[发明专利]生产转子叶片的法兰连接件的紧固螺栓、系统、方法、法兰插入件、转子叶片和风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种用于生产风力涡轮机转子叶片(104)的法兰连接件(112)的紧固螺栓(120)，其中，该紧固螺栓(120)被构造成通过外螺纹(122)拧入所述法兰连接件(112)的套筒(116)。该外螺纹(122)包括滑动材料，使得所述滑动材料在与所述套筒(116)的包括钢材料的内螺纹接合时，保证了干式运行特性。本发明还涉及系统、方法、法兰插入件、转子叶片以及风力涡轮机。

技术领域

本发明涉及用于生产风力涡轮机转子叶片的法兰连接件的(螺纹)紧固螺栓。此外，本发明涉及用于制造法兰连接件的系统、用于生产法兰连接件的方法、具有法兰连接件的法兰插入件、风力涡轮机转子叶片以及风力涡轮机。

背景技术

具有转子叶片的风力涡轮机在现有技术中是众所周知的，并且用于将风能转换成电能。在转子叶片根部区域中，转子叶片包括转子叶片附接件，该转子叶片附接件具有集成到层压件中的多个套筒，通过该套筒，转子叶片借助于紧固螺钉或分别的紧固螺栓连接到所谓的变桨轴承(pitch bearing)的轴承座圈或连接到与该轴承座圈接连的部件，例如，风力涡轮机的扩展件。套筒可以是用于转子叶片附接件的法兰插入件的一部分。这种结构例如从国际申请WO 2015/124568A1中已知。

或者，套筒也在转子叶片区段的连接期间使用，其中，转子叶片区段在纵向上被设置和安装时形成转子叶片。则套筒位于转子叶片区段的分隔法兰的层压件中。转子叶片区段通过套筒借助于螺栓直接彼此连接或者通过合适的中间件彼此连接。

发明内容

形成本发明基础的一个目的是指出关于紧固螺栓的有助于风力涡轮机的特别可靠的操作的概念。

根据第一方面，公开了一种用于生产风力涡轮机转子叶片的法兰连接件的(螺纹)紧固螺栓。紧固螺栓构造成通过外螺纹拧入法兰连接件的套筒中。紧固螺栓的特征在于，外螺纹包括滑动材料，使得外螺纹接合在套筒的包括钢材料的内螺纹中时，保证了干式运行特性。

如上所述，用于转子叶片的法兰连接件包括彼此相邻布置的多个套筒。如果法兰连接件用作转子叶片附接件，则套筒通常布置在圆形上。如果法兰连接件用于连接转子叶片区段，则套筒可以根据转子叶片在分隔点处的空气动力学轮廓彼此相邻地布置。套筒嵌入纤维增强复合材料中，例如玻璃纤维增强塑料，并通过浸渍技术连接到纤维增强复合材料上。对于这种制造过程，套筒必须定位和对齐。为此，借助于紧固螺栓将套筒拉到制造模具的成形法兰(shaped flange)上。纤维增强复合材料，例如一个或多个层压层，随后可以插入制造模具中并且可以连接到套筒。完成法兰连接件后，再次拆下紧固螺栓。法兰连接件构造为例如用于转子叶片的单独的法兰插入件，或者在转子叶片的制造期间直接根据上述方法制造。

本发明的构思是选择用于紧固螺栓的特殊材料，并且因此在法兰连接件的制造期间构造在套筒的内螺纹和紧固螺栓的螺纹之间的特殊材料配对。这产生了下述紧固螺栓：该紧固螺栓即使在其干燥并且因此没有任何润滑剂(例如没有任何润滑脂)时也不会在螺旋状态下倾向于“卡住”套筒。

已经认识到，在法兰连接件的制造期间，由于其中嵌入套筒的纤维增强复合材料的压缩，套筒略微倾斜。此外，已经认识到，当使用通常由钢材料构成的市售螺钉或分别的螺栓时，即使螺栓的轻微倾斜也足以导致所谓的“卡住”。术语“卡住”是指螺栓的螺纹与套筒的螺纹之间的化学/物理连接，其结果是螺栓不能再拆卸或至少在没有相当大的破坏性费用的情况下不能拆卸。由于在套筒的螺纹区域中应用油脂或其他润滑材料，在法兰连接件的制造期间可以避免套筒相对于螺栓的“卡住”。然而，在从制造模具中移除法兰连接件之后，必须从内部精心地清洁套筒。套筒螺纹中的润滑材料的残留对于后来使用整个制造的转子叶片是不利的。润滑材料的残留物减少了摩擦，因此存在风力涡轮机转子叶片的螺纹连接在操作状态下脱离的风险。