1 [0007]
US 4420354 [0008] US 4420354 [0008]
US 4915590 [0009] US 4915590 [0009]
DE 10214340 A1 [0010] DE 10214340 A1 [0010]

Claims

Laminiertes Rotorblatt für Windenergieanlagen mit einem Befestigungssystem für Rotorblätter an der Rotornabe mittels eingearbeiteten Inserts im Rotorblattfuß, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotorblattfuß (15) und/oder am Ende von Rotorblattteilen (16) ein oder mehrere Blattanschlusselemente (1) zentral, oder kreisringförmig verteilt oder in Belastungszentren verteilt angeordnet sind, wobei das Blattanschlusselement (1) aus einem Insert (2) mit einer inneren Befestigungsmöglichkeit (3) besteht, das Insert (2) einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist, am oder im Insert (2) ein oder mehrere Pultrusionsprofile (7) angeordnet und befestigt sind, auf der äußeren Umfangsfläche des Inserts (2) Erhebungen oder Noppen (8) ausgebildet sind, das Insert (2) und das oder die Pultrusionsprofile (7) mit mindestens einem geflochtenen Faser- oder Gewebeschlauch (9) umhüllt sind, der Faser- oder Gewebeschlauch (9) länger als das Insert ausgebildet ist und dass das oder die Blattanschlusselemente (1) in das Rotorblatt (14) einlaminiert angeordnet sind.Laminated rotor blade for wind energy plants with a fastening system for rotor blades on the rotor hub by means of incorporated inserts in the rotor blade root, characterized in that in the rotor blade root ( 15 ) and / or at the end of rotor blade parts ( 16 ) one or more blade connection elements ( 1 ) are distributed centrally or circularly distributed or distributed in stress centers, wherein the blade connection element ( 1 ) from an insert ( 2 ) with an internal mounting option ( 3 ), the insert ( 2 ) is formed in one or more parts, on or in the insert ( 2 ) one or more pultrusion profiles ( 7 ) are arranged and fixed on the outer peripheral surface of the insert ( 2 ) Elevations or pimples ( 8th ), the insert ( 2 ) and the pultrusion profile (s) ( 7 ) with at least one braided fiber or fabric tube ( 9 ), the fiber or fabric hose ( 9 ) is formed longer than the insert and that the blade or the leaf connection elements ( 1 ) in the rotor blade ( 14 ) are arranged laminated.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Insert (2) aus Insertkörper (4) und Insertkopf (5) besteht, wobei im Insertkörper (4) oder im Insertkopf (5) eine innere Befestigungsmöglichkeit (3) ausgebildet ist, am oder im Insertkopf (5) ein Verbindungsbereich (6) ausgebildet ist in den ein oder mehrere Pultrusionsprofile (7) eingelegt und oder befestigt sind. Blade connection element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the insert ( 2 ) from insert body ( 4 ) and insert head ( 5 ), wherein in the insert body ( 4 ) or in the insert head ( 5 ) an internal mounting option ( 3 ) is formed on or in the insert head ( 5 ) a connection area ( 6 ) is formed in the one or more pultrusion profiles ( 7 ) are inserted and or fixed.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Insert (2) oder der Insertkörper (4) aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist. Blade connection element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the insert ( 2 ) or the insert body ( 4 ) is formed of a metallic material.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Inserts (2) kreisringförmig und/oder elliptisch ausgebildet ist.Blade connection element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the cross-section of the insert ( 2 ) is formed annular and / or elliptical.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Faser- oder Gewebeschlauch (6) ein oder mehrere Sensoren, wie Fasersensoren, Piezoelemente oder Dehnungsmessstreifen zur Lastmessung eingelegt sind. Blade connection element ( 1 ) according to claim 1 and 4, characterized in that in the fiber or fabric hose ( 6 ) one or more sensors, such as fiber sensors, piezo elements or strain gauges are inserted for load measurement.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Faser- oder Gewebeschlauch (9) eines oder mehrere Inserts (2) sich über ein Teilstück oder die gesamte Länge des Rotorblattes (14) erstreckt und in diesem einlaminiert angeordnet sind.Blade connection element ( 1 ) according to claim 1 and 4, characterized in that the fiber or fabric hose ( 9 ) one or more inserts ( 2 ) over a portion or the entire length of the rotor blade ( 14 ) and are arranged laminated in this.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Faser- oder Gewebeschlauch/schläuche (9) eines oder aller angeordneten Inserts (2) sich über die gesamte Länge des Rotorblattes (14) oder des Rotorblattteiles (16) geradlinig, verdrillt oder sich überkreuzend erstrecken und in dem Rotorblatt 14 oder den Rotorblattteilen (16) einlaminiert angeordnet sind und/oder die Faser- oder Gewebeschläuche (9) in mehreren Lagen angeordnet sind und/oder dass einzelne oder alle Lagen des geflochtenen Faser- oder Gewebeschlauches (9) in Umfangsrichtung mit elastischen und/oder tränkbaren Haltefäden versehen sind.Blade connection element ( 1 ) according to claims 1 and 6, characterized in that the fiber or fabric hose (s) ( 9 ) of one or all arranged inserts ( 2 ) over the entire length of the rotor blade ( 14 ) or the rotor blade part ( 16 ) straight, twisted or crossing over and in the rotor blade 14 or the rotor blade parts ( 16 ) are laminated and / or the fiber or fabric hoses ( 9 ) are arranged in multiple layers and / or that individual or all layers of the braided fiber or fabric tube ( 9 ) are provided in the circumferential direction with elastic and / or soakable retaining threads.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorblatt (14) geteilt ausgeführt ist und die Rotorblattteile (16) untereinander mittels in den Rotorblattteilen (16) sich gegenüberliegend angeordneten Blattanschlusselementen (1) verbunden ausgeführt sind. Blade connection element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the rotor blade ( 14 ) is divided and the rotor blade parts ( 16 ) with each other by means of in the rotor blade parts ( 16 ) oppositely arranged leaf connection elements ( 1 ) are executed connected.

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsprofile (7) sich über die gesamte Länge des Rotorblatts (14) oder des Rotorblattteils (16) von Insertkopf (5) bis Rotorblattende oder von Insertkopf (5) bis Insertkopf (5) erstrecken.Blade connection element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pultrusion profiles ( 7 ) over the entire length of the rotor blade ( 14 ) or the rotor blade part ( 16 ) of insert head ( 5 ) to rotor blade end or from insert head ( 5 ) to insert head ( 5 ).

Blattanschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form und Dimensionierung der Erhebungen oder Noppen (8) mit den Maschengrößen bzw. Maschenweiten des Faser- oder Gewebeschlauches (9) aufeinander abgestimmt ausgebildet sind. Blade connection element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the shape and dimensions of the elevations or pimples ( 8th ) with the mesh sizes or mesh sizes of the fiber or fabric tube ( 9 ) are designed coordinated with each other.