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DE3037677A1 - Wind-driven machine rotor wing - has spar formed by axial mast, to which are secured profiled strips via triangular gusset plates - Google Patents

Wind-driven machine rotor wing - has spar formed by axial mast, to which are secured profiled strips via triangular gusset plates

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Publication number
DE3037677A1
DE3037677A1 DE19803037677 DE3037677A DE3037677A1 DE 3037677 A1 DE3037677 A1 DE 3037677A1 DE 19803037677 DE19803037677 DE 19803037677 DE 3037677 A DE3037677 A DE 3037677A DE 3037677 A1 DE3037677 A1 DE 3037677A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
profile
wing
mast
spar
wing according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19803037677
Other languages
German (de)
Inventor
Siegfried Ing.(grad.) 8060 Dachau Möbius
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Filing date
Publication date
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Publication of DE3037677A1 publication Critical patent/DE3037677A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

The wing consists of a spar and a profile cowling. The spar is formed by a mast, extending along the wing axis, to which are secured profiled strips by triangular gusset plates. The cowling abuts the profiled strips and is connected to the same. Pref. the gusset plates are in the shape of a right-angles triangle. The profiled strips extend orthogonally to the mast and their length corresponds to the wing width. Alternately their length may equal the double width of the wing. The profile cowling may consist of two half-shells. Alternately it may be in one piece. Part of the spar may be of plastics, while other part may be of metal. The cowling may be of plastics or of light sheet metal. The wing of this design combines high precision, required by wind driven machines, with simple construction.

Description

Windradflügel Wind turbine blades

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windradflügel, bestehend aus einem Holm und einer Profilverschalung.The invention relates to a wind turbine blade consisting of a spar and a profile cladding.

Aufgrund der enormen Länge von Windradflügeln, die bis zu 50 m lang sein können, treten bei deren Herstellung große Probleme auf.Because of the enormous length of wind turbine blades that are up to 50 m long can be, there are major problems in their production.

Ziel der Erfindung ist es, einen Windradflügel zu schiffen, der mit der für Windenergleanlagen erforderliche Oberflächengenauigkeit in fertigungstechnisch einfacher Art hergestellt werden kann.The aim of the invention is to ship a wind turbine blade that with the surface accuracy required for wind turbines in terms of production technology can be produced in a simple manner.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Holm aus einem zentralen längs der Flügel@@@@@ @@@@@@@@ Mast besteht, an dem mittels dreieckigen Platten Profilbänder befestigt sind, und daß die Profilverschalung auf den Profilbändern aufliegt und damit verbunden ist.The object is achieved in that the spar consists of a central along the wings @@@@@ @@@@@@@@ mast is made, on which by means of triangular Panels profiled tapes are attached, and that the profile cladding on the profiled tapes rests on and is connected to it.

Dei dieser Konstruktion sind für den Holm lediglich ein Mast, ein Satz von dreieclcigen Platten in etwa drei Größen und ein Satz Profilbänder erforderlich, die entweder alle aus einem Kunststoff oder Leichtmetall, oder teilweise aus Kunststoff und teilweise aus Leichtmetall hergestellt sein können. Ein derartiger Holm läßt sich sehr leicht zusammenbauen, indem die Profilbänder nacheinander senkrecht zum Mast und der erwünschten Flügeloberfläche angepaßt, mit Jeweils zwei Dreieckplatten am Mast befestigt werden, indem die Platten senkrecht zum Mast und zur Band über eine Kante an zwei Schweißstellen mit dem Band und über einer zweiten Kante und einer Schweißstelle mit dem Mast befestigt werden. Die Platten haben vorzugsweise die Form eines rechtwinkligen Dreiecks. Dabei liegt die längere Kathete an dem Profilband und die kürzere Kathete an dem Mast an.Dei this construction are only a mast for the spar Set of triangular plates in approximately three sizes and a set of profile strips required, either all made of a plastic or light metal, or partially made of plastic and can be partially made of light metal. Such a spar can assemble very easily by placing the profile strips one after the other perpendicular to the Mast and the desired wing surface adapted, each with two triangular plates be attached to the mast by placing the panels perpendicular to the mast and to the tape above one edge at two welds with the tape and over a second edge and be attached to the mast at a welding point. The plates preferably have the shape of a right triangle. The longer leg lies on the profile band and the shorter leg on the mast.

Dabei kann Jede Lage des Profilbandes relativ zum Mast verwirklicht werden, da zu jeder Verbindungslinie zwischen zwei Punkten des Profilbandes eine senkrecht dazu verlaufende Tangente des Mastes existiert.Each position of the profile band can be implemented relative to the mast because for each connecting line between two points of the profile band one perpendicular to the tangent of the mast exists.

Die so am Mast befestigten Profilbänder, die in entsprechenden Abständen entlang des Mastes vorgesehen werden, bilden die Auflage für die Profilverschalung. Die Profilverscbalung kann ebenfalls entweder aus Kunststoff oder aus Leichtmetall hergestellt sein. Außerdem ist es möglich, je nach Bedarf eine einstückige oder aus mehreren Teilen bestehende Profilverschalung zu verwenden, wie z.B. aus zwei Längsplatten, einem Profilnasenteil und einem Profilendteil.The profiled strips attached to the mast at the appropriate intervals are provided along the mast, form the support for the profile formwork. The Profilverscbalung can also be made of either plastic or light metal be made. It is also possible to use a one-piece or Use profile cladding consisting of several parts, e.g. two Longitudinal plates, a profile nose part and a profile end part.

Der erfindungsgemäße Windradflüg&l stellt somit eine fertigungstechnisch sehr einfache Konstruktion dar, die durch Anwendung von kürzeren Profilbändern oder durchgehenden, die Doppelbreite des Flügels einnehmenden Bändern, mit hoher Oberflächengenauigkeit auch im Fall von gewundenen Flügeln hergestellt werden können.The wind turbine blade according to the invention thus represents a manufacturing technology very simple construction, which can be achieved by using shorter profile strips or continuous strips that are double the width of the wing, with high surface accuracy can also be made in the case of sinuous wings.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

In Fig. 1 ist ein Windradflügel 10 gezeigt, dessen Holm aus einem Mast 11, meEIrererl Pro£ilbänd'rn 12 und verschiedenen Verbindungsplatten 13 besteht. Die Profilbänder 12 sind jeweils mit zwei Verbindungsplatten 13 am Mast 11 befestigt, die an Je einer Seite des Mastes senkrecht zum Profilband 12 und auch senkrecht zum Mast 11 mit beiden Teilen fest verbunden sind. Die Verbindungsstellen bestehen aus zwei Schweißstellen 15 zwischen Profilband 12 und der längeren Kathete der Verbindungsplatte 13 sowie einer Schweißstelle 16, die die Platte 13 über die kürzere Kante mit dem Mast 11 verbindet. Auf der anderen Seite des Mastes 11 ist eine Verbindungsplatte mit einem kleineren Dreieck vorgesehen, das über die Schweißstellen 15' und 16' das zweite Ende des Profilbandes mit dem Mast 11 verbindet. Die gleiche Konstruktion befindet sich spiegelsymmetrisch an der in der Zeichnung dargestellten unteren Seite des Mastes 11.In Fig. 1, a wind turbine blade 10 is shown, the spar of a Mast 11, MeEIrererl Pro £ ilbänd'rn 12 and various connecting plates 13 consists. The profile strips 12 are each attached to the mast 11 with two connecting plates 13, each on one side of the mast perpendicular to the profile strip 12 and also perpendicular are firmly connected to the mast 11 with both parts. The connection points exist from two welds 15 between the profile band 12 and the longer leg of the connecting plate 13 and a weld 16, which the plate 13 over the shorter edge with the Mast 11 connects. On the other side of the mast 11 is a connecting plate provided with a smaller triangle that extends over the welds 15 'and 16' the second end of the profile strip connects to the mast 11. Same construction is located mirror-symmetrically on the lower side shown in the drawing of the mast 11.

Der Mast 11 ist mit mehreren solchen Paaren von Profilbändern bestückt. Die Bänder 12 können je nach Bedarf in ihrer Länge einen Ausschnitt der Flügelbreite einnehmen, wie es bei den ersten beiden Bandsätzen 12 dargestellt ist. Es ist aber auch möglich, ein einstückiges Profilband 12' zu verwenden, das, wie gestrichelt dargestellt, den Mast 11 umgreift und die Doppelbreite des Flügels einnimmt.The mast 11 is equipped with several such pairs of profile strips. The length of the strips 12 can be a section of the width of the wing, as required take as shown in the first two sets of bands 12. But it is also possible to use a one-piece profile band 12 ', which, as dashed shown, the mast 11 engages and occupies the double width of the wing.

Die Verbindungsplatten können direkt als rechtwinklige Dreiecke ausgebildet sein, wobei die Katheten an den Profilbändern bzw. am Mast zum Anliegen gebracht werden und die Kontaktstellen 15, 16 entsprechend mit den Teilen 12 bzw. 11 verbunden werden. So ein Dreieck läßt sich immer, d.h. unabhängig von der Krümmung des Bandes 12, an drei Stellen 15 und 16 in Kontakt bringen. Um die Auflage fläche der Verbindungsplatte 13 am Mast 11 zu vergrößeren, kann diese Kantenseite entsprechend Fig. 2 kon- kav ausgebildet werden.The connecting plates can be designed directly as right triangles be, with the cathetus brought to rest on the profile strips or on the mast and the contact points 15, 16 are connected to the parts 12 and 11, respectively will. Such a triangle can always, i.e. regardless of the curvature of the band 12, at three points 15 and 16 in contact. Around the support surface of the connecting plate 13 to enlarge the mast 11, this edge side can according to FIG. kav be formed.

Auf den die Flügeloberfläche definierenden Profilbändern 12 liegt eine Verschalung 20 auf, die mit den Profilbändorn 12 verscllweißt oder vernietet ist. Die Verschalung 20 kann als ein einstückiges Blech ausgebildet sein, das um den Holm gelegt und anschließend verschweißt oder vernietet wird, wobei es in Richtung der Flügellängsachse aus mehreren Abschnitten bestehen kann. Auch ist es möglich, in senkrechter Richtung aufgeteilte Profilverschalungsteile zu verwenden, wie z.B. ein Profilnasenteil 21, zwei Längsteile 22 und ein Profilendteil 23.On the profile strips 12 defining the wing surface lies a casing 20 which is welded or riveted to the profiled mandrel 12 is. The cladding 20 can be designed as a one-piece sheet metal around the spar is placed and then welded or riveted, with it in the direction the wing longitudinal axis can consist of several sections. It is also possible to use profile cladding parts that are split in the vertical direction, e.g. a profile nose part 21, two longitudinal parts 22 and a profile end part 23.

Die Drehfestigkeit des Holzes um den Mast kann weiterhin verstärkt werden, indem die Profilbänder zusätzlich am Mast mit angeschweißt werden und die nebeneinanderliegenden Dreiecke auf einer Seite durch Schraubern 24 oder Schweißen miteinander verbunden werden.The torsional strength of the wood around the mast can be further strengthened by additionally welding the profile strips to the mast and the adjacent triangles on one side by screwing 24 or welding be connected to each other.

Selbstverständlich können anstelle der Schweißverbindungen 15 und 16 auch Schraubverbindungen vorgesehen werden, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Winkelblechen oder dergleichen.Of course, instead of the welded connections 15 and 16 screw connections can also be provided, for example with the aid of angle plates or the like.

Claims (10)

P a t e n t a n 5 p r ü c h e 1. Windradflügel bestehend aus einem Holm und einer Profilverschalung, dadurch gekennzeichnet, daß der Holm aus einem, längs der Flügelachse gerichteten Mast (11) besteht, an dem mittels dreieckigen Verbindungsplatten (13) Profilbänder (12) befestigt sind, und daß die Profilverschalung (20) auf den Profilbändern aufliegt und damit verbunden ist. P a t e n t a n 5 p r ü c h e 1. Wind turbine blades consisting of one Spar and a profile cladding, characterized in that the spar consists of a, There is a mast (11) directed along the wing axis, on which the triangular Connecting plates (13) profile strips (12) are attached, and that the profile cladding (20) rests on the profile strips and is connected to it. 2. Flügel nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß. 2. wing according to claim.1, characterized in that. die Verbindungsplatten (13) die Form eines lXecl-ltwinkligen Dreiecks haben. the connecting plates (13) have the shape of a lXecl-lt-angled triangle to have. 3. Flügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilbänder (12) annähernd senkrecht zum Mast (11) verlaufen und mit der Bandlänge die Breite des Flügels einnehmen. 3. Wing according to claim 1 or 2, characterized in that the Profile bands (12) run approximately perpendicular to the mast (11) and with the length of the band occupy the width of the wing. 4. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Profilbänder (12>) als lange, die doppelte Breite des Flügels (10) einnehmende Bänder ausgebildet sind, und daß die Profilbänder annähernd senkrecht zur Mas bachs e gerichtet um den Mast (11) geschlagen sind. 4. Wing according to one of the preceding claims, characterized in that that the profile strips (12>) as long, twice the width of the wing (10) engaging Bands are formed, and that the profile bands approximately perpendicular to the Mas bachs e are struck directed around the mast (11). 5. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschalung aus zwei Halbschalen besteht. 5. Wing according to one of the preceding claims, characterized in that that the profile formwork consists of two half-shells. 6. Flügel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschalung (20) einstückig it. 6. Wing according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the profile formwork (20) in one piece it. 7. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile des Holms aus Kunststoff bestehen.7. Wing according to one of the preceding claims, characterized in that that at least parts of the spar are made of plastic. 8. Flügel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile des Holms' aus Metall bestehen. 8. A wing according to one of claims 1 to 6, characterized in that that at least parts of the spar 'are made of metal. 9. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschalung aus Kunststoff ist. 9. Wing according to one of the preceding claims, characterized in that that the profile formwork is made of plastic. 10. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschalung aus Leichtmetaliblech besteht.10. Wing according to one of the preceding claims, characterized in that that the profile cladding consists of light metal sheet.
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