[发明专利]梁帽和制造方法

说明书

本发明涉及一种用于风能设备的转子叶片的梁帽，具有：从第一端部至第二端部的纵向延伸、垂直于纵向延伸的横向延伸和垂直于纵向延伸并且垂直于横向延伸的厚度。除此之外，本发明涉及一种用于制造开始提出的梁帽的方法。梁帽具有从第一端部至第二端部的纵向延伸、垂直于纵向延伸的横向延伸和垂直于纵向延伸并且垂直于横向延伸的厚度，梁帽具有至少两个第一纤维复合材料的层片以及至少一个第二纤维复合材料的层片，其中第一纤维复合材料与第二纤维复合材料相比具有不同的基质材料和/或不同的纤维，第二纤维复合材料在邻接于第二端部的部段中沿着厚度的方向设置在至少两个第一纤维复合材料的层片之间，并且至少一个第二纤维复合材料的层片在第二端部前终止。

技术领域

本发明涉及一种用于风能设备的转子叶片的梁帽，所述梁帽具有从第一端部至第二端部的纵向延伸、垂直于纵向延伸的横向延伸、和垂直于纵向延伸并且垂直于横向延伸的厚度。本发明还涉及一种风能设备的转子叶片，所述风能设备具有塔、吊舱和转子，其特征在于，转子具有至少一个转子叶片，所述转子叶片具有开始提出的梁帽。除此之外，本发明涉及一种用于制造开始提出的梁帽的方法。

背景技术

开始提出类型的梁帽例如是转子叶片或者飞机机翼的组成部分，所述转子叶片优选是风能设备的转子叶片，其尤其构成用于沿着纵向方向的加固部。这种加固部尤其用于吸收如下力，所述力沿着纵向地延伸部伸展，其中在风能设备的转子叶片中，之前所提及的纵向的延伸部从转子叶片的根部伸展至转子叶片的尖端。梁帽通常设计为，使得其具有第一端部和第二端部。梁帽除此之外通常具有面状的几何形状，所述面状的几何形状通过纵向延伸和横向延伸形成。梁帽垂直于横向延伸并且垂直于纵向延伸地具有厚度。

梁帽能够由不同的材料制造或者包括这些不同的材料。现今，梁帽普遍可尤其由纤维增强的材料，优选纤维增强的塑料制造，因为这些纤维增强的材料在重量相对小的情况下具有高的刚性。此外，在制造梁帽时利用纤维增强的材料的各向异性，因为由此尤其能够提供沿着纵向方向取向的刚性。现今，通常使用玻璃纤维增强的塑料，因为该玻璃纤维增强的塑料显示出高刚性和低成本的良好折衷。

风能设备的转子叶片通常尤其包括上部的壳元件和下部的壳元件。壳元件通过其外部的表面基本上形成转子叶片的外部的几何形状。大多情况下，转子叶片包含具有梁帽的上部的壳元件和/或具有梁帽的下部的壳元件。一个或多个梁帽通常设置在壳元件的内侧上。梁帽在此优选设置在壳元件的内面上或内面处和/或嵌入壳元件中。

对一开始提出类型的梁帽的要求是多方面的。为了履行其沿着纵向方向加固转子叶片的功能，梁帽尤其必须沿着其纵向延伸的方向具有相对高的刚性。特别地，该刚性必须高于围绕梁帽的元件的刚性，以便满足作为纵向加固部的功能。虽然如此，风能设备的转子叶片或者更确切地说包含在转子叶片中的梁帽尽管存在高的刚性要求但是必须具有低的重量。转子叶片的低的重量一方面减少在吊舱的毂上的法向力，而另一方面减少在转子叶片的毂上的以及在转子叶片的延伸部的内部的离心力。

特别地，在使用纤维增强的塑料时，在所使用的材料的质量和成本之间存在直接的关联。由于纤维增强塑料的高成本，在此期望的是，将所使用的材料体积或其质量降低到最小并且尽管如此仍实现高的刚性。对一开始提出类型的梁帽的另一要求是，所述梁帽能够接入到转子叶片的上部的和/或下部的壳元件中和/或固定在所述壳元件上。

风能设备由于其结构高度和暴露的位置在雷暴时严重地经受被闪电击中的危险。在此，被闪电击中通常在风能设备的最高点发生，所述最高点通常由叶片尖端形成。仅在设备非常高的情况下产生向上闪击的可能性，所述向上闪击也能够在风能设备的其它部位发生。在被闪电击中的情况下，产生如下风险：闪电击入到风能设备的承载结构中。因此，产生如下要求：降低闪电击中风险。

由于风能设备的复杂的振动系统，对梁帽的另一要求是，该梁帽能够吸收动态的力并且尤其具有良好的耐久性。这种耐久性尤其基于如下原因是重要的：梁帽无法连续地被监控，并且除此之外其更换通常无法在无破坏的情况下执行。