[发明专利]用于风能设备的转子叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风能设备的转子叶片，其带有许多横向孔，这些横向孔在叶片基部的区域中横向于转子叶片的纵向轴线延伸，其用于接收横向销，其中为将转子叶片紧固于转子叶片固定装置上，张紧元件作用于横向销上。

背景技术

转子叶片利用横向销和张紧元件的此类紧固方案为众所周知。在现代的风能设备中，在毂和转子叶片之间的连接区域中存在高机械负载。这些负载随着风能设备变得越来越大而显著增加。连同预期的重量节省构造，这对用于安装转子叶片的部分的构造提出了最高的要求。相应地，已经设计出了相当一系列不同的方法来改进主要原理。

例如，根据DE 3 103 710A1，已知提供了一种在叶片基部的区域中带有环状连接端的纤维增强塑料材料构成的转子叶片，以及使用一种特定方法在该区域中基本上沿转子叶片的纵向引导纤维定向，以便能够在横向孔的区域中接收更大的力。此外，已经认识到转子叶片壳体被横向孔削弱，并且建议通过带有横向纤维定向的附加覆盖层而增强叶片基部。这样通过附加材料层而增强转子叶片壳体对于大的转子叶片具有限制性，因为当壁的厚度增加时，在通过放热反应硫化纤维增强塑料的基质材料的过程中发生的石南(heath)的消散是一个问题。此外，材料的必需费用增加。

根据DE 3 109 566A1，已知通过均匀强度的螺栓连接两个转子叶片部分，这些螺栓通过横向销锚定在转子叶片部分中并且通过专用设备设定成限定的预加张力。

根据US 4 236 873，已知在紧固的区域中通过内外钢制接合器套筒增强转子叶片的纤维复合材料。横向销穿过纤维复合材料和两个金属加强件。

DE 197 33 372C1示出了一种替代连接方法，其中横向销并不座落于穿过整个转子叶片壳体的横向孔中，但是横向销做得更短并且安装于转子叶片壳体的内外侧上的凹孔中且与相应的张紧元件配合。通过这样可减少横向孔对转子叶片的削弱。

其它紧固转子叶片的可能性见于DE 103 24 166B4。在其中，横向销延伸穿过整个转子叶片壳体并且悬挂在其内外侧上。张紧元件在这些悬垂区域中与横向销连接并且在转子叶片壳体外部延伸。通过这样，意图是避免由用于张紧元件的孔额外削弱转子叶片，这些孔通常在转子叶片壳体内部延伸。

最后，根据DE 102 14 340C1且WO03/057457A1而已知更多的技术，其中具有更复杂的形式的专门紧固元件包含于转子叶片壳体中用于在转子叶片中锚定张紧元件。

发明内容

从这点出发，本发明的目的是提供一种用于风能设备的转子叶片，其相对于可得到的强度改进了利用横向销和张紧元件的已知简单紧固方案。这个目的通过具有权利要求书1的特征的转子叶片解决。有利的实现方式表示于从属权利要求中。

根据本发明的转子叶片具有多个横向孔，这些横向孔在叶片基部的区域中横向于转子叶片的纵向轴线延伸，其用于接收横向销，其中为将转子叶片紧固于转子叶片固定装置上，张紧元件作用于横向销上。转子叶片的特征在于至少一个横向孔离毂侧转子叶片边缘的距离不同于其它横向孔离毂侧转子叶片边缘的距离。

本发明基于以下发现，即在离毂侧转子叶片边缘相等距离的横向孔常规配置中，当横向孔彼此紧邻时，因为孔之间保留相对较少的材料，横向孔对转子叶片的削弱增加。此外，在横向孔的常规配置中，可能促进沿着由横向孔形成的直线的材料断裂。此外，当使用通常的Triax材料时，其中纤维束的部分以相对于转子叶片的纵向轴成大约45°的角度延伸，视情况而定，这些成角度的纤维的大部分被紧邻的横向孔隔断，这又另外减小了可承受应力能力。

转子叶片固定装置可直接形成于风能设备的毂上或者其可由分离的紧固凸缘形成，该凸缘又连接至毂。作为作用于横向销上的张紧元件，特别地考虑螺纹销，它们与横向销拧在一起。横向于转子叶片的纵向轴线延伸的横向孔还可与纵向轴线形成不同于90°的角度，因此“横向”并不限于正交方向。

通过根据本发明的横向孔的设置，实现了在横向孔数量相等时，两个横向孔之间的距离相对于在直线上的设置增加。通过这样，实现了两个横向孔之间剩余的材料的高稳定性。沿着横向孔之间的连接线的材料断裂的危险减少。另外一个优点是在横向销的区域中叶片凸缘可做得更薄，通过这减少了相应地更短的横向销的弯曲应力。视情况而定，销的数量还可增加。总而言之，转子叶片固定装置的强度提高。

特别有利的是，根据本发明的转子叶片可以使用常见制造工艺按照很简单的方法实现。没有产生制造转子叶片或转换待述的现有生产价值所需的额外成本。