(57)【要約】【課題】従来技術の問題の少なくとも１つに対処すること。【解決手段】風力発電装置−ロータブレードの予成形品（１５，３５）の作製方法であって、当該方法は：少なくとも１つの乾燥した繊維半製品（１２，３２）を少なくとも１つのロール（１１，３１）上に準備する工程と、結合剤（１３，３３）を繊維半製品（１２，３２）に施与する工程および／または繊維半製品（１２，３２）を加熱する工程と、少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を、少なくとも１つのロール（１１，３１）からコア（１０，３０）に、当該コア（１０，３０）の回転によって巻き付ける工程と、コア（１０，３０）に巻き付けた後に繊維半製品（１２，３２）を硬化する工程と、２つの予成形品−ハーフシェルを獲得するために予成形品（１５，３５）を分離する工程と、含む。【選択図】図３ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置−ロータブレードの予成形品（１５，３５）の作製方法であって、当該方法は：
・少なくとも１つの乾燥した繊維半製品（１２，３２）を少なくとも１つのロール（１１，３１）上に準備する工程と、
・結合剤（１３，３３）を繊維半製品（１２，３２）に施与する工程および／または繊維半製品（１２，３２）を加熱する工程と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を、少なくとも１つのロール（１１，３１）からコア（１０，３０）に、当該コア（１０，３０）の回転によって巻き付ける工程と、
・コア（１０，３０）に巻き付けた後に繊維半製品（１２，３２）を硬化する工程と、
・２つの予成形品−ハーフシェルを獲得するために予成形品（１５，３５）を分離する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記コア（１０，３０）は２５秒未満で、とりわけ９秒未満でコアの長手軸を中心に一回転する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
繊維半製品（１２，３２）は、前記コアとは反対の第１の側と、前記コアに向いた第２の側を有し、
当該第１の側および／または第２の側は、ロール（１１，３１）とコア（１０，３０）との間で結合剤（１３，３３）によって浸潤される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
結合剤の施与は、繊維半製品（１２，３２）の準備の前に行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
予成形品（１５，３５）の分離は中央で、硬化の前または後で行われる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）の巻き付けは、コア（１０，３０）の長手軸に対する運動によって実施される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ロール（１１，３１）からコア（１０，３０）への繊維半製品（１２，３２）の巻き付けの前に、分離フィルム、とりわけホスタファンフィルム（登録商標）、がコア（１０，３０）に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
コア（１０，３０）は、楕円形の長手の本体として構成されており、モータによって運動される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
２から３０のロール（１１，３１）、とりわけ２から４のロール（１１，３１）、が使用され、および／または少なくとも２つの繊維半製品（１２，３２）が２つのロール（１１，３１）上に異なる繊維配向を有し、および／または少なくとも２つの繊維半製品（１２，３２）が少なくとも１つの異なる繊維配向で巻き付けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
繊維半製品（１２，３２）には、コア（１０，３０）への巻き付けの際に押圧力が及ぼされる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
風力発電装置−ロータブレードの作製方法であって、当該方法は：
・少なくとも１つの乾燥した半製品（１２，３２）を少なくとも１つのロール（１１，３１）上に準備する工程と、
・結合剤（１３，３３）を繊維半製品（１２，３２）に施与する工程および／または繊維半製品（１２，３２）を加熱する工程と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を、少なくとも１つのロール（１１，３１）からコア（１０，３０）に、当該コア（１０，３０）の回転によって巻き付け、巻き付けられた繊維半製品に樹脂を浸潤する工程と、
・樹脂を湿潤し、コア（１０，３０）に巻き付けた後、繊維半製品（１２，３２）を硬化する工程と、
・２つの予成形品−ハーフシェル（１５，３５）を獲得するために、巻き付けられ、硬化された繊維半製品を分離する工程と、を含み、
前記２つの予成形品−ハーフシェル（１５，３５）は、これらをロータブレードに組み込むことによって風力発電装置−ロータブレードの作製に使用される方法。
【請求項１２】
風力発電装置−ロータブレード用の予成形品（１５，３５）であって、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法により作製された予成形品。
【請求項１３】
請求項１２による予成形品を備える風力発電装置−ロータブレード。
【請求項１４】
風力発電装置−ロータブレード用の予成形品（１５，３５）の作製装置であって、
・少なくとも１つの乾燥した繊維半製品（１２，３２）が配置された少なくとも１つのロール（１１，３１）と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）が巻き付け可能である少なくとも１つのコア（１０，３０）と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を結合剤により浸潤するための結合剤施与装置および／または少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を加熱するための熱源と、
・コア（１０，３０）を回転運動させるための駆動装置と、を有しており、
前記コア（１０，３０）は９秒未満でその長手軸を中心に一回転し、
繊維半製品（１２，３２）は、コア（１０，３０）の回転運動によってコア（１２，３２）に巻き付け可能である、作製装置。
【請求項１５】
さらに走行装置を有し、該走行装置は、少なくとも１つのロール（１１，３１）をコアの長手軸の方向に走行させるために設けられている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
２から３０のロール（１１，３１）、とりわけ２から４のロール（１１，３１）が設けられており、ロール（１１，３１）の少なくとも２つは、繊維配向の異なる２つの繊維半製品（１２，３２）を有する、ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
・タワーと、
・該タワーに回転可能に支承されたナセルと、
・該ナセルに回転可能に支承されたロータと、
・該ロータに固定された複数のロータブレードと、を有する風力発電装置であって、
前記複数のロータブレードの少なくとも１つは請求項１２または１３による予成形品によって作製されている、風力発電装置。
【請求項１８】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法により作製された予成形品の、風力発電装置−ロータブレードを作製するための使用であって、
風力発電装置−ロータブレードを、２つのロータブレード−ハーフシェルから組み立て、
２つのロータブレード−ハーフシェルの一方は予成形品−ハーフシェルを有する、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置−ロータブレード用の予成形品の作製方法、風力発電装置のロータブレード用の予成形品、風力発電装置のロータブレード用の予成形品の作製装置、並びに風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電のために使用される風力発電装置は一般的に公知であり、例えば図１に示されている。通常、このような風力発電装置のロータブレードは、大部分が繊維複合材料から作製される。そのために最終輪郭に近い予成形品が使用され、これらの予成形品は以降ではプリフォームとも称する。予成形品ないしプリフォームは、出発材料から完成されたロータブレードまでの一連の製造に大きな影響を及ぼす。ここでプリフォームは可及的に良好にロータブレードの幾何形状を複製（ないし再現）すべきである。一般的にこのようなプリフォームないしこのような予成形品を、手作業の方法によりハーフシェルで作製することが公知である。このような手作業の方法が例として図２に示されている。
【０００３】
図２は、繊維半製品２が装填された型枠１を示す。繊維半製品２（の繊維）は結合剤が施与される（bebindert）。すなわち軽く接着される。引き続き繊維半製品２のさらなる層が、結合剤の設けられた第１の層の上に巻き付け（drapieren）される。次に第２の層にも同様に結合剤が施与される。このことは、層が所要の数に達するまで何回も繰り返される。ここで型枠１はハーフシェルとして構成されている。したがってロータブレードを作製するためにはさらに、１ロータブレード当たりに少なくとも２つのハーフシェルを使用しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】US 2007/0 125 488 A1
【特許文献２】GB 2 485 248 A
【特許文献３】US 4 247 258 A
【特許文献４】US 4 273 601 A
【特許文献５】DE 102 51 580 A1
【特許文献６】DE 10 2007 049 347 A1
【特許文献７】JPS54-159 476 A
【特許文献８】EP 2 319 682 B1
【特許文献９】WO 2013/ 091 635 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここでこのような方法には非常に時間が掛かり、繊維半製品に結合剤を付与することには品質の変動がつきまとう。さらに繊維半製品の繊維配向が、しばしば（しわないし）褶曲（Falten）の生成によって巻き付け過程（Drapiervorgang）の間に乱され、そのため、あらかじめ規定された機械的特性をプリフォームにおいて維持できなくなる。
【０００６】
優先権の基礎となるドイツ特許出願においてドイツ特許商標庁は以下の文献を調査した。US 2007/0 125 488 A1 ; GB 2 485 248 A; US 4 247 258 A; US 4 273 601 A; DE 102 51 580 A1 ; DE 10 2007 049 347 A1 ; JPS54-159 476 A; EP 2 319 682 B1およびWO 2013/ 091 635 A1。
【０００７】
本発明の基礎となる課題は、前記の問題の少なくとも１つに対処することである。とりわけ、風力発電装置のロータブレード用の予成形品の簡単な製作を保証する解決策を創出することが望まれ、同時に品質が良く、時間もさほど掛からないことが望まれる。少なくとも代替的な解決策を提案することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１による予成形品の作製方法によって解決される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この課題を解決するために、風力発電装置のロータブレード用の予成形品の一作製方法が本発明により提案される。ここでこの方法は、少なくとも１つの乾燥した繊維半製品を少なくとも１つのローラ上に準備する工程、結合剤を繊維半製品に施与する工程および／また繊維半製品を加熱する工程、少なくとも１つの繊維半製品を、少なくとも１つのローラからコアに巻き付ける工程、そして巻き付けた後に繊維半製品をコア上で硬化する工程を含む。ここで巻き付けはコアの回転によって実施される。予成形品は分離（離型）され、風力発電装置のロータブレードの作製の際に使用することができる。
【００１０】
ここで繊維半製品とは、とりわけ、例えば層状繊維束ないしスクリム（Gelege）、織物（Gewebe）または編み物ないし網状物（Geflechte）のような平坦な半製品、並びに３Ｄ織物または多軸スクリムのような３Ｄ半製品であると理解される。とりわけ本発明の方法に対してはガラス繊維スクリムが使用される。この繊維半製品は、完成したウェブ材料（帯状材）としてロール上に提供される。
【００１１】
ここで繊維半製品は、好ましくは乾燥しており、すなわちマトリクスが半製品に取り込まれておらず、相応に加工された繊維（複数）からだけ形成される。乾燥した繊維半製品は、本発明によれば樹脂が含浸されていない繊維半製品である。すなわち乾燥繊維半製品には、樹脂が含浸されていない。任意選択的に乾燥した繊維半製品はバインダを有することができる。繊維半製品は任意選択的にプレプレグ（Prepreg）であって良い。
【００１２】
さらにこの繊維半製品は、すでにローラ上で結合剤により浸潤（含浸）されているか、または結合剤は、ローラからの繊維半製品の繰り出しと、コアでの繊維半製品の巻き付け（ないし巻き取り）との間の中間過程で施与される。ここで結合剤は、コア上での個々の層の幾何形状および結束を固定するのに寄与するものである。さらに結合剤は、接着促進剤として直接施与され、および／または熱源によって加熱される。そしてこの結合剤は、再び冷却されるまで接着力があり、このようにして形成された別の層への接着結合を維持する。これにより、例えば乾燥した繊維半製品において樹脂を乾燥した半製品に導入するための浸潤ないし含浸用工具を取り付ける等の後続の作業工程に対して十分に安定したプリフォームが得られる。
【００１３】
繊維半製品がコア上に巻き付けられた後、乾燥した半製品において任意選択で樹脂が浸潤され、引き続き硬化される。その際に結合剤は硬化してはならない。結合剤は、施与のために融解温度より高く加熱することができ、融解温度未満に冷却した後に凝固する。あるいはそれに代わり、樹脂浸潤は、予成形品がロータブレードを作製するためのロータブレードシェルに装填された後に初めて行われる。
【００１４】
そして半製品はコア上に配置され、コアは、とりわけ電動駆動部を介して回転する。この方法によって繊維半製品を結合剤より均等に浸潤することが可能となり、これによって品質変動が回避される。さらにコアの回転により繊維半製品は自動的にコア上に巻き付けられ、したがって本方法は、対応の手作業による方法よりも時間が掛からない。さらにこれにより、このような予成形品の手間暇のさほど掛からない作製が保証される。
【００１５】
好ましくは繊維半製品は、コアとは反対の第１の側と、コアに向いた第２の側とを有し、前記第１の側および／または第２の側はローラとコアとの間で結合剤により浸潤される。したがって半製品は、当該半製品をコア上に配置する間に、結合剤によって自動的に浸潤され、または結合剤が施与（bebindert）される。とりわけ半製品には上方から、すなわち第１の側へ、または下方から、すなわち第２の側へ結合剤が施与および／またはスプレーされ、これにより結合剤は半製品上に均等に分布される。このことの利点は、この作製工程に対して必要な時間が低減され、半製品への特に均等な結合剤の施与が達成され、したがって個々の層の間での均等な接着結合が達成されることである。
【００１６】
好ましくは結合剤の施与は、繊維半製品の準備（ないし提供）の前に行われる。したがってロールに巻き付けられた繊維半製品には結合剤が備えられている。繊維半製品をコア上に巻き付ける間での結合剤施与工程を省略することにより、予成形品の作製時の時間が節約される。これによりロータブレードの作製の全所要時間が短縮される。
【００１７】
好ましい一実施形態では、コアへの巻き付けの際に繊維半製品に押圧力が付勢される。ここで押圧力は、コアに対して反対方向に回転し、コアの全長にわたって設けられた例えば押圧ローラまたはドラムによって形成することができる。押圧力によって繊維半製品の個々の層の間の接着結合が増強され、これにより安定した予成形品が保証される。
【００１８】
特に好ましい一実施形態では予成形品は硬化後に、例えば中央で分離される。すなわち予成形品は中央を通って分離され、これにより２つのプリフォームが形成される。とりわけ予成形品は中央で鋸によって分離（切断）される。この方法によって、２つのプリフォームを個別に作製しなければならない手作業による方法に対して大きな時間的節約が達成される。これら２つのプリフォームは、風力発電装置−ロータブレードの製作に使用される。
【００１９】
好ましい一実施形態では、少なくとも１つの繊維半製品の巻き付けは、コアの長手軸に対する運動によって実施される。したがって繊維半製品は、長さにしたがってコアの上および／またはコアの側方でロールに沿って案内される。ここで繊維半製品を備えるロールは、とりわけ回転速度に対応する速度でコアの第１の端部からコアの第２の端部へ移動する。これによりコア上への繊維半製品の均等な施与が保証される。さらにこれにより市販のサイズのロールを使用することができる。
【００２０】
好ましくはこの方法は、繊維半製品を巻き付ける前に、アンダーカット（後退切欠部、Hinterschneidung）を形成するための少なくとも１つの分離要素を予成形品の所期の分離箇所に配置するさらなる工程を含む。ここでこのような分離要素は、例えばコアの一部として構成されている。または別個の要素としてコアに配置されている。分離要素は、とりわけ非恒久的コアとして構成されている。すなわち作製方法の最後の工程の後にはもはや存在しない。ここで分離要素は、とりわけ砂、ワックスまたは膨張されたフィルムから作製される。それに代わり、分離要素は、プラスチックまたは木材から形成される。ここで分離要素は分離箇所に、アンダーカットが形成され、これにより予成形品の２つのハーフシェルへの分離が容易になるように配置される。分離要素がコアに留まる場合、または交換可能にコアに配置されている場合、コアは分離の際に鋸等によって損傷されない。したがってコアをさらなる作製工程のために使用することができる。
【００２１】
好ましい一実施形態では、ロールからコアへの繊維半製品の巻き付けの前に分離フィルム、とりわけホスタファンフィルム（登録商標）がコアに配置される。ここでホスタファンフィルム（登録商標）は分離手段として機能する。これにより、作製された予成形品は、結合剤の硬化ないし凝固後にコアから容易に解離される。
【００２２】
特に好ましい一実施形態では、コアは楕円形の長手の本体として構成されており、モータによって運動される。このことの利点は、コアが簡単な構造によって実現されることである。モータはコアを回転させ、これにより繊維半製品をコアに巻き付けるための所定の送り力を提供する。ここでモータの回転数は調整可能である。繊維半製品のコアへの特に均等な巻き付けがこれにより保証される。
【００２３】
ここで楕円形の長手の本体は、完成した予成形品を用いて作製すべきロータブレードまたはロータブレード要素の表面を形成する。均等に形成された予成形品によって、ロータブレードまたはロータブレード要素を作製するためのさらなる作業工程の摩擦のない実行が保証される。工程時間全体が短縮される。
【００２４】
好ましくは本方法では２から３０のロール、とりわけ２から４のロールが使用され、および／または２つのロール上の少なくとも２つの繊維半製品は、異なる繊維配向を有し、および／または少なくとも２つの繊維半製品が少なくとも１つの異なる繊維配向で巻き付けられる。ここでこのようなロールは少なくとも５００ｋｇの重量を有する。複数のロールを使用することにより、種々の繊維半製品を使用することが可能であり、したがって種々の複合材料の種々の特性を理想的に利用することが可能である。とりわけ種々の繊維半製品の異なる繊維配向は、複数のロールを使用することによって実現することができる。ここで完成したウェブ品はすでにローラ上で異なる繊維配向を有するか、またはローラは、半製品が異なる角度でコアに施与され、したがって相応して異なる繊維配向でコアに巻き付けられるように配置される。さらにこれにより、ローラの交換を容易に行うことができる。
【００２５】
好ましい一実施形態でコアは、その長手軸を中心に２５秒未満で一回転し、とりわけ９秒で一回転する。これにより第１の層がとりわけ９秒内でコア上に施与される。この時間の間に、個々の層は十分に良好な結合力を互いに獲得する。とりわけ層が非常に多数ある場合、手作業による方法と比較して時間の節約は特に大きい。このことは、多数の層を使用しなければならない領域、例えば少なくとも４０の層が必要とされるロータブレード根元の領域において特に有利である。繊維半製品は乾燥した状態で巻き付けられるから、コアは（湿った半製品の場合よりも）高速に回転することができる。
【００２６】
さらに本発明により風力発電装置のロータブレード用の予成形品が提案される。ここでこの予成形品は、前記実施形態の一方法にしたがって作製される。このような予成形品は、風力発電装置のロータブレードに対して必要であるような大きなサイズでこの予成形品を作製することができるという利点を有する。さらに予成形品は、前に記述した方法によってほとんど品質の変動を受けず、したがって特に高い品質を特徴とする。このような予成形品を使用することにより、風力発電装置のロータブレードを作製する際の一連の全工程の時間が短縮される。
【００２７】
好ましくは予成形品は、すくなくとも１つの層状繊維束ないしスクリム（Gelege）、とりわけガラス繊維スクリムから作製される。これにより繊維配向を広い範囲で調整することができ、マットまたはフリースも共に織り込むことができる。さらに織物と比較してスクリムは比較的に高い強度を有する。それによって、ガラス繊維スクリムは製造において有利である。
【００２８】
さらに課題を解決するために、風力発電装置のロータブレード用の予成形品の作製装置が提案される。ここでこの装置は、少なくとも１つの繊維半製品が配置された少なくとも１つのロールと、少なくとも１つの繊維半製品が巻き付け可能である少なくとも１つのコアと、少なくとも１つの繊維半製品を結合剤により浸潤するための結合剤施与装置（Bebinderungseinrichtung）および／または少なくとも１つの繊維半製品を加熱するための熱源と、コアを回転運動させるための駆動装置とを含む。ここで繊維半製品はコアの回転運動によってコアに巻き付けることができる。ここで結合剤施与装置はとりわけスプレー装置であり、これにより繊維半製品に結合剤が備えられる。熱源とは、とりわけ加熱装置、ヒータ、オーブンまたは赤外線加熱光線による加熱区間または対流による加熱であると理解すべきである。すなわち、少なくとも１つの繊維半製品のとりわけ結合剤を加熱し、これにより接着力を高める装置である。ロール上の繊維半製品にすでに結合剤が備えられている場合、ロールはとりわけ繰り出しの前にオーブン内に配置されており、これにより接着力のある繊維半製品の個々の層が互いに良好に付着する。
【００２９】
ここでこの装置は有利には単純に構成されており、したがって予成形品を迅速かつ安価に作製することができる。したがって記述した方法の少なくとも１つの実施形態により関連性、説明および利点が得られる。
【００３０】
好ましくは、少なくとも１つのロールをコアの長手軸の方向に走行させる走行装置が設けられている。そして繊維半製品は長手軸に沿って、すなわち好ましくは断面が楕円形または円形のコアの第１の端部から第２の端部へ移動され、巻き付けられる。これによりコア表面全体において繊維半製品の均等で目的どおりの施与が保証される。
【００３１】
好ましくはコア上には分離フィルム、とりわけホスタファンフィルム（登録商標）が配置されている。これにより、作製された予成形品をコアから簡単に複雑性なしに解離（離型）することができる。
【００３２】
好ましい一実施形態では、コアには予成形品の予定の分離箇所にアンダーカットを形成するための分離要素が設けられている。このような分離要素は、とりわけプラスチック、木材、砂またはワックスから構成される。これにより分離箇所は予成形品にすでに設けられている。あるいは予成形品は、対応の箇所で簡単に分離することができる。コアは、予成形品を２つの部分に分離する際に損傷を受けない。
【００３３】
特に好ましい一実施形態では、コアに押圧装置が設けられている。このような押圧装置は、コアの上を転がる（転動する）とりわけドラムまたは押圧ローラとして構成されている。押圧装置によって所定の押圧力が半製品上に、コアへの巻き付け（ないし巻き取り）の際に及ぼされる。これにより半製品の個々の層の保持力ないし付着力が改善される。
【００３４】
好ましくは２から３０のロール、とりわけ２から４のロールが設けられており、ロールの少なくとも２つは繊維配向の異なる２つの繊維半製品を有する。これにより繊維半製品の特別な特性を特に良好に利用することができる。
【００３５】
さらに本発明により、タワー、タワーに回転可能に支承されたナセル、ナセルに回転可能に支承されたロータ、およびロータに固定された複数のロータブレードを備える風力発電装置が提案される。ロータブレードの少なくとも１つは、前記実施形態の１つによる予成形品によって作製される。このことの利点は、このような風力発電装置の製造時間全体が短縮されることである。
【００３６】
以下、本発明を、実施例に基づき添付図面を参照して例示的に説明する。ここで図面は、部分的に簡素化され、概略的に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一風力発電装置を示す斜視図である。
【図２】従来技術による方法を示す図である。
【図３ａ】本発明の方法の第１の方法工程を示す図である。
【図３ｂ】本発明の方法のさらなる第１の方法工程を示す図である。
【図３ｃ】図３ａまたは図３ｂの方法の１つによる第２の方法工程を示す図である。
【図３ｄ】図３ａまたは図３ｂと３ｃの方法により作製された、ロータブレード用の完成した２つの予成形品を示す図である。
【図４】本発明による一風力発電装置−ロータブレードの概略的断面図である。
【実施例】
【００３８】
図１は、タワー１０２とナセル１０４を備える一風力発電装置１００を示す。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０を備えるロータ１０６が配置されている。ロータ１０６は、運転時に風によって回転運動され、これによりナセル１０４内の発電機を駆動する。
【００３９】
図２は、従来技術による一風力発電装置のロータブレードのプリフォームまたは予成形品を作製するための方法工程を示す。ここには型枠１が示されており、この型枠の中に繊維半製品２が装填され、結合剤が施与される。このことは、繊維半製品の十分な数の層が型枠１内に配置されるまで繰り返される。ここで型枠１はハーフシェルとして構成されている。したがって小型のロータブレードをこの方法により作製するためには、一ロータブレード当たりに少なくとも２つのハーフシェルが必要である。したがってこのような方法は非常に時間が掛かる。さらにこの方法は、個々の層を手作業で巻き付けることにより品質の変動を受ける。
【００４０】
図３ａは、本発明の方法の第１の方法工程を示す。図３ａには、コア１０およびロール１１が示されており、ロールには乾燥した繊維半製品の一実施例として繊維材料製、好ましくはガラス繊維製の層状繊維束ないしスクリム１２が巻き付けられている。スクリム１２は、第１の側１８と第２の側１９を有する。ロール１１に結合剤はまだ設けられていない。コア１０とロール１１との間には結合剤施与装置１７が配置されている。コア１０は、矢印１４の方向にその長手軸２０を中心に、好ましくはモータによって回転可能に配置されている。これによりスクリム１２は自動的にロール１１から繰り出され、コア１０に巻き付けられる。
【００４１】
図３ａではスクリム１２がすでに部分的にコア１０に巻き付けられている。スクリム１２をコア１０に巻き付ける過程の間、スクリム１２は結合剤１３が施与される。ここでスクリム１２は、コア１０とは反対の第１の側１８で結合剤１３により浸潤される。コア１０に向いた第２の側１９に結合剤は設けられない。この結合によってスクリム１２が固定される。作製すべきプリフォームにおける望ましくない褶曲がこれにより回避される。このようにして作製されたプリフォームは安定しており、さらなる作業工程のために相応に準備される。
【００４２】
図３ｂは、本発明の方法の第１の方法工程のさらなる一実施形態を示す。図３ｂにもコア３０が示されており、このコアの上に繊維半製品の一実施例として、第１の側３８と第２の側３９を備えるスクリム３２が巻き付けられている。スクリム３２はロール３１からコア３０に巻き付けられる。ここでコア３０は、その長手軸４０を中心に矢印３４の方向に回転する。図３ａとの相違点は、スクリム３２がロール３１とコア３０との間で下方から結合剤施与装置３７を介して結合剤３３により浸潤されることである。すなわち第２の側３９に結合剤３３が施与される。
【００４３】
図３ａと図３ｂに示されたものに代わり、スクリムにはロール上で結合剤をすでに設けたものを用いることができる。この場合、対応の結合剤施与装置はもはや不要である。さらに結合剤施与装置に加えて、または結合剤施与装置の代わりに、熱放射器、オーブン等の熱源を設けることができ、これにより結合剤が接着され、したがって個々の層の付着力が強化される。
【００４４】
さらなる択一的形態では、結合剤をロール上のスクリムに施与することができる。この場合、結合剤施与装置は、とりわけロールの上に直接配置される。
【００４５】
図３ｃは、図３ａまたは図３ｂによる方法の第２の方法工程を示す。図３ｃにはコア１０，３０が示されている。コア１０，３０上では、作製すべきプリフォームに対して所定の数のスクリム１２，３２の層が達成される。ここで個々の層は良好に互いに付着する。スクリム１２，３２をコア１０，３０の上に巻き付けた後、スクリム１２，３２は、これにまだマトリクスが設けられていない場合、そのようなマトリクスにより含浸される。あるいはこの含浸過程は、スクリム１２，３２をロール１１，３１からコア１０，３０に繰り出す間に行うこともできる。巻き付けられ、場合によりスクリムに樹脂等が含浸された後、スクリムは硬化される。硬化の後、スクリムは中央で、すなわち中央ライン１６，３６で分離され、図３ｄに示すように、そこから２つのプリフォームまたは予成形品１５，３５が得られる。ここで２つのプリフォームまたは予成形品１５，３５は、（予成形品）ハーフシェルとして構成されている。これにより引き続きロータブレードまたはロータブレード要素が作製される。
【００４６】
コアは任意選択的に２５秒未満、とりわけ９秒未満でその長手軸を中心に一回転する。
【００４７】
半製品に前もってマトリクスがすでに設けられている場合、半製品は、コアに巻き付けられた後、直接硬化される。
【００４８】
図４は、本発明の一風力発電装置−ロータブレードを概略的断面図に示す。
【００４９】
予成形品−ハーフシェル１５，３５は、ロータブレード１０８の構造体の一部である。言い替えると、予成形品−ハーフシェル１５，３５はロータブレード１０８に組み込まれている。とりわけ予成形品−ハーフシェル１５，３５はロータブレード−ハーフシェルに組み込まれている。
【００５０】
本発明によれば一風力発電装置−ロータブレードが作製される。ここでは２つの予成形品−ハーフシェルが、風力発電装置−ロータブレードの作製時に使用される。
【００５１】
本発明によれば、風力発電装置−ロータブレードは２つのロータブレード−ハーフシェルから組み立てられ、ハーフシェルに各々に予成形品の分離された２つの半分の一方が使用される。
【符号の説明】
【００５２】
１００  風力発電装置
１０２  タワー
１０４  ナセル
１０６  ロータ
１０８  ロータブレード
１１０  スピナ
１  型枠
２  繊維半製品
１０  コア
１１  ロール
１２  繊維半製品（層状繊維束ないしスクリム、Gelege）
１３  結合剤
１４  矢印
１５  予成形品（プリフォーム、ハーフシェル）
１６  中央ライン
１７  結合剤施与装置
１８  第１の側
１９  第２の側
２０  長手軸
３０  コア
３１  ロール
３２  繊維半製品（スクリム）
３３  結合剤
３４  矢印
３５  予成形品（プリフォーム、ハーフシェル）
３６  中央ライン
３７  結合剤施与装置
３８  第１の側
３９  第２の側
４０  長手軸
【図１】
2018510795.tif 000003
【図２】
2018510795.tif 000004
【図３ａ】
2018510795.tif 000005
【図３ｂ】
2018510795.tif 000006
【図３ｃ】
2018510795.tif 000007
【図３ｄ】
2018510795.tif 000008
【図４】
2018510795.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月11日(2017.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置−ロータブレードの予成形品（１５，３５）の作製方法であって、当該方法は：
・少なくとも１つの乾燥した繊維半製品（１２，３２）を少なくとも１つのロール（１１，３１）上に準備する工程と、
・結合剤（１３，３３）を繊維半製品（１２，３２）に施与する工程および／または繊維半製品（１２，３２）を加熱する工程と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を、少なくとも１つのロール（１１，３１）からコア（１０，３０）に、当該コア（１０，３０）の回転によって巻き付ける工程と、
・コア（１０，３０）に巻き付けた後に繊維半製品（１２，３２）を硬化する工程と、
・２つの予成形品−ハーフシェルを獲得するために予成形品（１５，３５）を分離する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記コア（１０，３０）は２５秒未満でコアの長手軸を中心に一回転する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
繊維半製品（１２，３２）は、前記コアとは反対の第１の側と、前記コアに向いた第２の側を有し、
当該第１の側および／または第２の側は、ロール（１１，３１）とコア（１０，３０）との間で結合剤（１３，３３）によって浸潤される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
結合剤の施与は、繊維半製品（１２，３２）の準備の前に行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
予成形品（１５，３５）の分離は中央で、硬化の前または後で行われる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）の巻き付けは、コア（１０，３０）の長手軸に対する運動によって実施される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ロール（１１，３１）からコア（１０，３０）への繊維半製品（１２，３２）の巻き付けの前に、分離フィルムがコア（１０，３０）に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
コア（１０，３０）は、楕円形の長手の本体として構成されており、モータによって運動される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
２から３０のロール（１１，３１）が使用される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも２つの繊維半製品（１２，３２）が２つのロール（１１，３１）上に異なる繊維配向を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つの繊維半製品（１２，３２）が少なくとも１つの異なる繊維配向で巻き付けられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
繊維半製品（１２，３２）には、コア（１０，３０）への巻き付けの際に押圧力が及ぼされる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
風力発電装置−ロータブレードの作製方法であって、当該方法は：
・少なくとも１つの乾燥した半製品（１２，３２）を少なくとも１つのロール（１１，３１）上に準備する工程と、
・結合剤（１３，３３）を繊維半製品（１２，３２）に施与する工程および／または繊維半製品（１２，３２）を加熱する工程と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を、少なくとも１つのロール（１１，３１）からコア（１０，３０）に、当該コア（１０，３０）の回転によって巻き付け、巻き付けられた繊維半製品に樹脂を浸潤する工程と、
・樹脂を湿潤し、コア（１０，３０）に巻き付けた後、繊維半製品（１２，３２）を硬化する工程と、
・２つの予成形品−ハーフシェル（１５，３５）を獲得するために、巻き付けられ、硬化された繊維半製品を分離する工程と、を含み、
前記２つの予成形品−ハーフシェル（１５，３５）は、これらをロータブレードに組み込むことによって風力発電装置−ロータブレードの作製に使用される方法。
【請求項１４】
風力発電装置−ロータブレード用の予成形品（１５，３５）であって、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法により作製された予成形品。
【請求項１５】
請求項１４による予成形品を備える風力発電装置−ロータブレード。
【請求項１６】
風力発電装置−ロータブレード用の予成形品（１５，３５）の作製装置であって、
・少なくとも１つの乾燥した繊維半製品（１２，３２）が配置された少なくとも１つのロール（１１，３１）と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）が巻き付け可能である少なくとも１つのコア（１０，３０）と、
・少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を結合剤により浸潤するための結合剤施与装置および／または少なくとも１つの繊維半製品（１２，３２）を加熱するための熱源と、
・コア（１０，３０）を回転運動させるための駆動装置と、を有しており、
前記コア（１０，３０）は９秒未満でその長手軸を中心に一回転し、
繊維半製品（１２，３２）は、コア（１０，３０）の回転運動によってコア（１０，３０）に巻き付け可能である、作製装置。
【請求項１７】
さらに走行装置を有し、該走行装置は、少なくとも１つのロール（１１，３１）をコアの長手軸の方向に走行させるために設けられている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
２から３０のロール（１１，３１）が設けられており、ロール（１１，３１）の少なくとも２つは、繊維配向の異なる２つの繊維半製品（１２，３２）を有する、ことを特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
・タワーと、
・該タワーに回転可能に支承されたナセルと、
・該ナセルに回転可能に支承されたロータと、
・該ロータに固定された複数のロータブレードと、を有する風力発電装置であって、
前記複数のロータブレードの少なくとも１つは請求項１４による予成形品によって作製されている、風力発電装置。
【請求項２０】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法により作製された予成形品の、風力発電装置−ロータブレードを作製するための使用法であって、
風力発電装置−ロータブレードを、２つのロータブレード−ハーフシェルから組み立て、
２つのロータブレード−ハーフシェルの一方は予成形品−ハーフシェルを有する、使用法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この課題は、請求項１による予成形品の作製方法によって解決される。
本発明では以下の形態が可能である。
（形態１）風力発電装置−ロータブレードの予成形品の作製方法であって、当該方法は：・少なくとも１つの乾燥した繊維半製品を少なくとも１つのロール上に準備する工程と、・結合剤を繊維半製品に施与する工程および／または繊維半製品を加熱する工程と、・少なくとも１つの繊維半製品を、少なくとも１つのロールからコアに、当該コアの回転によって巻き付ける工程と、・コアに巻き付けた後に繊維半製品を硬化する工程と、・２つの予成形品−ハーフシェルを獲得するために予成形品を分離する工程と、を含む方法が提供される。
（形態２）前記コアは２５秒未満で、とりわけ９秒未満でコアの長手軸を中心に一回転することが好ましい。
（形態３）繊維半製品は、前記コアとは反対の第１の側と、前記コアに向いた第２の側を有し、当該第１の側および／または第２の側は、ロールとコアとの間で結合剤によって浸潤されることが好ましい。
（形態４）結合剤の施与は、繊維半製品の準備の前に行われることが好ましい。
（形態５）予成形品の分離は中央で、硬化の前または後で行われることが好ましい。
（形態６）少なくとも１つの繊維半製品の巻き付けは、コアの長手軸に対する運動によって実施されることが好ましい。
（形態７）ロールからコアへの繊維半製品の巻き付けの前に、分離フィルム、とりわけホスタファンフィルム（登録商標）、がコアに配置されることが好ましい。
（形態８）コアは、楕円形の長手の本体として構成されており、モータによって運動されることが好ましい。
（形態９）２から３０のロール、とりわけ２から４のロール、が使用され、および／または少なくとも２つの繊維半製品が２つのロール上に異なる繊維配向を有し、および／または少なくとも２つの繊維半製品が少なくとも１つの異なる繊維配向で巻き付けられることが好ましい。
（形態１０）繊維半製品には、コアへの巻き付けの際に押圧力が及ぼされることが好ましい。
（形態１１）風力発電装置−ロータブレードの作製方法であって、当該方法は：・少なくとも１つの乾燥した半製品を少なくとも１つのロール上に準備する工程と、・結合剤を繊維半製品に施与する工程および／または繊維半製品を加熱する工程と、・少なくとも１つの繊維半製品を、少なくとも１つのロールからコアに、当該コアの回転によって巻き付け、巻き付けられた繊維半製品に樹脂を浸潤する工程と、・樹脂を湿潤し、コアに巻き付けた後、繊維半製品を硬化する工程と、・２つの予成形品−ハーフシェルを獲得するために、巻き付けられ、硬化された繊維半製品を分離する工程と、を含み、前記２つの予成形品−ハーフシェルは、これらをロータブレードに組み込むことによって風力発電装置−ロータブレードの作製に使用される方法が提供される。
（形態１２）風力発電装置−ロータブレード用の予成形品であって、形態１から１１のいずれか一に記載の方法により作製された予成形品が提供される。
（形態１３）形態１２による予成形品を備える風力発電装置−ロータブレードが提供される。
（形態１４）風力発電装置−ロータブレード用の予成形品の作製装置であって、・少なくとも１つの乾燥した繊維半製品が配置された少なくとも１つのロールと、・少なくとも１つの繊維半製品が巻き付け可能である少なくとも１つのコアと、・少なくとも１つの繊維半製品を結合剤により浸潤するための結合剤施与装置および／または少なくとも１つの繊維半製品を加熱するための熱源と、・コアを回転運動させるための駆動装置と、を有しており、前記コアは９秒未満でその長手軸を中心に一回転し、繊維半製品は、コアの回転運動によってコアに巻き付け可能である、作製装置が提供される。
（形態１５）さらに走行装置を有し、該走行装置は、少なくとも１つのロールをコアの長手軸の方向に走行させるために設けられていることが好ましい。
（形態１６）２から３０のロール、とりわけ２から４のロールが設けられており、ロールの少なくとも２つは、繊維配向の異なる２つの繊維半製品を有することが好ましい。
（形態１７）・タワーと、・該タワーに回転可能に支承されたナセルと、・該ナセルに回転可能に支承されたロータと、・該ロータに固定された複数のロータブレードと、を有する風力発電装置であって、前記複数のロータブレードの少なくとも１つは形態１２または１３による予成形品によって作製されている、風力発電装置が提供される。
（形態１８）形態１から１０のいずれか一に記載の方法により作製された予成形品の、風力発電装置−ロータブレードを作製するための使用であって、風力発電装置−ロータブレードを、２つのロータブレード−ハーフシェルから組み立て、２つのロータブレード−ハーフシェルの一方は予成形品−ハーフシェルを有する、使用が提供される。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号はもっぱら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【国際調査報告】
2018510795.tif 000010
2018510795.tif 000011
2018510795.tif 000012
2018510795.tif 000013