Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Rahmen des Vorhabens soll die Herstellung von 2,5 m langen Rotorbl\u00e4ttern aus faserverst\u00e4rktem Kunststoff f\u00fcr Windkraftanlagen in einem kombinierten Faserwickel- und Pressverfahren entwickelt werden.
\nDer Wickelprozess soll dabei auf einer CNC-gesteuerten Wickelmaschine erfolgen. Durch eine im Wesentlichen automatisierte Fl\u00fcgelherstellung soll die gesundheitliche Belastung der Mitarbeiter reduziert und die prozess- und qualit\u00e4tsgesicherte Herstellung von Windfl\u00fcgeln erreicht werden.Es sollen weiter erst durch die wickeltechnische Fl\u00fcgelherstellung m\u00f6gliche konstruktive Verbesserungen am Rotorblatt selbst vorgenommen werden, die den Einsatz von umweltsch\u00e4dlichen und gesundheitsbelastenden Klebstoffen und Lacken er\u00fcbrigen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBei der herk\u00f6mmlichen Rotorblattherstellung werden Fl\u00fcgelober- und -unterseite getrennt im Handlaminierverfahren produziert. Auch die St\u00fctzelemente werden so in einer eigenen Form gefertigt. In den weiteren Fertigungsschritten werden dann Fl\u00fcgeloberseite, St\u00fctzelement und Fl\u00fcgelunterseite unter Einsatz entsprechender Klebstoffe miteinander verklebt.
\nIm Vergleich dazu ergeben sich mit dem CNC-gesteuerten Wickelverfahren wesentliche Vorteile sowohl f\u00fcr den Herstellprozess als auch f\u00fcr das fertige Rotorblatt. Es erm\u00f6glicht eine genauere und reproduzierbare Fl\u00fcgelfertigung. In die Blattwurzel des Fl\u00fcgels wird ein faserverbundgerechtes Krafteinleitungselement integriert mit einer optimalen Anbindung an den Holm, der sp\u00e4ter die Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen sicherstellt. Infolge der wickeltechnischen Fertigung k\u00f6nnen die sicherheitskritischen Kleben\u00e4hte an der Blattvorder- und -hinterkante, wie bei Bl\u00e4ttern in Schalenbauweise vorhanden, vermieden werden.
\nDie mechanische Bearbeitung zum Anbringen von Krafteinleitungselementen entf\u00e4llt. Der Verzicht auf den Einsatz von Klebstoffen entlastet die Umwelt und verringert gesundheitliche Belastungen der Mitarbeiter.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit dem neuen Herstellungsverfahren werden Rotorbl\u00e4tter f\u00fcr Windkraftanlagen in einem kombinierten Faserwickel- und Pressverfahren gefertigt. Dieses Verfahren erm\u00f6glicht konstruktive Verbesserungen am Rotorblatt, besonders aber werden keine Klebeharze zur Anbindung einer Krafteinleitung oder dem Verbinden von Ober- und Unterschale eingesetzt. Der Krafteinleitungsbolzen ist in dem Wickelprozess in der Weise integriert, dass auf die mechanische Bearbeitung des Fl\u00fcgels f\u00fcr eine nachgeschaltete Montage dieses Elementes verzichtet werden kann. Die sonst notwendigen Schleifarbeiten zur Vorbereitung der Schalenverklebung entfallen. Daraus resultieren deutlich geringere Staub- und Feinstaubemissionen. Die gesundheitliche Belastung der Mitarbeiter reduziert sich damit erheblich.
\nNach der aerodynamischen Auslegung ist eine FEM gest\u00fctzte Strukturberechnung gem\u00e4\u00df IEC-Richtlinie 1400-2 durchgef\u00fchrt worden.
\nMit den Ergebnisdaten der Blattau\u00dfenkontur ist das Presswerkzeug hergestellt worden. Der f\u00fcr den wickeltechnischen Herstellprozess notwendige Wickeldorn wird in einem separaten Sch\u00e4umwerkzeug gefertigt. In seiner L\u00e4ngsachse zerschnitten wird dieser PUR-Hartschaumkern schrittweise in den Wickelprozess integriert. Er ist in Polyurethan-Hartschaum ausgef\u00fchrt, verbleibt im Rotorblatt und erf\u00fcllt die Spezifikationen der sonst \u00fcblichen St\u00fctzelemente. Nach dem Wickelprozess wird der Fl\u00fcgel in dem Presswerkzeug ausgeh\u00e4rtet.
\nAn den Prototypen dieser Rotorbl\u00e4tter sind Festigkeitsuntersuchungen durchgef\u00fchrt worden. In zwei Teststufen wurde die Festigkeit des Holmsegmentes, die Biege- und Torsionseigenfrequenzen sowie das Verhalten unter Querkraftbiegung getestet. Die Ergebnisse gen\u00fcgen den Anforderungen nach IEC-Richtlinie 1400-2.
\nDie Rotorbl\u00e4tter sind seit Juli 2000 an der Windenergieanlage der Fachhochschule Braunschweig\/ Wolfenb\u00fcttel im Einsatz. In der Zeit vom 31.07. bis 09.11.2000 sind die Leistungskenndaten gemessen worden. Das Leistungs- und Drehmomentkennfeld charakterisieren ein Rotorblatt mit guten Leistungswerten bei sehr geringen Anlaufmomenten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Entwicklungsvorhaben und das dem Vorhaben zu Grunde liegende Fertigungsverfahren wurden der \u00d6ffentlichkeit von der DLR auf Messen und Tagungen vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes ist ein Herstellungsverfahren zur Fertigung von Rotorbl\u00e4ttern in einem kombinierten Faserwickel- und Pressverfahren entwickelt und die Fertigungstechnologie zur Produktionsreife gebracht worden. Das vorgestellte Verfahren erm\u00f6glicht eine deutliche Verringerung von Staub- und Feinstaubemissionen sowie den Einsatz von Klebeharzen.
\nDurch den Einsatz von Thermoplastfolien f\u00fcr die Fl\u00fcgeloberfl\u00e4che kann neben dem Handlaminieren und Verkleben der beiden Fl\u00fcgelh\u00e4lften auch auf das Lackieren des Rotorblattes verzichtet werden. Dies ist ein weiterer wesentlicher Beitrag, die Umweltbelastungen bei der Herstellung von faserverst\u00e4rkten Rotorbl\u00e4ttern deutlich zu senken.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Im Rahmen des Vorhabens soll die Herstellung von 2,5 m langen Rotorbl\u00e4ttern aus faserverst\u00e4rktem Kunststoff f\u00fcr Windkraftanlagen in einem kombinierten Faserwickel- und Pressverfahren entwickelt werden. Der Wickelprozess soll dabei auf einer CNC-gesteuerten Wickelmaschine erfolgen. Durch eine im Wesentlichen automatisierte Fl\u00fcgelherstellung soll die gesundheitliche Belastung der Mitarbeiter reduziert und die prozess- […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[62,47,51,52,53],"class_list":["post-18730","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-hessen","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"05805\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-05805.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"208.146,92","dbu_projektdatenbank_firma":"AIK Faserverbundtechnik GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Otto-Hahn-Str. 5","dbu_projektdatenbank_plz_str":"34123","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Kassel","dbu_projektdatenbank_p_von":"1994-11-21 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2000-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"6 Jahre und 1 Monat","dbu_projektdatenbank_telefon":"0561\/5801-247","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Hessen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"8","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18730","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18730\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31733,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18730\/revisions\/31733"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18730"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18730"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18730"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}