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Title:
ROTOR BLADE ELEMENT FOR A WIND TURBINE, ROTOR BLADE AND A PRODUCTION PROCESS THEREFOR AND WIND TURBINE WITH ROTOR BLADE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/028250
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotor blade element, in particular produced by a process according to Claim 10, in particular a rotor blade edge for a wind turbine, with a base comprising a fibre material saturated with curable resin and with a surface foil with a bonding layer arranged between the base and the surface foil. According to the invention, it is proposed that the surface foil comprises ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and that the bonding layer comprises a first rubber layer and a second rubber layer, wherein the first rubber layer is allocated to the surface foil and the second rubber layer is allocated to the base.

Inventors:
THEILE BENJAMIN (DE)
HOFFMANN ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/066582
Publication Date:
March 05, 2015
Filing Date:
August 01, 2014
Export Citation:
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Assignee:
WOBBEN PROPERTIES GMBH (DE)
International Classes:
F03D1/06; B32B25/08; B32B27/32
Domestic Patent References:
WO2010118860A22010-10-21
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR SPEISER et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Rotorblattelement, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 10, insbesondere eine Rotorblattkante, für eine Windenergieanlage, mit einer Basis aufweisend ein Fasermaterial getränkt mit härtbarem Harz und einer Oberflächenfolie mit einer zwischen Basis und Oberflächenfolie angeordneten Anbindungsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenfolie Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) aufweist und die Anbindungsschicht eine erste Gummi-Schicht und eine zweite Gummi-Schicht aufweist, wobei die erste Gummi-Schicht der Oberflächenfolie zugeordnet ist und die zweite Gummi-Schicht der Basis zugeordnet ist.

2. Rotorblattelement nach Anspruch 1 , bei dem ein Vulkanisierungsgrad der ersten Gummi-Schicht höher ist als ein Vulkanisierungsgrad der zweiten Gummi-Schicht oder gleich einem Vulkanisierungsgrad der zweiten Gummi-Schicht ist.

3. Rotorblattelement nach Anspruch 2, bei dem die erste Gummi-Schicht direkt angebun- den ist an die Oberflächenfolie und die zweite Gummi-Schicht direkt angebunden ist an die Basis.

4. Rotorblattelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste und/oder zweite Gummi-Schicht Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) aufweist.

5. Rotorblattelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das härtbare Harz ein Reaktionsharz, vorzugsweise ein Epoxidharz ist.

6. Rotorblattelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Anbindung der ersten Gummi-Schicht an die Oberflächenfolie durch mechanische Adhäsion geschieht und eine Anbindung der zweiten Gummi-Schicht an die Basis durch Vernetzungsreaktionen erfolgt. 7. Rotorblattelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Rotorblattelement ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Steg, einer Rotorblattaußen- schale und deren Teile, insbesondere einer Halbschale der Druckseite oder der Saugseite, einer Rotorblatthinterkante, einer Rotorblattspitze, einer Rotorblattnase.

8. Rotorblatt mit einem Rotorblattelement nach einem der vorstehenden Ansprüche.

9. Windenergieanlage mit einem Rotorblatt oder Rotorblattelement nach einem der vorstehenden Ansprüche.

10. Verfahren zur Herstellung eines Rotorblatts oder Rotorblattelementes nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Oberflächenfolie aufweisend UHMWPE b) Herstellen eines Verbundes durch Aufbringen einer Kautschukschicht auf einer Seite der Oberflächenfolie c) Vulkanisieren der Kautschukschicht zu einer ersten Gummi-Schicht d) Bereitstellen eines Fasermaterials e) Herstellen einer Basis durch Tränken des Fasermaterials mit einem härtbaren Harz f) Härtung des härtbaren Harzes g) Aufbringen einer zweiten Kautschukschicht auf der Basis und/oder auf dem Verbund h) Aufbringen des Verbundes auf die Basis, derart, dass die zweite Kautschukschicht sich zwischen Basis und Verbund befindet i) Vulkanisieren der zweiten Kautschukschicht zu einer zweiten Gummi-Schicht.

1 1. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem Vulkanisierung der ersten Kautschukschicht bei höheren Temperaturen und/oder höheren Drücken stattfindet als die Vulkanisierung der zweiten Kautschukschicht. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , bei dem die Härtung des Harzes und das Vulkanisieren der zweiten Kautschukschicht in einem Schritt erfolgen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Anbindung der ersten Gummi-Schicht an die Oberflächenfolie über mechanische Adhäsion erfolgt und bei dem die Anbindung der zweiten Gummi-Schicht an die Basis über Vernetzung erfolgt.

Description:
Rotorblattelement für eine Windenergieanlage, Rotorblatt, sowie ein Herstellungsverfahren dafür und Windenergieanlage mit Rotorblatt

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblattelement für eine Windenergieanlage, ein Rotorblatt, sowie ein Herstellungsverfahren für das Rotorblattelement bzw. das Rotorblatt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage.

Rotorblätter für Windenergieanlagen sind seit langem bekannt und beispielsweise be- schrieben in der DE 10 2004 007 487 A1 und DE 103 19 246 A1. Sie sind in ihrem Betrieb durch Winddruck, Erosion, Temperaturschwankungen, UV-Einstrahlung sowie durch Niederschläge hohen Belastungen ausgesetzt. Bei Blattspitzengeschwindigkeiten bis zu 300 km/h wirken Sandkörner, Salzpartikel, Insekten oder andere Schwebeteile in der Luft abrasiv. Dies belastet die Oberfläche von Rotorblättern, insbesondere im vorderen Kan- tenbereich. An diesen Stellen kommt es zu einem Abtrag der Rotoroberfläche und damit zu einem Verlust an Aerodynamik und Stabilität.

Gleichzeitig sollen die Rotorblätter jedoch möglichst leicht sein, um die auf einer allfällig vorhandenen Rotorblattnarbe sowie die zugehörigen Lager und den Turm der Windenergieanlage einwirkenden Biegelasten gering zu halten. Es hat sich als zweckmäßig erwie- sen, Rotorblätter aus einzelnen Elementen herzustellen und diese Elemente zu einem hohlkammerartigen Rotorblatt miteinander zu verbinden. Als Rotorblattelemente werden üblicherweise eine Rotorblattdruckseite, eine Rotorblattsaugseite und ein oder mehrere Verbindungsstege zum Verbinden und Versteifen der Rotorblattdruck und -saugseite eingesetzt. Ebenfalls bewährt hat es sich, die Rotorblattdruck und -saugseite einstückig herzustellen und bei dieser Herstellung bereits Stege an ihren benötigten Stellen anzuordnen.

Üblicherweise werden Rotorblätter und Rotorblattelemente in einem Formungsverfahren hergestellt, bei dem Fasermaterialien und/oder Kernwerkstoffe, insbesondere Balsaholz, in eine Rotorblattelement-Form eingelegt und mit einem aushärtenden Harz zum Bilden eines belastbaren Verbundmaterials beaufschlagt werden. Als Harz werden bei der Herstellung von Rotorblättern bzw. Rotorblattelementen häufig Epoxidharze eingesetzt. Diese sind gut geeignet für den Aufbau der Basis eines Rotorblattes oder Rotorblattelementes aus Fasermaterial und härtbarem Harz. Der Fachmann versteht den Begriff „härtbares Harz" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Angabe einer grundsätzlichen Eigenschaft des Harzes und nicht als im Rotorblatt bzw. Rotorblattelement tatsächlich noch vorhandene Materialeigenschaft.

Zum Schutz der Rotorblätter bzw. der Rotorblattelemente gegen Witterungseinflüsse und insbesondere gegen Erosion ist versucht worden, eine Oberflächenschicht mit einem Gelcoat-Verfahren wie in der DE 10 3 44 379 A1 beschrieben, einzusetzen. Nachteilig dabei ist, dass bei einem solchen Verfahren eine entsprechende Verarbeitungszeit eingehalten werden muss, bis die Gelcoat-Mischung soweit ausreagiert ist, dass sie mit Fasermaterial belegt werden kann. Dies führt zu einer unerwünschten Verlangsamung des Herstellungsverfahrens eines Rotorblattes oder Rotorblattelementes. Darüber hinaus ist es nicht möglich beim Gelcoat-Verfahren, die Herstellung eines Rotorblattelementes bzw. Rotorblattes beliebig zu unterbrechen, um eine Verbindung zwischen Gelcoat- Oberflächenschicht und Infusionsharz zu ermöglichen. Des Weiteren ist versucht worden, Oberflächenfolien auf das Rotorblatt oder das Rotorblattelement aufzukleben oder an- derweitig nachträglich am Rotorblatt oder Rotorblattelement gegebenenfalls lösbar zu befestigen. Beispielsweise werden Polyurethan-Folien auf Rotorblätter aufgeklebt. Eine weitere Möglichkeit aus dem Stand der Technik ist gemäß DE 10 2009 002 501 A1 die Herstellung eines vernetzten Verbundes aus Oberflächenfolie und Infusionsharz. Auch dieses Verfahren ist insbesondere mit Polyurethan-Folien möglich. Polyurethan verfügt über eine hohe Abriebbeständigkeit. Es ist jedoch wünschenswert, die Abriebfestigkeit von Rotorblättern bzw. Rotorblattelementen zu verbessern.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 10 2011 004 723 A1 , US 2010/0032948 A1 , EP 2 416 950 B1 , WO 2013/045087 A1. An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Rotorblattelement, ein Rotorblatt und eine Windenergieanlage anzugeben, die hinsichtlich des Standes der Technik verbessert sind. Zumindest soll eine alternative Lösung zu einer im Stand der Technik bekannten Lösung vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich einer Vorrichtung gelöst durch ein Rotorblattelement des Anspruchs 1. Ein Rotorblattelement für eine Windenergieanlage gemäß der Erfindung hat eine Basis, aufweisend ein Fasermaterial getränkt mit härtbarem Harz und eine Oberflä- chenfolie sowie eine zwischen Basis und Oberflächenfolie angeordnete Anbindungs- schicht. Dabei weist die Oberflächenfolie Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) auf und die Anbindungsschicht weist eine erste Gummi-Schicht, die der Oberflächenfolie zugeordnet ist, und eine zweite Gummi-Schicht, die der Basis zugeordnet ist, auf.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem Einsatz von Oberflächenfolien aufweisend UHMWPE eine deutliche Verbesserung der Abriebfestigkeit von Rotorblattelementen möglich ist. Darüberhinaus schließt die Erfindung die Erkenntnis ein, dass die Aufbringung und dauerhafte Verbindung von UHMWPE auf einer Basis eines Rotorblattelementes aus Fasermaterial und härtbarem Harz, insbesondere Epoxidharz, vorteilhaft über eine Anbindungsschicht, aufweisend zwei Gummi-Schichten möglich ist. UHMWPE zeichnet sich durch sehr gute Verschleiß- und Abriebfestigkeiten auch bei abrasiven Medien aus, seine Abriebfestigkeit ist sechsfach höher als die von Polyurethan. Daneben verfügt UHMWPE über exzellente chemische Beständigkeit sowie einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hervorragende Dimensionsstabilität und eine hohe Schlagfestigkeit auch bei niedrigen Temperaturen. Diese Eigenschaften machen UHMWPE beson- ders interessant für den Einsatz als Oberflächenfolie zum Schutz vor Erosion, allerdings lässt sich UHMWPE mit herkömmlichen Klebstoffen nur sehr schlecht anbinden. Insbesondere Epoxidharze sind nicht für eine direkte Anbindung auf Polyethylen, insbesondere UHMWPE geeignet. Der Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, UHMWPE-Folien mittels einer Anbindungsschicht aus zwei Gummi-Schichten auch auf Rotorblattelemente bzw. Rotorblätter auf Epoxidharzbasis aufzubringen und so die Abriebfestigkeit der Rotorblattelemente bzw. Rotorblätter zu verbessern.

Unter Vulkanisierung wird im Rahmen dieser Anmeldung jede Vernetzungsreaktion der Polymere verstanden, die in der ersten und/oder der zweiten Gummi-Schicht enthalten sind. Unter einem Gummi wird im Rahmen dieser Anmeldung ein vulkanisierter, also vernetzter Kautschuk, anders ausgedrückt ein polymerisierter Kautschuk, verstanden.

Das Konzept der Erfindung kommt allgemein bei einem Rotorblattelement zum Tragen, auch unabhängig von einem Herstellungsverfahren. Es hat sich jedoch besonders ein Rotorblattelement als vorteilhaft erwiesen, das mit einem Herstellungsverfahren nach Anspruch 10 gemäß dem Konzept der Erfindung hergestellt ist. Grundsätzlich können jedoch auch andere Verfahren zur Herstellung genutzt werden als das beanspruchte Herstellungsverfahren. Das Herstellungsverfahren gemäß dem Konzept der Erfindung umfasst folgende Schritte: a) Bereitstellen einer Oberflächenfolie aufweisend UHMWPE b) Herstellen eines Verbundes durch Aufbringen einer Kautschukschicht auf einer Seite der Oberflächenfolie c) Vulkanisieren der Kautschukschicht zu einer ersten Gummi-Schicht d) Bereitstellen eines Fasermaterials e) Herstellen einer Basis durch Tränken des Fasermaterials mit einem härtbaren Harz f) Härtung des härtbaren Harzes g) Aufbringen einer zweiten Kautschukschicht auf der Basis und/oder auf dem Verbund h) Aufbringen des Verbundes auf die Basis, derart, dass die zweite Kautschukschicht sich zwischen Basis und Verbund befindet i) Vulkanisieren der zweiten Kautschukschicht zu einer zweiten Gummi-Schicht.

Das Konzept der Erfindung führt auch auf ein Rotorblatt des Anspruchs 8 sowie auf eine Windenergieanlage des Anspruchs 9.

Nachfolgend werden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Rotorblattelementes beschrieben.

Bevorzugt ist das Rotorblattelement hergestellt nach einem Herstellverfahren gemäß dem Konzept der Erfindung.

Bevorzugt wurden die erste und die zweite Gummi-Schicht jeweils in einem eigenen Vulkanisierungsschritt vulkanisiert und weisen somit eine unterschiedliche Vulkanisierungshistorie auf,

Vorzugsweise weist die erste Gummi-Schicht einen anderen, insbesondere einen höheren, Vulkanisierungsgrad auf als der Vulkanisierungsgrad der zweiten Gummi-Schicht, die der Basis zugeordnet ist. Die unterschiedlichen Vulkanisierungsgrade dienen dabei der optimalen Anpassung der Gummi-Schichten an die ihnen zugeordneten Bauteile. In einer weiteren Weiterbildung weist die erste Gummi-Schicht den gleichen Vulkanisierungsgrad auf wie die zweite Gummi-Schicht. In dieser Weiterbildung sind die erste und die zweite Gummi-Schicht optimal miteinander vernetzt. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die erste Gummi-Schicht direkt angebunden an die Oberflächenfolie und die zweite Gummi-Schicht direkt angebunden an die Basis ist. In einer weiteren Weiterbildung kann die Anbindungsschicht zwischen der ersten Gummi-Schicht und der zweiten Gummi-Schicht eine weitere Verbindungsschicht enthalten. Diese Verbindungsschicht kann vorteilhaft einer verbesserten Anbin- dung der ersten Gummi-Schicht an die zweite Gummi-Schicht dienen. Die erste Gummi- Schicht kann aber auch direkt an die zweite Gummi-Schicht angebunden sein.

Vorzugsweise weist die erste und/oder die zweite Gummi-Schicht Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM) auf. EPDM eignet sich gut für die Anbindung an UHMWPE, zudem verfügt es über eine hervorragende Hitze-, Ozon- und UV-Beständigkeit. EPDM ist darü- ber hinaus flexibel und elastisch, sodass in Verbindung des EPDM mit dem UHMWPE die Robustheit des UHMWPE mit den Dämpfungseigenschaften des EPDM kombiniert werden kann. Auch bei niedrigen Temperaturen ist EPDM hoch flexibel. Die erste und/oder die zweite Gummi-Schicht weist in einer weiteren Weiterbildung zusätzliche UV- Stabilisatoren auf. Vorzugsweise ist das härtbare Harz ein Reaktionsharz, insbesondere bevorzugt ein Epoxidharz. Epoxidharze eignen sich besonders gut für den Einsatz in Faserverbundmaterialien. Ein bevorzugtes Fasermaterial sind Glasfasern und/oder Kohlefasern. Neben dem Fasermaterial kann das Rotorblattelement auch weitere Kernwerkstoffe als Strukturkörper enthalten, beispielsweise Birken- und/oder Balsaelemente und/oder Schau mstoff- körper. Ein Vorteil solcher Fasermaterialien enthaltenden Rotorblattelemente oder Rotorblätter ist ihre Stabilität bei geringem Gewicht. Ebenfalls vorteilhaft ist ihre gute Formbarkeit, bevor das Harz ausgehärtet ist.

Vorzugsweise geschieht eine Anbindung der ersten Gummi-Schicht an die Oberflächenfolie durch mechanische Adhäsion und eine Anbindung der zweiten Gummi-Schicht an die Basis durch Vernetzungsreaktionen. In bevorzugten Weiterbildungen ist das Rotorblattelement ein Steg, ein Rotorblattaußenschale und deren Teile, insbesondere eine Halbschale der Druckseite oder Saugseite, eine Rotorblattvorderkante, eine Rotorblatthinterkante, eine Rotorblattspitze oder eine Rotorblattnase. Für Windenergieanlagen ist es besonders vorteilhaft, dass UHMWPE-Folien färbbar sind, sodass beispielsweise Signalmarkierungen, wie sie aus Gründen der Flugsicherheit erforderlich sind, aufgebracht werden können. Eingefärbte Oberflächenfolien sind vorzugsweise eingefärbt in einer oder mehreren der Farben nach achatgrau RAL 7038, verkehrsrot RAL 3020, verkehrsorange RAL 2009, verkehrsweiß RAL 9016 und feuerrot RAL 3000.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn UHMWPE-Folien eingesetzt werden, die zusätzlich UV-stabilisiert sind. Diese Folien verfügen über eine verbesserte Stabilität unter Außenbedingungen. Ein Herstellungsverfahren gemäß dem Konzept der Erfindung teilt die Vorteile der zuvor beschriebenen Vorrichtung.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn im Rahmen des Herstellungsverfahrens die zweite Kautschukschicht auf dem Verbund aufgebracht wird und der Verbund anschließend mit der zweiten Kautschukschicht auf die Basis aufgebracht wird. Dies ermöglicht eine gute Anbindung von Verbund und Basis. Aber auch das Aufbringen der zweiten Kautschukschicht nur auf der Basis oder von Material der zweiten Kautschukschicht sowohl auf der Basis als auch auf dem Verbund kann vorteilhaft sein.

Vorzugsweise findet die Vulkanisierung der ersten Kautschukschicht bei höheren Temperaturen und/oder höheren Drücken statt als die Vulkanisierung der zweiten Kautschuk- schicht. Mit einem derartigen Verfahren wird insbesondere der thermischen Belastbarkeit von Epoxidharz Rechnung getragen. So ist es beim Ausvulkanisieren der zweiten Kautschukschicht möglich, diese beispielsweise nur teilzuvulkanisieren bei geringen Temperaturen und/oder geringen Drücken, was trotzdem zu einer guten Anbindung an die erste Gummi-Schicht und das Harz der Basis führt, während gleichzeitig das Harz thermisch nicht über Gebühr beansprucht wird. Aber auch eine Vulkanisierung der zweiten Kautschukschicht bis zum Vulkanisierungsgrad der ersten Gummi-Schicht, beispielsweise mit längeren Vulkanisierungszeiten bei niedrigeren Temperaturen als bei der Vulkanisierung der ersten Kautschukschicht, liegt im Rahmen der Erfindung.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Härtung des Harzes und das Vulkanisieren der zweiten Kautschukschicht in einem Schritt erfolgen. Kombiniert man beide Prozesse in einem Schritt, so können die zweite Gummi-Schicht und das Harz besser vernetzen. Insbesondere ist ein Verfahren vorteilhaft, bei dem die Anbindung der ersten Gummi- Schicht an die Oberflächenfolie über mechanische Adhäsion erfolgt, und bei dem die Anbindung der zweiten Gummi-Schicht an die Basis über Vernetzungsreaktionen erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus mindestens zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage mit Rotorblättern gemäß der Erfindung;

Fig. 2 schematisch eine Ausführungsform einer Rotorblattnase als Rotorblattelement gemäß der Erfindung; Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt des Rotorblattelementes aus

Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens gemäß dem Konzept der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Windenergieanlage 1000 mit einem Turm 1200 und einer Gondel 1300. An der Gondel 1300 ist ein Rotor 1400 mit drei Rotorblättern 1 100 und einem Spinner 1500 angeordnet. Der Rotor 1400 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 1300 an. Die Rotorblätter 1 100 der Windenergieanlage 1000 verfügen über eine Basis aus Fasermaterial getränkt mit härtbarem Harz und sind stellenweise mit einer Oberflächenfolie aus UHMWPE beschichtet, wobei sich zwischen der Oberflächenfolie und der Basis eine Anbindungsschicht befindet, die ihrerseits eine erste und eine zweite Gummischicht aufweist. Die erste Gummischicht weist dabei einen anderen Vulkanisierungsgrad auf als die zweite Gummi- schicht. Dieser Aufbau wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.

Fig. 2 zeigt eine Rotorblattelement 1 1 10 des Rotorblattes 1 100, nämlich die Rotorblattnase. Die Rotorblattnase 1 1 10 verfügt über eine Oberflächenfolie 1 120. Diese besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE). Die Oberflächenfolie 1 120 ist über eine Anbindungsschicht 1 130 mit der Basis des Rotorblattelementes 1 140 verbunden. Die Basis 1 140 des Rotorblattelementes besteht dabei aus einem Fasermaterial getränkt mit härtbarem Harz. Im Ausführungsbeispiel ist das Fasermaterial glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) und das härtbare Harz ein Epoxidharz. Die Anbindungsschicht 1 130 weist eine erste Gummischicht sowie eine zweite Gummischicht auf, die über unterschiedliche Vulkanisierungsgrade verfügen. Durch die Anbindung der Oberflächenfolie 1 120 an die Basis 1 140 mittels einer elastischen Anbindungsschicht mit mehreren Gummischichten ist zum einen das Fügen von UHMWPE auf Epoxidharz möglich. Zum anderen hat die Anbindungsschicht dämpfende Eigenschaften, was insbesondere bei Belastungen der Oberflächenfolie und der Rotorbasis vorteilhaft ist. Die Oberflächenfolie 1 120 aus UHMWPE ist besonders widerstandsfä- hig gegen abrasive Belastungen wie sie beim Betrieb von Windenergieanlagen insbesondere an den Rotorkanten auftritt. Der in diesem Ausführungsbeispiel in der ersten und zweiten Gummi-Schicht verwendete Gummi ist vulkanisierter EPDM-Kautschuk.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Rotorblattelementes 1 1 10. An dieser Stelle des Rotorblattelementes 1 1 10 verfügt das Rotorblattelement 1 110 über folgenden Schichtaufbau: Zunächst eine Basis 1 140, auf der Basis die Anbindungsschicht 1 130 bestehend aus der ersten Gummischicht 1 131 und der zweiten Gummischicht 1 132. Dabei ist die zweite Gummischicht 1 132 direkt auf der Basis 1 140 angeordnet und mit dieser vorzugsweise über Vernetzungsreaktionen verbunden. Die erste Gummischicht 1 131 ist auf der zweiten Gummischicht 1 132 angeordnet. Die erste Gummischicht 1 131 verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel über einen höheren Vulkanisierungsgrad als die zweite Gummi- Gummischicht 1132. Auf der ersten Gummischicht 1131 ist die Oberflächenfolie 1120 aus UHMWPE direkt angeordnet. Die Oberflächenfolie 1120 haftet an der ersten Gummischicht 1131 über mechanische Adhäsion. Der gezeigte Schichtaufbau ermöglicht die beständige Anbindung von UHMWPE an die Basis eines Rotorblattes oder eines Rotorblattelementes aus mit Epoxidharz getränktem Fasermaterial und verbindet gleichzeitig die Dämpfungseigenschaften der Gummischiehten der Anbindungsschicht mit der Abriebfestigkeit und damit dem Erosionsschutz der UHMWPE-Folie.

Fig. 4 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren für ein Rotorblattelement gemäß dem Konzept der Erfindung. In Schritt S1 wird eine Oberflächenfolie, welche UHMWPE aufweist, bereitgestellt. In Schritt S2 wird ein Verbund aus der Oberflächenfolie und einer Kautschukschicht hergestellt, indem die Kautschukschicht auf eine Seite der Oberflächenfolie aufgebracht wird. Das Aufbringen kann in einer Ausführungsform des Verfahrens durch Walzen der Kautschukschicht auf die Oberflächenfolie geschehen. Es ist aber auch möglich, den Kautschuk aufzustreichen. In Schritt S3 wird die Kautschukschicht zu einer ersten Gummischicht vulkanisiert. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Kautschuk um EPDM. Die Vulkanisation kann beispielsweise über eine Schwefelvulkanisation, aber insbesondere im Fall von EPDM auch mit Peroxiden geschehen. Geeignete Vulkanisierungstemperaturen liegen zwischen 100 °C und 180 °C, insbesondere 140 °C ,bis 150 °C. Geeignete Drücke für die Herstellung des Verbundes aus UHMWPE-Folie und EPDM liegen bei ca. 8 bar.

In Schritt S4 wird ein Fasermaterial für eine Basis des Rotorblattelementes bereitgestellt. Vorzugsweise ist das Fasermaterial ein glasfaserverstärkter Kunststoff. Anschließend wird in Schritt S5 die Basis durch Tränken des Fasermaterials mit einem härtbaren Harz, vorzugsweise Epoxidharz, hergestellt. In Schritt S6 kann optional gleich im Anschluss das härtbare Harz gehärtet werden. Die Härtung des Harzes kann aber auch später im Verfahren erfolgen. In Schritt S7 wird eine zweite Kautschukschicht aufgebracht. Hierbei wird das Material der zweiten Kautschukschicht entweder auf der Basis oder auf dem Verbund oder in einer weiteren Ausführungsform auch in Teilen auf der Basis und in Teilen auf dem Verbund aufgebracht. In Schritt S8 wird der Verbund derart auf die Basis aufgebracht, dass die zweite Kautschukschicht sich zwischen Basis und Verbund befindet. In Schritt S9 wird die zweite Kautschukschicht zu einer zweiten Gummischicht vulkanisiert und damit eine dauerhafte Anbindung der Basis an den Verbund und somit an die Oberflächenfolie geschaffen. Das Vulkanisieren der zweiten Kautschukschicht findet vorteil- hafterweise bei 50 °C und 2 bar statt. Ebenso wie die erste Kautschukschicht weist die zweite Kautschukschicht vorteilhafterweise EPDM auf. EPDM ist an UHMWPE als auch zur Anbindung an Epoxidharz gut geeignet. Gleichzeitig mit der Vulkanisierung der zweiten Kautschukschicht zur zweiten Gummischicht kann auch die Härtung des härtbaren Harzes erfolgen.