Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblattes sowie ein Windenergieanlagen-Rotorblatt.

US 2007/0253824 A1 zeigt ein modulares Rotorblatt einer Windenergieanlage. Das Rotorblatt ist zweiteilig ausgestaltet und weist einen Innenblattabschnitt sowie einen Außenblattabschnitt auf. Der Innenblattabschnitt und der Außenblattabschnitt sind mittels eines Verbindungselementes aneinander oder miteinander befestigbar. Durch die mehrteilige Ausgestaltung des Rotorblattes kann der Transport des Rotorblattes erheblich vereinfacht werden. Die Verbindung des Innenblattabschnittes und des Außenblattab- schnittes erfolgt durch eine Vakuuminfusion. Eine Vakuuminfusion an dieser Stelle ist jedoch schwierig und zeitaufwendig.

In der prioritätsbegründenden deutschen Patentanmeldung hat das Deutsche Patent- und Markenamt die folgenden Dokumente recherchiert: US 2007/0253825 A1 , DE 32 39 804 A1 , DE 10 2008 055 513 B4 und US 2014/0169978 A1.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Windenergieanlagen-Rotorblatt vorzusehen, welches mehrteilig ausgestaltet ist und die oben angeführten Nachteile zumindest teilweise behebt. Insbesondere ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Windenergieanlagen-Rotorblatt vorzusehen, welches mehrteilig ausgestaltet ist und über eine verbesserte Verbindung zwischen den jeweiligen Teilen verfügt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen- Rotorblattes gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Windenergieanlagen-Rotorblatt nach Anspruch 5 gelöst.

Somit wird ein Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblattes vorgesehen. Das Windenergieanlagen-Rotorblatt weist mindestens einen Innenblattabschnitt und einen Außenblattabschnitt sowie ein Verbindungselement auf. Der Innenblattabschnitt wird auf einer Wickelform gewickelt, welche einen ersten und zweiten Wickelabschnitt aufweist. Der erste und zweite Wickelabschnitt sind über eine Schraubverbindung aneinander lösbar befestigt. Der zweite Wickelabschnitt ist konisch ausgestaltet, so dass nach dem Wickeln des Innenblattabschnittes eine Hülse an einem Ende des Innenblatt- schnittes entsteht.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verbindungselement auf einer Wickelform gewickelt. Das Verbindungselement weist einen ersten und zweiten Abschnitt auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Form mit einer konischen Innenform auf den ersten Abschnitt des Verbindungselementes aufgeschoben, bevor das Wickellaminat ausgehärtet ist, um einen konisch ausgestalteten ersten Abschnitt mit einer glatten Oberfläche vorzusehen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der mindestens eine Innenabschnitt und der mindestens eine Außenabschnitt über das Verbindungselement miteinander verklebt oder miteinander lösbar verbunden werden.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Windenergieanlagen-Rotorblatt mit einem Innenblatt- abschnitt, einem Außenblattabschnitt und einem Verbindungselement zum Verbinden des Innen- und Außenblattabschnittes. Der Innenblattabschnitt weist eine Hülse an einem ersten Ende auf, welche durch Wickeln des Innenblattabschnittes erreicht wird. Der mindestens eine Innenblattabschnitt und der mindestens eine Außenblattabschnitt können durch eine Schraubverbindung miteinander befestigt werden, so dass der Innenblattabschnitt über das Verbindungselement an dem Außenblattabschnitt befestigt ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Innenblattabschnitt mindestens einen angeklebten ersten Steg aufweisen. Das Verbindungselement wird mit seinem ersten Ende, welches einen zweiten eingeklebten Steg aufweist, in die Hülsen des Innenblattabschnitts eingeführt. Das zweite Ende des Verbindungselementes kann in einem Ende des Außenblattabschnittes eingeklebt werden. Das Windenergieanlagen-Rotorblatt ist mindestens zweiteilig ausgestaltet und weist einen Innenblattabschnitt und einen Außenblattabschnitt auf. Der Innenblattabschnitt weist beispielsweise die Rotorblattwurzel auf und wird an einer Nabe der Windenergieanlage befestigt. An einem gegenüberliegenden Ende weist der Innenblattabschnitt eine Aufnahmeeinheit bzw. Hülse auf, in welche ein Verbindungselement teilweise eingeführt werden kann. Das Rotorblatt weist ferner einen Außenblattabschnitt auf, welcher mittels des Verbindungselementes an dem Innenblattabschnitt befestigt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Windenergieanlagen-Rotorblatt können aufwändige Fräsarbeiten auf beiden Seiten der Blatttrennstelle vermieden werden. Ferner können aufwändige Flanschlaminate im Bereich des Außenblattes vermieden werden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Blatttrennstelle auch nach außen verschoben werden. Damit kann eine bessere Aufteilung der Transporteinheiten ermöglicht werden. Ferner kann eine kostengünstige Innenblattfertigung durch das Wickellaminat ausgeweitet werden. Des Weiteren kann eine schnellere Montage auf der Baustelle ermöglicht werden. Schließlich kann auch eine Vermeidung einer Profilaufdickung wie bei einem klassischen Querbolzenanschluss vermieden werden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kontaktebene zwischen der Hülle des Innenblattabschnittes und dem Steckkörper (Verbindungselement) mit einem bestimmten Winkel konisch gestaltet, um ein sauberes Zusammenfügen und Trennen der Verbindung zu ermöglichen. Hierdurch kann ein Spalt zwischen dem Innenblatt und dem Außenblatt definiert werden. Dies betrifft die Position der Blattteile in Längsrichtung nach dem Zusammenstecken und Verspannen. Ferner kann der Querschnitt der Kontaktebene nicht rund sondern beispielsweise elliptisch ausgestaltet sein, um auch Torsionslasten verbessert übertragen zu können, ohne sich nur auf Reibungskräfte verlassen zu müssen. Ferner kann die Kontaktebene so ausgestaltet sein, dass nur zwei Bereiche am Anfang und am Ende in Längsrichtung Kontakt haben. Dadurch kann eine Lastabtragung definierter und vorhersehbarer erfolgen. Die Bereiche von hoher Genauigkeit werden reduziert und die Klemmwirkung durch die Vorspannung wird erhöht. Durch die präzise Formgebung der Hülse durch eine präzise gefertigte Wickelform kann erreicht werden, dass die Flächen die gewünschte Form aufweisen, ohne nachfräsen zu müssen.

Die präzise Formgebung des Steckkörpers (Verbindungselement) kann durch eine präzi- se gefertigte Negativform erreicht werden, welche auf das frisch gewickelte und noch nicht ausgehärtete Wickellaminat geschoben wird, ohne die Fläche nach dem Aushärten in die gewünschte Form fräsen zu müssen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnah- me auf die Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung,

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Verbindungselementes bei seiner Herstellung,

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Verbindungselementes während seiner Herstellung,

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnittes eines

Windenergieanlagen-Rotorblattes,

Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung,

Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung,

Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung,

Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung,

Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht des Verbindungselementes während seiner Herstellung,

Fig. 1 1 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht eines Verbindungselementes während seiner Herstellung, und

Fig. 12 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht eines Verbindungselementes während seiner Herstellung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage. Die Windenergieanlage 100 weist einen Turm 102 und eine Gondel 104 auf. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 200 und einem Spinner 1 10 vorgesehen. Der Rotor 106 wird in Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt einen Generator in der Gondel 104 an, um elektrische Energie zu erzeugen.

Die Rotorblätter 200 weisen zumindest zwei Teile, nämlich einen Innenblattabschnitt 210 und einen Außenblattabschnitt 220 auf. Der Außenblattabschnitt 220 ist an dem Innenblattabschnitt 210 befestigt. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung. Der Innenblattabschnitt 210 wird gemäß der Erfindung gewickelt. Hierzu wird ein Wickelkern 300 mit einer ersten Wickelform 310 und einer zweiten Wickelform 320 vorgesehen, welche über eine Schnittstelle 330 miteinander bzw. aneinander befestigt sind. Der erste Wickelformabschnitt 310 ist über ein Lager 340a und der zweite Wickelformabschnitt 320 ist über ein weiteres Lager 340b gelagert, so dass sich die Wickelform 300 drehen kann.

Der erste Wickelabschnitt 320 weist ein erstes Ende 31 1 und ein zweites Ende 312 auf. Das erste Ende 31 1 ist mit dem Lager 340a gekoppelt. Das zweite Ende 312 ist über die Verbindungsschnittstelle 330 an einem ersten Ende 321 des zweiten Wickelabschnittes 320 gekoppelt. Beispielsweise kann der erste und zweite Wickelabschnitt 310, 320 über eine Schraubverbindung lösbar aneinander befestigt werden. Optional kann der Durchmesser des ersten Wickelabschnittes 310 von dem ersten Ende 31 1 zu dem zweiten Ende 312 abnehmen. Der Durchmesser des zweiten Wickelabschnittes 320 kann von dem ersten Ende 321 zu dem zweiten Ende 322 zunehmen. Somit kann die Wickelform 300 im Bereich der Schnittstelle 330 den geringsten Durchmesser aufweisen. Durch diese Ausgestaltung der Wickeleinheit 300 kann erreicht werden, dass ein Innenblattabschnitt mit einer Hinterschneidung 213 hergestellt werden kann.

Auf die Wickelform 310, 320 werden Faserverbund Gelege gewickelt. Nachdem der Innenblattabschnitt 210 hergestellt worden ist, kann die Schraubverbindung im Bereich der Schnittstelle 330 gelöst werden und der erste und zweite Wickelabschnitt 310, 320 kann herausgelöst werden, so dass lediglich der Innenblattabschnitt 210 insbesondere mit der Hinterschneidung 213 übrig bleibt. Der Innenblattabschnitt 210 weist ein erstes Ende 21 1 und ein zweites Ende 212 auf. Im Bereich des ersten Endes 21 1 kann eine Verdickung des Wickelmaterials bzw. eine Flanschaufdickung für eine Querbolzenverbindung (z. B. zu der Rotornabe) vorgesehen sein.

Der zweite Wickelabschnitt 320 kann als eine Hülsenform vorgesehen sein, um eine Hülse im Bereich des zweiten Endes 212 des Innenblattabschnittes vorzusehen. Diese Hülse dient insbesondere dazu, ein Ende des Verbindungselementes aufzunehmen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der erste und zweite Wickelabschnitt 310, 320 aus einem Metall wie beispielsweise Stahl hergestellt sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil somit eine glatte Oberfläche des ersten und zweiten Wickelabschnittes 310, 320 erreicht werden kann. Insbesondere durch die glatte Oberfläche des ersten und/oder zweiten Wickelabschnittes 320 kann eine glatte Innenfläche 215, 216 und insbesondere ein Hülsenabschnitt im Bereich des zweiten Endes 212 des In- nenblattabschnittes erreicht werden, welcher ebenfalls glatt ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Verbindungselementes bei seiner Herstellung. Zur Herstellung eines Verbindungselementes 600, welches beispielsweise als Verbindungsbalken ausgestaltet sein kann, wird eine Wickelform 700 vorgesehen. Die Wickelform 700 weist ein erstes und zweites Ende 701 , 702 sowie einen Übergangsabschnitt 703 auf. Im Bereich zwischen dem Übergang des ersten Endes 701 und dem Übergangsbereich 703 vergrößert sich der Außendurchmesser der Wickelform 700. Auf die Wickelform 700, welche beispielsweise mittels eines Lagers 710 auf einem Fundament 400 gelagert ist, kann durch Drehen der Wickelform 700 in faserverdunkelndem Material aufgewickelt werden.

Das Verbindungselement 600 weist ein erstes Ende 61 1 und ein zweites Ende 621 auf. Ferner weist das Verbindungselement 600 einen ersten Abschnitt 610 im Bereich des ersten Endes 61 1 und einen zweiten Abschnitt 620 im Bereich des zweiten Abschnittes 610, 620 auf. Zwischen diesen beiden Abschnitten 610, 620 ist ein mittlerer Abschnitt 630 vorgesehen.

Um eine glatte Oberfläche des ersten Abschnittes 610 zu erreichen, kann eine Stahlform 500 beispielsweise auf Rädern 520 vorgesehen sein. Die Stahlform 500 weist einen Innendurchmesser 510 auf, welcher sich zu einem geschlossenen Ende 530 verengt. Nachdem das Verbindungselement 600 gewickelt worden ist und bevor das Material ausgehärtet ist, wird die Stahlform 500 auf das erste Ende 610 aufgeschoben, so dass die Innenseiten der Stahlform an den ersten Abschnitt 610 anliegen. Dadurch kann der Außenbereich des ersten Abschnittes 610 sehr glatt hergestellt werden. Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Verbindungselementes während seiner Herstellung. In Fig. 4 ist zu sehen, wie die Stahlform 500 auf den ersten Abschnitt 610 des Verbindungselementes 600 aufgeschoben worden ist, während sich das Wickelmaterial des Verbindungselementes 600 noch auf der Wickelform 700 befindet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Windenergieanla- gen-Rotorblattes. In Fig. 5 ist insbesondere eine Blatttrennstelle zwischen dem Innen- blattabschnitt 210 und dem Außenblattabschnitt 220 gezeigt. Die Verbindung zwischen dem Innenblattabschnitt 210 und dem Außenblattabschnitt 220 erfolgt über die Verbin- dungseinheit 600. Die Verbindungseinheit 600 weist einen ersten Abschnitt 610 auf, der wie in den Figuren 3 und 4 beschrieben hergestellt worden ist und vorzugsweise eine glatte Oberfläche aufweist. Der erste Abschnitt 610 wird in die Hülse 212 des Innenblatt- abschnittes 210 eingeführt. Das Verbindungselement 600 kann einen eingeklebten Steg 650 aufweisen. Im Bereich der Verdickung- bzw. der Hinterschneidung 213 kann ein weiterer Steg 250 eingeklebt werden. Die beiden Stege 650, 250 können mittels eines Querbolzens 260 aneinander befestigt bzw. verschraubt werden. Der zweite Abschnitt 620 der Verbindungseinheit wird in ein offenes Ende des Außenblattes 220 hineingeschoben und vorzugsweise mittels eines Klebers 810 verklebt.

Im Bereich der Hülse kann optimal eine Gleitbeschichtung 660 vorgesehen sein. Das erste Ende des Verbindungselementes kann somit in den Hülsenabschnitt 212 eingeschoben werden und mittels der Stege 250, 650 und des Querbolzens 260 befestigt werden. Damit kann eine reversible Befestigungsmöglichkeit des Innenblattabschnittes und des Außenblattabschnittes erreicht werden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung. In Figur 6 ist eine alternative Wickelform 340 zu der Wickelform von Fig. 2 gezeigt. Während die Wickelform von Fig. 2 aus Stahl besteht, besteht die Wickelform 340 gemäß Fig. 6 beispielsweise aus einem Faserverbundmaterial. Die Wickelform 340 muss nicht aus dem Innenblattabschnitt entfernt werden, sondern kann darin verbleiben. Damit stellt die Wickelform 340 eine verlorene Wickelform dar, weil sie in dem Innenblattabschnitt verbleibt.

Die Wickelform 340 weist ein erstes Ende 341 und ein zweites Ende 342, sowie einen Stahlanschluss 344 auf, über welchen die Wickelform mit einem Lager 340a verbunden ist. Das Lager 340a kann auf einem Fundament 400 vorgesehen sein. Die Wickelform 340 kann beispielsweise eine Mehrzahl von Queraussteifungen 343 aufweisen. Dadurch dass die Wickelform 340 nicht aus dem Blattabschnitt entfernt werden muss, kann das erste Ende 21 1 des Innenblattabschnittes 210 breiter ausgestellt sein, so dass eine Flanschaufdickung beispielsweise für Querbolzenverbindungen vorgesehen werden kann. Das Material des Innenblattabschnittes 210 kann auf die Wickelform 340 aufgewickelt werden. Die Wickelform 340 kann beispielsweise über eine Schraubverbindung mit einer zweiten Wickelform 320 gekoppelt sein. Diese zweite Wickelform 320 entspricht dabei der Wickelform 320 gemäß Fig. 2. Durch diese Wickelform soll insbesondere eine Hülsenform des Innenblattes hergestellt werden. Nachdem der Innenblattabschnitt 210 hergestellt worden ist, kann die zweite Hülsenform 320 durch Lösen der Schraubverbin- düngen herausgenommen werden. Optional kann der Stahlanschluss 344 in der Wickelform 340 verbleiben oder entfernt werden.

Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung. In Fig. 7 ist insbesondere gezeigt, wie das Material auf die Wickelform 310, 320 aufgewickelt wird. Optional kann die Wickelform 310 über Stehbolzen 310a und die zweite Wickelform 320 kann über Stehlbolzen 310b verfügen. Gemäß der Erfindung kann somit ein Wickellaminat auf die Wickelform aufgebracht werden.

Nachdem eine erste Schicht von Wickellaminat auf der Wickelform aufgebracht worden ist, kann mindestens eine Schicht aus unidirektionalen UD Rovingen aufgebracht werden. Hierbei können die Rovinge um die Stehbolzen 310a, 310b herum aufgebracht werden. Optional kann die Außenseite der ersten Wickellaminatschicht im Wesentlichen geradeaus gestaltet sein, so dass die unidirektionale UD Rovinge hierauf einfach platziert werden können.

Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Innenblattabschnittes während seiner Herstellung, Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht des Verbindungselementes während seiner Herstellung.

In Fig. 10 bis 12 ist insbesondere die Herstellung des Verbindungselementes 600 gezeigt. Eine erste Schicht von Wickellaminat FKW1 wird auf die Wickelform 700 aufgetragen, so dass an der Außenseite eine Gerade vorgesehen ist. Hierdrauf können unidirek- tionale UD Rovinge mittels der Rovinge vorgesehen sein. Insbesondere können die Rovinge um die Stehbolzen 700a, 700b herumgewickelt werden. Anschließend kann eine zweite Schicht von Wickellaminat FKV aufgetragen werden.