用于制造复合构件的方法、复合构件和风能设备的制造方法_2

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压强度和刚度,W便由此整体上 产生结构上的和材料特定的复合构件。尤其,成型的忍材料关于其侧边的结构设置引起复 合构件的优化的并且改进的结构上的构造方式,所述复合构件因此可W具有提高的强度。
[0020] 关于所述复合构件,所述目的通过本发明借助于权利要求9的复合构件实现。
[0021] 本发明W用于风能设备的复合构件为出发点,复合构件具有多个至少两部件式的 复合成型件,其中第一部件由成型的忍材料构成并且第二部件形成为接合层的一部分。根 据本发明提出:成型的忍材料遵循棱柱的形状作为具有多边形的基面的棱柱体形成,其中 基面的多边形具有底部和相对于底部在30°和60°之间的角度,并且
[0022] -多个棱柱体被接合,其中在彼此触碰的侧边处构成接合层的功能取向,使得接合 层相对于彼此邻接的棱柱中的至少一个的底部面W30°至60°的角度伸展。
[0023] 本发明的设计理念也着重于呈夹层构件形式的复合构件。一个优选的改进方案是 如下夹层成型件,所述夹层成型件包含复合构件中的至少一个作为忍材料,带有至少一个 覆盖层。该改进方案包括夹层成型件的结构,其中复合构件由吸收力的覆盖层片构成,所述 覆盖层片通过忍材料间隔。当前的改进方案由此实现了在重量小的情况下在夹层构件中集 成之前提到的具有有限的最大值的特性组合,所述夹层构件总体而言通过额定值的线性增 大在负荷作用较高的情况下持久地进行抵抗。
[0024] 此外,本发明的设计理念也着重于呈转子叶片元件形式的复合构件。一个改进方 案在使用至少一个复合构件作为忍材料情况下包含转子叶片元件。尤其,优化的复合构件 集成到转子叶片的结构中并且尤其还集成到对于转子叶片而言典型的半壳构型中,W便实 现优化的耐久性和抗压强度。优选地,转子叶片关于在运行期间出现的牵引力或重力来优 化。在此,通过使用该复合构件,由于成型的忍作为热塑性塑料而实现将裂纹最小化或者最 小化的裂纹蔓延。
[0025] 本发明着重于权利要求17的风能设备、尤其具有如下转子叶片的风能设备,所述 转子叶片具有至少一个复合构件。因为由于转子叶片尺寸设计得越来越大并且由于转子叶 片的结构动态性也可预期负荷越来越大,所W运些负荷可W借助于复合成型件根据所设定 的材料特定的特征值和在结构上接合在一起的复合构件W改进的方式来吸收。目前所使用 的材料在其材料特定的特性方面由于预设的质量是有限制的并且因此可W通过如下材料 替代,所述材料附加地具有用于提高强度的结构措施。
[0026] 本发明的其它有利的改进方案从从属权利要求中得出并且详细地说明如下有利 的可行性:在任务的范畴中W及关于其它优点实现扩展的设计理念。
[0027] 尤其,已证实有利的是,多个棱柱在彼此触碰的侧边处的接合形成接合层相对于 一个和/或多个棱柱的横向轴线呈实际45°的角度的功能取向。尤其,运适用于接合层呈45° 的角度的功能取向,也就是说,其中所述角度相对于多边形的底部为在+/-10°、优选+/-5° 的公差内的45°。优选地提出,在彼此触碰的侧边处形成接合层的功能取向,所述功能取向 相对于一个和/或多个棱柱的底部面W在+/-10°、优选+/-5°的公差内为45°的角度伸展。
[0028] 在一个特别优选的改进方案的范围中,成型的忍材料遵循柱形的形状形成有多边 形的基面。
[0029] 然而,在一个改进方案的变型形式中,成型的忍材料也可W接合为呈=维多面体 形式的棱柱体,其中多面体面相对于底部面和/或横向轴线的角度为30°至60°、优选一个多 面体面相对于底部面和/或横向轴线的角度为在+/-10°、优选+/-5°的公差内的45°。尤其, 在复合构件中,成型的忍材料接合为=维多面体,其中多面体面相对于底部具有30°至60° 的角度、优选45°的角度。在运种进一步发展中,用于吸收所施加的力的结构措施通过相应 多面的构型来实现。在此贴靠的侧边可W在结构上彼此略微地接合并且根据几何形状彼此 折叠。在此,该改进方案可W如下构建层体系:在底部面处构造其它平面并且根据侧边定向 导出力作用。
[0030] 尤其,复合构件作为第二部件设置纤维的具有30°至60°的、优选45°的角度的功能 取向,所述纤维作为成型的忍材料的外罩。所述改进方案提供复合构件在剪切和扭曲应力 方面附加的有利的加固。=维的成型的忍材料的结构上的解决方案W及具有特定的纤维取 向的外罩可W实现相对高的抗压强度并且抵抗高的负荷作用。一方面,强度提高的接合层 的=维取向并且另一方面集成在接合层中的纤维的功能取向抵抗所施加的=维应力张量。 在静态的和动态的负荷作用作用到W运种方式制成的构件上时,在考虑到使用寿命的情况 下特别有利地提高所述构件的负荷极限。
[0031] 对于一个优选的改进方案而言,提出一种复合构件,其中成型的忍材料和接合层 产生由面状地接合的六边形构成的横截面图案并且彼此触碰的侧边形成接合层相对于横 向轴线呈30°至60°的角度的功能取向,其中所述横向轴线平行于六边形的基面的底部定 向。在蜂窝材料的本身已知的原理的改进方案中,可W借助于六边形结构实现在动态和静 态负荷方面特别高的强度。运种有利的结构结合所使用的材料特别可W用于大的(主要是 动态的)负荷作用。在结构上成型的忍材料的在此所描述的形状此外实现W所述的角度进 行接合的简单处理并且提供接合层的相对大的网,所述网允许力分布。
[0032] 尤其,在复合构件中,成型的忍材料具有下述组中的至少一个成分:丙締腊下二締 苯乙締、聚酷胺、聚醋酸、聚甲基丙締酸甲醋、聚碳酸醋、聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚乙締、聚 丙締、聚苯乙締、聚酸酸酬和聚氯乙締。
[0033] 在所述优选的改进方案的范围中,对于成型的忍材料能够使用如下成分,所述成 分关于负荷作用具有特定的材料特征值。在此,多个成型的忍材料的总和可W实现所期望 的最大的复合件特定的特征值。由不同的材料组成的组合除了局部的几何力分布之外实现 关于进行作用的力局部地设定材料特征变量。由此在不同的或者多种热塑性塑料中能够设 定构件特定的并且结构特定的材料特征值,所述材料特征值除此之外由于彼此跟随的侧边 和对应的接合层的结构措施是针对大的力作用的优化的解决方案。优选地,在复合构件中, 第二部件将由多个棱柱构成的复合件接合在一起成为热塑性的可形变的构件,所述构件相 对于成型的忍具有相对提高的刚度。
[0034] 该改进方案和其它的改进方案的优点是:接合层在各个成型的忍材料之间具有提 高的剪切强度,W便通过相应的力分布实现本体抵抗弹性变形的阻力。在此所要求的提高 的剪切强度引起构件内的强度提高并且有助于使力根据几何上的和材料特定的特征变量 分布。在运种情况下,所述剪切强度可W比成型的忍材料的剪切强度高,因为有取向的接合 层有利于转移相应的剪切和扭曲面。接合层的力或材料成分可W在负荷作用方面表现出相 应提高的剪切刚度,禪合有一定弯曲和扭曲刚度。
[0035] 尤其,可W提出一种复合构件,其中成型的忍材料通过附加地位于内部的在功能 上有取向的纤维增强。力分布优选可W在接合层处进行并且从而吸收切向力,使得抵抗裂 纹或断裂期望部位。
[0036] 在功能上有取向的、增强成型的热塑性塑料的纤维可W在所述热塑性塑料的材料 特定的特征变量方面优化运些热塑性塑料。纤维、丝线或者类似的束状物能够W如下方式 和方法定向:它们吸收相应的力并且抵消运些力。由此,能够在宏观机械还有微观机械中提 供如下可行性:根据结构上的和层特定的解决方案,抵抗负荷作用和高的动态负荷峰值。
[0037] 尤其,纤维或丝线或者类似的编织物结构、针织物结构或者纺织品结构可W引入 到接合层中并从而可W吸收高的剪切和扭矩力。W多轴线的方式分开的并且在所述平面中 张成表面平行四边形(F化Chenparallelogramm)的起作用的负荷在此也通过结构上 的特征即接合层的几何定向来吸收。在此,一方面可W通过改变多边形来构造复合构件,所 述复合构件在宽度和高度方面可W任意地组成并且所述复合构件可W通过相应几何上的 解决方案吸收局部不同地出现的力。在此,结构上的特征是如下特征,基于所述特征,侧边 W如下方式彼此触碰:所述侧边构成在30°和60°之间的角度或者优选45°的角度。运种优选 的为45°的角度意味着:剪切和扭曲力W45°的角度出现。另一方面,可W有利地使用忍材料 和纤维的材料组合,使得在此除了几何解决方案可行性之外,相应定向的材料解决方案也 是可行的。接合经由侧边进行并且根据所使用的材料形成提高相应强度和刚度的具有纤维 的层,所述层在负荷作用的情况下可W持久地吸收力。力的传递和分布经由成型的忍材料 进行,所述忍材料根据体积可W提高延展特性。
[0038] 尤其,第二部件能够W垫的形式插入并且与成型的忍接合在一起。通过插入垫,能 够实现棱柱体的简单折叠,W便因此借助于两个或更多个折叠的棱柱体、尤其多面体或者 柱形体形成所提到的功能定向的侧边。在此,由于成型的忍材料的几何形状,所使用的解决 方案是简单且成本适宜的制造方法,所述制造方法此外关于各种材料表现出改进的特性。 功能取向在此关于所设定的特性曲线通过垫来解决。在此,运些垫是复合构件的功能组成 部分并且可W相应地提高强度。
[0039] 纤维优选呈45°的角度的分布在该角度的情况下能够W改进的方式抵抗负荷(在 由此所限定的面中通常被优化)并且明显使强度提高。已发现,动态的负荷主要引起被触发 的裂纹,也称为疲劳裂纹,所述裂纹通常
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