DE102012223703A1 - Variable Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage - Google Patents

Variable Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage Download PDF

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Marcus Drewes
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Abstract

Eine Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage umfasst eine Hauptform sowie wenigstens einen Einleger, wobei die Hauptform wenigstens eine Vertiefung sowie einen die wenigstens eine Vertiefung zumindest abschnittsweise begrenzenden Hauptabschnitt aufweist, wobei der wenigstens eine Einleger zumindest abschnittsweise komplementär zu einer der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform ist und der wenigstens eine Einleger und die Hauptform so ausgestaltet sind, dass die Formvorrichtung, wenn der wenigstens eine Einleger in eine der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform eingesetzt ist, eine formgebende Oberfläche für eine Halbschale für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage sowie eine Hauptform für die Formvorrichtung.
  • Rotorblätter werden in einer Vielzahl von Anlagen eingesetzt, wie beispielsweise in Hubschraubern, Gebläsen, Windenergieanlagen und dergleichen. Insbesondere an Rotorblätter für Windenergieanlagen werden hohe Ansprüche gestellt, weil diese für den Ertrag der Windenergieanlagen von entscheidender Bedeutung sind und daher eine der Schlüsselkomponenten von Windenergieanlagen darstellen. Um den bei deren Betrieb auftretenden mechanischen Belastungen standhalten zu können und gleichzeitig möglichst wenig Gewicht aufzuweisen, werden Rotorblätter üblicherweise aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, welche jeweils aus einem Faserverbundwerkstoff, wie insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), zusammengesetzt sind. An den Innenseiten der Halbschalen sind jeweils sich in Längsrichtung des Rotorblatts erstreckende Gurte angeordnet, welche auf das Rotorblatt bei dessen Betrieb einwirkende Kräfte aufnehmen, und zwischen den Gurten der beiden gegenüberliegenden Rotorblatthalbschalen ist ein oder sind mehrere sich in Längsrichtung des Rotorblatts erstreckende Stege angeordnet, deren Stirnflächen jeweils einem der beiden Gurte zugewandt sowie damit fest verbunden sind.
  • Dabei hängen die Ausmaße der Rotorblätter von der Größe der Windenergieanlage ab und davon, ob es sich um eine Schwachwind- oder Starkwindenergieanlage handelt. In Großwindenergieanlagen beispielsweise werden üblicherweise Rotorblätter mit einer Länge zwischen 50 und 85 Metern sowie mit einer maximalen Breite von ca. 5 Metern eingesetzt, wobei die Rotorblätter von Starkwindanlagen üblicherweise etwa 3 bis 5 Meter kürzer sind als entsprechende Rotorblätter für gleich große Schwachwindenergieanlagen.
  • Zur Herstellung von Rotorblatthalbschalen aus Faserverbundwerkstoff, wie GFK oder CFK, wird beispielsweise ein Vakuuminfusionsverfahren eingesetzt, bei dem zunächst trockenes Fasermaterial, wie beispielsweise ein Glasfaser- oder Carbonfaserverstärkungsmaterial, welches als Gelege, Gewebe oder Matte konfektioniert eingesetzt wird, in eine zu der gewünschten Außenfläche der herzustellenden Rotorblatthalbschale komplementäre und mit Trennmittel beschichtete Form eingelegt wird. Dann wird die Form mit dem eingelegten Fasermaterial durch Folie abgedichtet und ein Vakuum angelegt, bevor das die Matrix des Faserverbundwerkstoffs ausbildende flüssige Harz durch das angelegte Vakuum in das Fasermaterial gesaugt wird. Sobald die Fasern vollständig mit dem Harz getränkt sind, wird die Harzzufuhr beendet und wird das Harz, falls erforderlich nach Erwärmen auf eine entsprechende Temperatur, ausgehärtet. Da die Ausmaße und die Oberflächenform der Rotorblatthalbschale durch die Form bestimmt werden, kann mit jeder Form nur eine Kontur einer Rotorblatthalbschale mit vorbestimmter Oberflächenform und mit vorbestimmten Ausmaßen hergestellt werden.
  • Um nicht für jede Art von Rotorblatthalbschale eine eigene Form anfertigen zu müssen, ist es bereits vorgeschlagen worden, die Form nicht einstückig, sondern beispielsweise zweistückig auszubilden und die einzelnen Formteile durch Verschrauben miteinander zu verbinden. Wenn beispielsweise eine Rotorblatthalbschale mit dem gleichen Flanschbereich, aber einer kürzeren Blattspitze oder mit einer Blattspitze mit einer geänderten Geometrie als der Form entsprechend hergestellt werden soll, wird der vordere, die Blattspitze ausbildende Teil der Form abgeschraubt und durch ein entsprechend kürzeres Formteil ausgetauscht. Zwar wird auf diese Weise eine gewisse Variabilität der Formen im Hinblick auf die Oberflächenform und Ausmaße der damit herstellbaren Rotorblatthalbschalen erreicht. Allerdings ist es schwierig, wenn nicht gar unmöglich, den Verbindungsbereich der einzelnen Formteile so abzudichten, dass bei der Vakuuminfusion nicht flüssiges Harz in den Verbindungsbereich fließt oder durch die Verbindungsstelle eindringende Luft das Infusionsergebnis sehr nachteilig beeinflusst. Dies führt zu Qualitätseinbußen der hergestellten Rotorblatthalbschalen und zu Prozessunsicherheiten. Insbesondere können im Verbindungsbereich Abdruckkanten auf der Rotorblatthalbschale entstehen. Abgesehen davon ist das An- und Abschrauben der einzelnen Formteile aufwendig. Zudem besteht die Gefahr einer nicht vakuumdichten Verbindung der beiden Formteile während der verschiedenen Prozessphasen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage bereitzustellen, welche einfach und schnell an die gewünschte Oberflächenform und Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale angepasst werden kann und welche es daher ermöglicht, Rotorblatthalbschalen mit verschiedenen Oberflächen formen und Ausmaßen einfach, schnell und kostengünstig, aber qualitativ hochwertig herzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, welche eine Hauptform sowie wenigstens einen Einleger umfasst, wobei die Hauptform wenigstens eine Vertiefung sowie einen die wenigstens eine Vertiefung zumindest abschnittsweise begrenzenden Hauptabschnitt aufweist, wobei der wenigstens eine Einleger zumindest abschnittsweise komplementär zu einer der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform ist und der wenigstens eine Einleger und die Hauptform so ausgestaltet sind, dass die Formvorrichtung, wenn der wenigstens eine Einleger in eine der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform eingesetzt ist, eine formgebende Oberfläche für eine Halbschale für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage aufweist.
  • Indem die Anpassung der Formvorrichtung im Hinblick auf die gewünschte Oberflächenform und die gewünschten Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale durch Einlegen eines Einlegers in eine dazu komplementäre Vertiefung bzw. Aussparung der Hauptform erfolgt, ist die zusammengesetzte Formvorrichtung vakuumdicht, ohne dass es einer Abdichtung zwischen der Hauptform und dem Einleger bedarf. Aus diesem Grund bedarf es auch keiner Verklebung oder andersartiger Verbindung der Hauptform mit dem Einleger, wodurch die Formvorrichtung ohne lange Rüstzeiten einfach und schnell maßgeschneidert auf die gewünschte Oberflächenform und die gewünschten Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale zusammengesetzt werden kann. Zudem wird es durch eine Anpassung der Oberflächenform des Einlegers an die der Vertiefung ermöglicht, dass beide Bauteile nahtlos ineinander übergehen. Es wird so bei der Herstellung der Rotorblatthalbschale mit dieser Formvorrichtung allenfalls in dem minimalen Spalt zwischen Einleger und Form eine nach außen gerichtete, kleine Abdruckkante erhalten, welche jedoch wegen Ihrer Ausrichtung nach außen keine Faserumlenkung bewirkt und sich im Rahmen der Finisharbeiten einfach wegschleifen lässt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formvorrichtung ist es, dass diese aufgrund des Einlegers, der auf die Oberflächenform und Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale maßgeschneidert werden kann, im Hinblick auf die Oberflächenform und Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale sehr flexibel ist.
  • Um seine Funktion ausüben zu können, weist der wenigstens eine Einleger einen formgebenden Oberflächenabschnitt, welcher zumindest zu einem Abschnitt der Oberflächenform der herzustellenden Rotorblatthalbschale komplementär ist, sowie einen Einsteckabschnitt auf, welcher komplementär zu der Oberflächenform einer der wenigstens einen Vertiefung ausgestaltet ist, so dass der Einleger über seinen Einsteckabschnitt in eine der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform eingesetzt werden kann.
  • Um die vorstehend beschriebenen Vorteile in besonders hohem Ausmaß zu erreichen und insbesondere eine Rotorblatthalbschale mit einer qualitativ hochwertigen Außenfläche ohne Abdruckkanten herzustellen zu können, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, die wenigstens eine Vertiefung und den wenigstens einen Einleger so auszugestalten, dass der wenigstens eine Einleger passgenau in eine der wenigstens einen Vertiefung einsetzbar ist. Darunter wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass der wenigstens eine Einleger so ausgestaltet ist, dass, wenn dieser in eine der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform eingesetzt ist, zumindest der formgebende Oberflächenbereich des Einlegers nahtlos in den formgebenden Oberflächenbereich der Hauptform übergeht.
  • Um ein Verrutschen des Einlegers in der Vertiefung der Hauptform zu vermeiden, ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Vertiefung der Hauptform und der wenigstens eine Einleger so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger so in eine der wenigstens einen Vertiefung einsetzbar ist, dass der wenigstens eine Einleger in der Vertiefung in zwei Raumdimensionen formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist.
  • Bei diesen beiden Raumdimensionen handelt es sich bevorzugt um die Längsrichtung und die Breitenrichtung der Hauptform, so dass es bevorzugt ist, dass die wenigstens eine Vertiefung und der wenigstens eine Einleger so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger so in eine der wenigstens einen Vertiefung einsetzbar ist, dass der wenigstens eine Einleger in der Vertiefung in der Längsrichtung und der Breitenrichtung der Hauptform formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist.
  • Um den Einleger trotz einer guten Verrutschfestigkeit in der Vertiefung der Hauptform einfach aus der Hauptform entnehmen zu können, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, die wenigstens eine Vertiefung und den wenigstens einen Einleger so auszugestalten, dass der wenigstens eine Einleger, wenn dieser in eine der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform eingesetzt ist, in einer Raumdimension mit einer Kraft zuzüglich der Gewichtskraft des Einlegers von weniger als 1.000 N, bevorzugt weniger als 100 N und besonders bevorzugt weniger als 50 N aus der Hauptform entnehmbar ist.
  • Dabei ist es bevorzugt, dass der Einleger in der Höhenrichtung der Formvorrichtung einfach entnehmbar ist, weswegen es besonders bevorzugt ist, dass die wenigstens eine Vertiefung und der wenigstens eine Einleger so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger, wenn dieser in eine der wenigstens einen Vertiefung der Hauptform eingesetzt ist, in der Höhenrichtung der Formvorrichtung mit einer Kraft zuzüglich der Gewichtskraft des Einlegers von weniger als 1.000 N, bevorzugt weniger als 100 N und besonders bevorzugt weniger als 50 N aus der Hauptform entnehmbar ist.
  • Um eine gute Entformbarkeit des Einlegers aus der Hauptform zu gewährleisten, kann es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens auch vorgesehen sein, die die wenigstens eine Vertiefung begrenzenden Seitenwände der Hauptform leicht, in Richtung der Öffnung der Vertiefung gesehen, nach außen geneigt vorzusehen. Gute Ergebnisse werden bei dieser Ausführungsform insbesondere erhalten, wenn die Seitenwände, bezogen auf die Horizontale, eine Neigung von 2 bis 5° aufweisen.
  • Um einerseits ein einfaches, passgenaues und verrutschfestes Einsetzen des Einlegers in die Vertiefung der Hauptform zu ermöglichen und andererseits eine einfache Entnahme des Einlegers aus der Vertiefung der Hauptform zu gewährleisten, ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Vertiefung zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise die zumindest im Wesentlichen quaderförmige Vertiefung in der Längs- und Breitenrichtung der Hauptform von dem Hauptabschnitt der Hauptform umwandet ist und in der Höhenrichtung auf einer Seite von dem Hauptabschnitt der Hauptform umwandet ist und auf der gegenüberliegenden Seite zumindest abschnittsweise offen ist. Mithin ist die wenigstens eine Vertiefung vorzugsweise eine nur einseitig offene quaderförmige Wanne.
  • Dabei ist es bevorzugt, dass die Seite der Hauptform, welche zumindest abschnittsweise offen ist, die Seite mit der formgebende Oberfläche der Hauptform ist.
  • Auch wenn die wenigstens eine Vertiefung nicht quaderförmig ausgestaltet ist, ist es bevorzugt, dass die wenigstens eine Vertiefung mit Ausnahme einer zumindest abschnittsweise offenen Seite, über welche der Einleger in die Vertiefung eingesetzt und aus dieser entnommen wird, vollflächig von dem Hauptabschnitt der Hauptform umwandet ist.
  • Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung bezüglich der Ausmaße der wenigstens eine Vertiefung nicht besonders limitiert. Gute Ergebnisse werden beispielsweise erreicht, wenn sich die wenigstens eine Vertiefung über 1 bis 25%, bevorzugt 1 bis 15% und besonders bevorzugt 2 bis 10% der Gesamtlänge der Hauptform erstreckt.
  • Da eine Variabilität der Formvorrichtung hinsichtlich der Oberflächenform und Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale insbesondere im Rotorspitzenbereich erforderlich und wünschenswert ist und nicht so sehr im Rotorflanschbereich, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, dass sich der, in Längsrichtung der Hauptform gesehen, zu dem rotorblattflanschseitigen Ende der Formvorrichtung nächstgelegene Punkt der wenigstens einen Vertiefung in einem Bereich zwischen 40 und 95%, bevorzugt zwischen 50 und 93% und besonders bevorzugt zwischen 75 und 90% der von dem rotorblattflanschseitigen Ende zu dem rotorblattflügelseitigen Ende erstreckenden Längsausdehnung des Hauptabschnitts der Hauptform befindet.
  • Aus dem gleichen Grund ist es bevorzugt, dass sich der, in Längsrichtung der Hauptform gesehen, von dem rotorblattflanschseitigen Ende der Formvorrichtung am weitesten entfernte Punkt der wenigstens einen Vertiefung in einem Bereich zwischen 60 und 99%, bevorzugt zwischen 70 und 99% und besonders bevorzugt zwischen 80 und 95% der von dem rotorblattflanschseitigen Ende zu dem rotorblattflügelseitigen Ende erstreckenden Längsausdehnung des Hauptabschnitts der Hauptform befindet.
  • Prinzipiell ist die vorliegende Erfindung bezüglich der Anzahl der Vertiefungen in der Hauptform nicht besonders limitiert. So kann die Hauptform der erfindungsgemäßen Formvorrichtung beispielsweise zehn, neun, acht, sieben, sechs, fünf, vier, drei, zwei oder genau eine Vertiefung aufweisen. Dabei ist es bevorzugt, dass die Hauptform der erfindungsgemäßen Formvorrichtung genau eine Vertiefung aufweist, weil so für jede gewünschte Rotorblatthalbschalengeometrie nur ein Einleger erforderlich ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Formvorrichtung wenigstens zwei verschiedene Einleger auf, wobei sich die einzelnen Einleger bezüglich der Oberflächenform und/oder Ausmaße ihres formgebenden Oberflächenabschnitts voneinander unterscheiden. So können in Abhängigkeit von dem in die Hauptform eingesetzten Einleger die Oberflächenform und/oder die Ausmaße der herzustellenden Rotorblatthalbschale eingestellt werden.
  • Die exakten Abmessungen der Hauptform hängen von denen der längsten damit herzustellenden Rotorblatthalbschale ab. Um diesbezüglich möglichst flexibel zu sein, ist es bevorzugt, dass die Hauptform und genauer die formgebende Oberfläche der Hauptform einschließlich der Vertiefung eine Länge zwischen 40 und 85 m, eine maximale Breite von 1 bis 10 m sowie eine maximale Höhe von 0,5 bis 5 m aufweist, wobei die wenigstens eine Vertiefung beispielsweise eine Länge zwischen 1 und 5 m aufweisen kann.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass die Hauptform und der wenigstens eine Einleger aus demselben Material zusammengesetzt sind. Dies ist insbesondere deshalb bevorzugt, damit die Hauptform und der wenigstens eine Einleger den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, so dass sich in der zusammengesetzten Formvorrichtung die Oberflächenform des formgebenden Oberflächenabschnitts des Einlegers relativ zu der Oberflächenform des formgebenden Oberflächenabschnitts der Hauptform bei Temperaturänderungen, wie beispielsweise Erwärmen zum Aushärten des Faserverbundwerkstoffs, nicht verändert.
  • Gute Ergebnisse werden diesbezüglich insbesondere erhalten, wenn die Hauptform und der wenigstens eine Einleger aus einem Faserverbundwerkstoff, wie insbesondere GFK oder CFK, mit einer Epoxidmatrix zusammengesetzt sind.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, welches die nachfolgenden Schritte umfasst:
    • a) Bereitstellen einer zuvor beschriebenen Formvorrichtung, wobei der wenigstens eine Einleger in die wenigstens eine Vertiefung eingesetzt ist,
    • b) Einbringen des Materials für die herzustellende Halbschale eines Rotorblattes in die Formvorrichtung,
    • c) Formen der Halbschale und
    • d) Entnehmen der Halbschale aus der Formvorrichtung.
  • Vorzugsweise wird das Verfahren als Vakuuminfusionsverfahren durchgeführt, nämlich so, dass in dem Verfahrensschritt b) zunächst ein Gelege aus Glasfasern und/oder Carbonfasern auf die formgebende Oberfläche der Formvorrichtung platziert wird, bevor anschließend dem Gelege ein Harz, vorzugsweise Epoxidharz, zugeführt wird und schließlich das Gelege unter Vakuum mit der Matrix imprägniert wird. Abschließend wird die Matrix ausgehärtet, und zwar, falls erforderlich, durch Wärmebehandlung.
  • Um eine gute Entformbarkeit des Einlegers aus der Hauptform zu gewährleisten, wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, die Außenflächen des Einlegers vor dessen Einlegen in die Vertiefung der Hauptform mit einem Trennmittel zu beschichten.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Hauptform für eine Formvorrichtung zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, wobei die Hauptform wenigstens eine Vertiefung sowie einen angrenzenden, die wenigstens eine Vertiefung begrenzenden Hauptabschnitt aufweist.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Hauptform einer erfindungsgemäßen Formvorrichtung ohne Einleger gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 2 einen Einleger einer erfindungsgemäßen Formvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine erfindungsgemäße Formvorrichtung mit einer Hauptform und einem darin eingesetzten Einleger gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und
  • 4 eine erfindungsgemäße Formvorrichtung mit einer Hauptform und einem darin eingesetzten Einleger gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • In der 1 ist der rotorblattspitzenseitige Abschnitt einer Hauptform 10 einer erfindungsgemäßen Formvorrichtung ohne Einleger gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Hauptform 10 umfasst einen Hauptabschnitt 12 und eine Vertiefung 14, wobei der Hauptabschnitt 12 die Vertiefung 14 an ihren beiden Längsseiten, an ihren beiden Breitseiten und an ihrer Unterseite vollständig umwandet. Mithin weist die Vertiefung 14 die Form einer einseitig, nämlich an der Oberseite, offenen quaderförmigen Wanne auf. Auf der Oberseite des Hauptabschnitts 12 der Hauptform 10 ist ein formgebender Oberflächenabschnitt 16 ausgebildet, welcher zu einem Abschnitt der Oberflächenform der herzustellenden Rotorblatthalbschale komplementär ist.
  • In der 2 ist ein Einleger 18 dargestellt, welcher einen formgebenden Oberflächenabschnitt 20, welcher zu einem Abschnitt der Oberflächenform der herzustellenden Rotorblatthalbschale komplementär ist, sowie einen Einsteckabschnitt 22 aufweist, welcher komplementär zu der Oberfläche der Vertiefung 14 der in der 1 dargestellten Hauptform 10 ausgestaltet ist, so dass der Einleger 18 über seinen Einsteckabschnitt 22 in die Vertiefung 14 der in der 1 dargestellten Hauptform 10 eingesetzt werden kann.
  • In der 3 ist eine zusammengesetzte Formvorrichtung 24 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche aus einer wie in der 1 dargestellt ausgestalteten Hauptform 10 und einem wie in der 2 dargestellt ausgestalteten Einleger 18 besteht, wobei der Einleger 18 in die Vertiefung 14 der Hauptform 10 eingesetzt ist. Dabei bilden der formgebender Oberflächenabschnitt 20 des Einlegers 18 sowie der formgebende Oberflächenabschnitt 16 des Hauptabschnitts 12 der Hauptform 10 die gesamte formgebende Oberfläche der Formvorrichtung 24 aus, wobei diese formgebende Oberfläche komplementär zu der Oberflächenform der herzustellenden Rotorblatthalbschale ist.
  • In der 4 ist eine zusammengesetzte Formvorrichtung 24 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche aus einer wie in der 1 dargestellt ausgestalteten Hauptform 10 und einem Einleger 18' besteht, wobei der Einleger 18' in die Vertiefung 14 der Hauptform 10 eingesetzt ist. Dabei weist der Einleger 18' einen formgebenden Oberflächenabschnitt 20', auf welcher sich von dem formgebenden Oberflächenabschnitt 20 des in den 2 und 3 gezeigten Einlegers 18 unterscheidet, und zwar dergestalt, dass der rotorblattspitzenbildende Oberflächenabschnitt in dem formgebenden Oberflächenabschnitt 20' des Einlegers 18' endet. Mithin ist der rotorblattspitzenbildende Oberflächenabschnitt in dem formgebenden Oberflächenabschnitt 16 des Hauptabschnitts 12 der Hauptform 10 bei dieser Formvorrichtung 24 funktionslos, so dass die mit dieser Formvorrichtung 24 hergestellte Rotorblatthalbschale kürzer ist als die mit der in der 3 gezeigten Formvorrichtung 24 hergestellte.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Hauptform
    12
    Hauptabschnitt der Hauptform
    14
    Vertiefung
    16
    formgebender Oberflächenabschnitt des Hauptabschnitts
    18, 18'
    Einleger
    20, 20'
    formgebender Oberflächenabschnitt des Einlegers
    22
    Einsteckabschnitt des Einlegers
    24
    Formvorrichtung

Claims (18)

  1. Formvorrichtung (24) zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, welche eine Hauptform (10) sowie wenigstens einen Einleger (18, 18') umfasst, wobei die Hauptform (10) wenigstens eine Vertiefung (14) sowie einen die wenigstens eine Vertiefung (14) zumindest abschnittsweise begrenzenden Hauptabschnitt (12) aufweist, wobei der wenigstens eine Einleger (18, 18') zumindest abschnittsweise komplementär zu einer der wenigstens einen Vertiefung (14) der Hauptform (10) ist und der wenigstens eine Einleger (18, 18') und die Hauptform (10) so ausgestaltet sind, dass die Formvorrichtung (24), wenn der wenigstens eine Einleger (18, 18') in eine der wenigstens einen Vertiefung (14) der Hauptform (10) eingesetzt ist, eine formgebende Oberfläche (16, 20, 20') für eine Halbschale für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage aufweist.
  2. Formvorrichtung (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (14) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18') passgenau in eine der wenigstens einen Vertiefung (14) einsetzbar ist.
  3. Formvorrichtung (24) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (14) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18') so in eine der wenigstens einen Vertiefung (14) einsetzbar ist, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18') in der Vertiefung (14) in zwei Raumdimensionen formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist.
  4. Formvorrichtung (24) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (14) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18') so in eine der wenigstens einen Vertiefung (14) einsetzbar ist, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18') in der Vertiefung (14) in der Längsrichtung und der Breitenrichtung der Hauptform (10) formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist.
  5. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (14) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18'), wenn dieser in eine der wenigstens einen Vertiefung (14) der Hauptform (10) eingesetzt ist, in einer Raumdimension mit einer Kraft zuzüglich der Gewichtskraft des Einlegers von weniger als 1.000 N, bevorzugt weniger als 100 N und besonders bevorzugt weniger als 50 N entnehmbar ist.
  6. Formvorrichtung (24) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (14) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') so ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Einleger (18, 18'), wenn dieser in eine der wenigstens einen Vertiefung (14) der Hauptform (10) eingesetzt ist, in der Höhenrichtung der Formvorrichtung (24) mit einer Kraft zuzüglich der Gewichtskraft des Einlegers von weniger als 1.000 N, bevorzugt weniger als 100 N und besonders bevorzugt weniger als 50 N entnehmbar ist.
  7. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vertiefung (14) zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise die zumindest im Wesentlichen quaderförmige Vertiefung (14) in der Längs- und Breitenrichtung der Hauptform (10) von dem Hauptabschnitt (12) der Hauptform (10) umwandet ist und in der Höhenrichtung auf einer Seite von dem Hauptabschnitt (12) der Hauptform (10) umwandet ist und auf der gegenüberliegenden Seite zumindest abschnittsweise offen ist.
  8. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Vertiefung (14) über 1 bis 25%, bevorzugt 1 bis 15% und besonders bevorzugt 2 bis 10% der Gesamtlänge der Hauptform (10) erstreckt.
  9. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptform (10) ein rotorblattflanschseitiges Ende und ein rotorblattflügelseitiges Ende aufweist, wobei sich der, in Längsrichtung der Hauptform (10) gesehen, zu dem rotorblattflanschseitigen Ende der Formvorrichtung (24) nächstgelegene Punkt der wenigstens einen Vertiefung (14) in einem Bereich zwischen 40 und 95%, bevorzugt zwischen 50 und 93% und besonders bevorzugt zwischen 75 und 90% der von dem rotorblattflanschseitigen Ende zu dem rotorblattflügelseitigen Ende erstreckenden Längsausdehnung des Hauptabschnitts (12) der Hauptform (10) befindet.
  10. Formvorrichtung (24) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der, in Längsrichtung der Hauptform (10) gesehen, von dem rotorblattflanschseitigen Ende der Formvorrichtung (24) am weitesten entfernte Punkt der wenigstens einen Vertiefung (14) in einem Bereich zwischen 60 und 99%, bevorzugt zwischen 70 und 99% und besonders bevorzugt zwischen 80 und 95% der von dem rotorblattflanschseitigen Ende zu dem rotorblattflügelseitigen Ende erstreckenden Längsausdehnung des Hauptabschnitts (12) der Hauptform (10) befindet.
  11. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Hauptform (10) mit genau einer Vertiefung (14) aufweist.
  12. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens zwei verschiedene Einleger (18, 18') aufweist, wobei sich die einzelnen Einleger (18, 18') bezüglich der Oberflächenform und/oder Ausmaße ihres formgebenden Oberflächenabschnitts (20, 20') voneinander unterscheiden.
  13. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Oberfläche (16) der Hauptform (10) einschließlich der wenigstens einen Vertiefung (14) eine Länge zwischen 40 und 70 m, eine maximale Breite von 1 bis 10 m sowie eine maximale Höhe von 0,5 bis 5 m aufweist und die wenigstens eine Vertiefung (14) eine Länge zwischen 1 und 5 m aufweist.
  14. Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptform (10) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') aus demselben Material zusammengesetzt sind.
  15. Formvorrichtung (24) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptform (10) und der wenigstens eine Einleger (18, 18') aus einem Faserverbundwerkstoff, wie insbesondere GFK oder CFK, mit einer Epoxidmatrix zusammengesetzt sind.
  16. Verfahren zum Herstellen einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, welches die nachfolgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Formvorrichtung (24) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der wenigstens eine Einleger (18, 18') in die wenigstens eine Vertiefung (14) eingesetzt ist, b) Einbringen des Materials für die herzustellende Halbschale eines Rotorblattes in die Formvorrichtung (24), c) Formen der Halbschale und d) Entnehmen der Halbschale aus der Formvorrichtung (24).
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt b) zunächst ein Gelege aus Glasfasern und/oder Carbonfasern auf die formgebende Oberfläche (16, 20, 20') der Formvorrichtung (24) platziert wird, anschließend dem Gelege ein Harz, vorzugsweise Epoxidharz, zugeführt wird und schließlich das Gelege unter Vakuum mit dem Harz imprägniert wird.
  18. Hauptform (10) für eine Formvorrichtung (24) zur Herstellung einer Halbschale für ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, wobei die Hauptform (10) wenigstens eine Vertiefung (14) sowie einen angrenzenden, die wenigstens eine Vertiefung (14) begrenzenden Hauptabschnitt (12) aufweist.
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