[发明专利]多层复合构件

说明书

本发明涉及一种复合构件(10)，其特征在于如下层构造：a)层(11)，所述层至少部分地由聚乙烯构成；b)层(12)，所述层至少部分地由弹性体构成；c)层(13)，所述层至少部分地由热固性塑料或热塑性塑料构成，其中层(11)直接设置在层(12)上，并且其中层(12)直接设置在层(13)上，并且其中具有粗纱(15，16，17)的织物面料(14)设置在层(12)和(13)之间，使得粗纱(15)的一部分至少局部地完全嵌入到层(12)中，粗纱(16)的一部分至少局部地完全嵌入到层(13)中，并且粗纱(17)的一部分至少局部地部分嵌入到层(12)中和部分嵌入到层(13)中。

技术领域

本发明涉及一种复合构件，一种根据本发明的复合构件的应用，一种用于风能设备的风轮和一种用于制造复合构件的方法。

背景技术

用于风能设备的转子叶片长久以来是已知的并且例如在DE 10 2004 007 487 A1和DE 10 319 246 A1中描述。所述转子叶片在其运行时由于风压、侵蚀、温度波动、UV辐照以及由于降水经受高的负荷。尤其在具有热带气候的位置，所述热带气候的特征在于强烈变换的天气影响和高的空气湿度，例如在巴西或台湾，但在德国也是，转子叶片趋于侵蚀。

在直至300km/h的叶片尖部速度下，空气中的沙粒、盐颗粒、昆虫、雨滴或其他悬浮粒产生磨损作用。尤其在前部的棱边区域中，转子叶片的表面由此强烈负荷，并且在该处出现转子表面的损坏，进而出现空气动力学和稳定性的损耗。为了减小转子尖部侵蚀和与之关联的维护和维修耗费，能够限制设备的最大转速，然而这引起较低的功率。因此有意义的是，改善转子叶片的耐侵蚀性。

同时，转子叶片然而应是尽可能轻质的，以便将作用于可能存在的转子叶片前沿以及相关的轴承和风能设备的塔的弯曲负载保持得小。

通常，在成型方法中制造转子叶片和转子叶片元件，其中将纤维材料和/或芯材料、尤其软木置于转子叶片元件模具中，并且加载硬化的树脂以形成可负载的复合材料。作为树脂在制造转子叶片或转子叶片元件时通常使用环氧树脂。所述环氧树脂良好地适合于由纤维材料和树脂构造转子叶片或转子叶片元件的基部。

为了保护转子叶片或转子叶片元件免受气候影响且尤其免受侵蚀，尝试借助凝胶涂层法插入表面层，如在DE 10 344 379 A1中描述的。在此不利的是，在这种方法中，必须维持最小加工时间，直至凝胶涂层混合物充分反应，使得所述凝胶涂层混合物能够由纤维材料覆盖。这引起转子叶片或转子叶片元件的制造法不期望地减慢。此外，不能在凝胶涂层方法中将转子叶片元件或转子叶片的制造任意地中断，以便能够实现在凝胶涂层表面层和注入树脂之间的连接。

此外研究的是，将表面薄膜粘贴到转子叶片或转子叶片元件上，或者以其他方式、必要时可松开地事后固定在转子叶片或转子叶片元件上。例如，将聚氨酯薄膜粘贴到转子叶片上。现有技术中的另一可能性根据DE 10 2009 002 501 A1是制造由表面薄膜和注入树脂构成的交联的复合物。所述方法尤其也以聚氨酯薄膜实现。聚氨酯具有高的耐磨性。然而期望的是，转子叶片或转子叶片元件的耐磨性更进一步地改进。

US 2009/0208721 A1公开了一种复合构件，所述复合构件由三个层构成。第一层为热固性塑料层。第二层和第三层分别为热塑性塑料层。热固性塑料层和第二(中部的)热塑性塑料层铺设有纤维。

GB 846 868 A公开一种叠层，其中丝接合到叠层的两个层中。

WO 2018/045087 A1公开了一种由热塑性塑料和弹性体构成的复合构件。热塑性塑料由借助于纤维增强的塑料构成。

DE 197 38 388 A1公开了一种具有热塑性基质的面状的织物增强的半成品，所述基质由无孔的主层和中间层构成。至少一个主层由借助同一基本类型的热塑性塑料或其他兼容的热塑性塑料浸渍并且加固的、由纤维平铺物、纤维机织物、纤维针织物或单向的纤维增强的增强层构成。