DE102018004152A1

DE102018004152A1 - Lifting system for a rotor blade and method for lifting a rotor blade

Info

Publication number: DE102018004152A1
Application number: DE102018004152.3A
Authority: DE
Inventors: Francesco Previtali
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-11-28

Abstract

Hebesystem für ein Rotorblatt (17), umfassend eine Hebeeinrichtung (18) und ein Rotorblatt (17). Die Hebeeinrichtung (18) umfasst eine dem Rotorblatt (17) zugewandte Auflagefläche (22, 23). Zwischen der Auflagefläche (22, 23) und dem Rotorblatt (17) ist eine Abstandsmatte (24, 25) angeordnet, wobei die Abstandsmatte (24, 25) eine Ausnehmung (27) aufweist und wobei ein Vorsprung (26) des Rotorblatts (17) in die Ausnehmung (27) hineinragt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Heben eines Rotorblatts.Lifting system for a rotor blade (17), comprising a lifting device (18) and a rotor blade (17). The lifting device (18) comprises a bearing surface (22, 23) facing the rotor blade (17). Between the support surface (22, 23) and the rotor blade (17) a spacer mat (24, 25) is arranged, wherein the spacer mat (24, 25) has a recess (27) and wherein a projection (26) of the rotor blade (17) protrudes into the recess (27). The invention also relates to a method for lifting a rotor blade.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hebesystem für ein Rotorblatt. Das System umfasst eine Hebeeinrichtung und ein Rotorblatt. Die Hebeeinrichtung ist mit einer dem Rotorblatt zugewandten Auflagefläche versehen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Heben eines Rotorblatts.The invention relates to a lifting system for a rotor blade. The system comprises a lifting device and a rotor blade. The lifting device is provided with a bearing surface facing the rotor blade. The invention also relates to a method for lifting a rotor blade.

Beim Errichten einer Windenergieanlage kann so vorgegangen werden, dass die Rotorblätter einzeln und nacheinander mit der Rotornabe verbunden werden, nachdem der Turm bereits errichtet ist, die Gondel auf dem Turm angeordnet ist und die Rotornabe an der Gondel angebracht ist. Dies erfordert eine Hebeeinrichtung, mit der ein einzelnes Rotorblatt in eine große Höhe angehoben werden kann.When building a wind turbine can proceed so that the rotor blades are individually and sequentially connected to the rotor hub after the tower is already established, the nacelle is placed on the tower and the rotor hub is attached to the nacelle. This requires a lifting device with which a single rotor blade can be raised to a great height.

Das Rotorblatt ist beim Anheben üblicherweise horizontal ausgerichtete, so dass die Blattwurzel und die Blattspitze sich im Wesentlichen in derselben Höhe befinden. Eine Oberfläche des Rotorblatts kann in flächigem Kontakt mit der Auflagefläche der Hebeeinrichtung stehen, so dass die zwischen dem Rotorblatt und der Auflagefläche wirkenden Kräfte über eine größere Fläche verteilt werden. Diese Vorgehensweise wird erschwert, wenn die Oberfläche des Rotorblatts Vorsprünge aufweist, die ein flächiges Auflegen der Auflagefläche auf die Oberfläche des Rotorblatts verhindern.The rotor blade is usually horizontally oriented during lifting so that the blade root and the blade tip are at substantially the same height. A surface of the rotor blade can be in surface contact with the bearing surface of the lifting device, so that the forces acting between the rotor blade and the bearing surface forces are distributed over a larger area. This procedure is made more difficult if the surface of the rotor blade has projections which prevent a planar placement of the bearing surface on the surface of the rotor blade.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hebesystem für ein Rotorblatt und ein zugehöriges Verfahren vorzustellen, die eine größere Flexibilität in der Anwendung ermöglichen. Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention has for its object to provide a lifting system for a rotor blade and an associated method, which allow greater flexibility in the application. Based on the cited prior art, the object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Hebesystem ist zwischen der Auflagefläche und dem Rotorblatt eine Abstandsmatte angeordnet. Die Abstandsmatte hat eine Ausnehmung. Ein Vorsprung des Rotorblatts ragt in die Ausnehmung hinein.In the lifting system according to the invention, a spacer mat is arranged between the bearing surface and the rotor blade. The spacer mat has a recess. A projection of the rotor blade protrudes into the recess.

Wenn die Abstandsmatte auf diese Weise relativ zu dem Rotorblatt positioniert ist, kann eine von dem Rotorblatt abgewandte Fläche der Abstandsmatte als Kontaktfläche zu der Auflagefläche der Hebeeinrichtung dienen. Damit wird ermöglicht, dass die Hebeeinrichtung auch in solchen Abschnitten des Rotorblatts angreifen kann, in denen die Oberfläche des Rotorblatts Vorsprünge aufweist.If the spacer mat is positioned in this way relative to the rotor blade, a surface of the spacer mat remote from the rotor blade can serve as a contact surface to the bearing surface of the lifting device. This makes it possible that the lifting device can engage in those sections of the rotor blade in which the surface of the rotor blade has projections.

Das Rotorblatt hat eine Längsrichtung, die sich zwischen der Blattwurzel und der Blattspitze erstreckt. Das Rotorblatt kann eine Saugseite und eine Druckseite aufweisen, die sich jeweils zwischen einer Vorderkante und einer Hinterkante des Rotorblatts erstrecken. Die Saugseite und die Druckseite können gemeinsam eine aerodynamische Kontur des Rotorblatts aufspannen. Die aerodynamische Kontur kann so ausgelegt sein, dass sie wirksam wird, wenn eine Luftströmung sich entlang der Saugseite und der Druckseite von der Vorderkante zur Hinterkante bewegt. Der Abstand zwischen der Vorderkante und der Hinterkante des Rotorblatts kann im Wesentlichen rechtwinklig zu der Längsrichtung des Rotorblatts ausgerichtet sein. Während des Hebevorgangs kann das Rotorblatt so ausgerichtet sein, dass die Saugseite und die Druckseite im Wesentlichen nach oben und nach unten weisen.The rotor blade has a longitudinal direction extending between the blade root and the blade tip. The rotor blade may have a suction side and a pressure side, each extending between a leading edge and a trailing edge of the rotor blade. The suction side and the pressure side can jointly span an aerodynamic contour of the rotor blade. The aerodynamic contour may be configured to take effect when an airflow moves along the suction side and the pressure side from the leading edge to the trailing edge. The distance between the leading edge and the trailing edge of the rotor blade may be oriented substantially perpendicular to the longitudinal direction of the rotor blade. During the lifting process, the rotor blade may be oriented so that the suction side and the pressure side are substantially up and down.

Die Auflagefläche der Hebeeinrichtung kann der Saugseite oder der Druckseite des Rotorblatts zugewandt sein. Die Auflagefläche der Hebeeinrichtung kann eine Kontur haben, die zu der aerodynamischen Kontur des Rotorblatts passt. Damit wird es möglich, eine Abstandsmatte zu verwenden, die zwischen der dem Rotorblatt zugewandten Kontaktfläche und der der Hebeeinrichtung zugewandten Kontaktfläche eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist. Möglich ist auch, die Abstandsmatte so zu gestalten, dass sie Abweichungen zwischen der Kontur des Rotorblatts und Auflagefläche der Hebeeinrichtung ausgleicht. Eine solche Abstandsmatte kann eine ungleichmäßige Dicke haben.The support surface of the lifting device may be facing the suction side or the pressure side of the rotor blade. The bearing surface of the lifting device may have a contour that matches the aerodynamic contour of the rotor blade. This makes it possible to use a spacer mat which has a substantially uniform thickness between the contact surface facing the rotor blade and the contact surface facing the lifting device. It is also possible to design the spacer mat so that it compensates for deviations between the contour of the rotor blade and bearing surface of the lifting device. Such a spacer mat may have an uneven thickness.

Die Dicke der Abstandsmatte ist vorzugsweise mindestens so groß wie die Höhe des Vorsprungs des Rotorblatts. Die Höhe des Vorsprungs bezieht sich auf die Höhe gegenüber der aerodynamischen Kontur des Rotorblatts. Um einen Kontakt zwischen der Auflagefläche der Hebeeinrichtung und dem Vorsprung sicher zu vermeiden, kann die Dicke der Abstandsmatte um wenigstens 5 %, vorzugsweise um wenigstens 10 %, weiter vorzugsweise um wenigstens 30 % größer sein als die Höhe des Vorsprungs.The thickness of the spacer mat is preferably at least as great as the height of the projection of the rotor blade. The height of the protrusion refers to the height relative to the aerodynamic contour of the rotor blade. In order to safely avoid contact between the bearing surface of the lifting device and the projection, the thickness of the spacer mat may be greater than the height of the projection by at least 5%, preferably by at least 10%, more preferably by at least 30%.

Der Vorsprung kann dazu bestimmt sein, die aerodynamischen Eigenschaften des Rotorblatts zu verbessern. Beispielsweise kann es sich bei dem Vorsprung um einen Vortex-Generator handeln. Vortex-Generatoren sind Vorsprünge, die auf der Oberfläche eines Rotorblatts angeordnet werden mit dem Ziel, die Wahrscheinlichkeit eines Strömungsabrisses zu vermindern. Möglich ist auch, dass es sich bei dem in die Ausnehmung der Abstandsmatte hineinragenden Vorsprung um eine andere Art von Vorsprung handelt, insbesondere um eine andere Art von aerodynamisch wirksamem Vorsprung.The projection may be designed to improve the aerodynamic properties of the rotor blade. For example, the projection may be a vortex generator. Vortex generators are protrusions that are placed on the surface of a rotor blade with the aim of reducing the likelihood of a stall. It is also possible that the projection projecting into the recess of the spacer mat is another type of projection, in particular a different type of aerodynamically effective projection.

Die Ausnehmung in der Abstandsmatte kann sich durch die Abstandsmatte hindurch erstrecken, so dass die Ausnehmung einen Durchbruch in der Abstandsmatte bildet. Eine solche Abstandsmatte hat den Vorteil, dass nach dem Auflegen der Abstandsmatte auf das Rotorblatt leicht überprüft werden kann, ob die Abstandsmatte relativ zu den Vorsprüngen richtig positioniert ist. In einer alternativen Ausführungsform erstreckt die Ausnehmung sich nicht durch die Abstandsmatte hindurch, sondern ist nach Art eines Sacklochs gestaltet. Eine solche Gestaltung kann Vorteile für eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen der Auflagefläche der Hebeeinrichtung und der Oberfläche des Rotorblatts haben.The recess in the spacer mat can extend through the spacer mat, so that the recess forms a breakthrough in the spacer mat. Such a spacer mat has the advantage that after placing the spacer mat on the rotor blade can be easily checked whether the spacer mat relative to the Projections is positioned correctly. In an alternative embodiment, the recess does not extend through the spacer mat, but is designed in the manner of a blind hole. Such a design may have advantages for a uniform force transmission between the support surface of the lifting device and the surface of the rotor blade.

Umfasst die Abstandsmatte eine Mehrzahl von Ausnehmungen, so können alle Ausnehmungen gemäß einer der beiden Varianten gestaltet sein. Möglich ist auch, dass ein Teil der Ausnehmungen als Sackloch und ein anderer Teil der Ausnehmungen als Durchbruch gestaltet ist.If the spacer mat comprises a plurality of recesses, then all the recesses can be designed in accordance with one of the two variants. It is also possible that a part of the recesses is designed as a blind hole and another part of the recesses as a breakthrough.

Die Abstandsmatte kann aus einem nicht-kompressiblen Material bestehen. Nichtkompressibel bedeutet, dass die Abstandsmatte unter den beim Heben des Rotorblatts auftretenden Kräften nicht zusammengedrückt wird. Mit anderen Worten entspricht der Abstand zwischen der Oberfläche des Rotorblatts und der Auflagefläche der Hebeeinrichtung der Dicke der Abstandsmatte. Möglich ist auch, dass die Abstandsmatte ein leichtes Maß an Kompressibilität aufweist. Die Kompressibilität sollte so bemessen sein, dass die Dicke der Abstandsmatte auch unter den höchsten auftretenden Kräften noch größer ist als die Höhe des Vorsprungs.The spacer mat may be made of a non-compressible material. Non-compressible means that the spacer mat is not compressed under the forces that occur when lifting the rotor blade. In other words, the distance between the surface of the rotor blade and the bearing surface of the lifting device corresponds to the thickness of the spacer mat. It is also possible that the spacer mat has a slight degree of compressibility. The compressibility should be such that the thickness of the spacer mat is even greater than the height of the projection, even under the highest occurring forces.

Die Abstandsmatte kann beispielsweise aus einem anfänglich flüssigen Elastomer hergestellt werden, das bei der Herstellung aushärtet. Das Material kann in flüssigem Zustand in eine geeignete Gussform eingebracht werden. Damit die Abstandsmatte gut an die Kontur eines bestimmten Typs von Rotorblatt angepasst ist, kann ein Teil der Gussform durch einen Oberflächenabschnitt eines solchen Rotorblatts gebildet werden. Als Material für die Abstandsmatte kommt beispielsweise Silikon in Betracht.For example, the spacer mat may be made of an initially liquid elastomer that cures during manufacture. The material can be introduced in a liquid state into a suitable casting mold. In order for the standoff mat to conform well to the contour of a particular type of rotor blade, a portion of the mold may be formed by a surface portion of such a rotor blade. As a material for the spacer mat example silicone comes into consideration.

Die Abstandsmatte kann mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen versehen sein. Damit kann die Möglichkeit geschaffen werden, dass ein Vorsprung des Rotorblatts abhängig von der Anwendungssituation in verschiedene Ausnehmungen der Abstandsmatte hineinragt. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um eine Abstandsmatte und damit die Hebeeinrichtung günstig relativ zu dem Schwerpunkt des Rotorblatts zu positionieren.The spacer mat can be provided with a plurality of recesses. Thus, the possibility can be created that a projection of the rotor blade protrudes depending on the application situation in different recesses of the spacer mat. This can for example be used to position a spacer mat and thus the lifting device low relative to the center of gravity of the rotor blade.

In einer Ausführungsform des Systems umfasst die Abstandsmatte eine Mehrzahl von Ausnehmungen, und umfasst das Rotorblatt eine Mehrzahl von Vorsprüngen. Die Ausnehmungen der Abstandsmatte können so angeordnet sein, dass jede der Ausnehmungen einen Vorsprung des Rotorblatts aufnimmt. Die Zahl der Ausnehmungen in der Abstandsmatte sollte mindestens so groß sein wie die Anzahl der Vorsprünge in dem von der Abstandsmatte abgedeckten Bereich des Rotorblatts. Möglich ist auch, dass die Zahl der Vorsprünge kleiner ist als die Zahl der Ausnehmungen, so das nicht jeder Ausnehmung einen Vorsprung aufnimmt. Ferner ist möglich, dass eine oder mehrere Ausnehmungen der Abstandsmatte so bemessen sind, dass sie mehr als einen Vorsprung aufnehmen.In one embodiment of the system, the spacer mat comprises a plurality of recesses, and the rotor blade comprises a plurality of protrusions. The recesses of the spacer mat can be arranged so that each of the recesses receives a projection of the rotor blade. The number of recesses in the spacer mat should be at least as large as the number of protrusions in the region of the rotor blade covered by the spacer mat. It is also possible that the number of projections is smaller than the number of recesses, so that not every recess receives a projection. It is also possible that one or more recesses of the spacer mat are dimensioned such that they receive more than one projection.

Um Toleranzen ausgleichen zu können, kann die Ausnehmung im Querschnitt betrachtet (also parallel zur Kontaktfläche zwischen der Abstandsmatte und dem Rotorblatt) größer sein als der Vorsprung. Beispielsweise kann die Ausnehmung in eine Richtung um mindestens 10 %, vorzugsweise um mindestens 20 %, weiter vorzuweisen um mindestens 50 % größer sein als der Vorsprung. Das Einhalten einer ausreichenden Toleranz ist insbesondere relevant, wenn mehrere Vorsprünge des Rotorblatts in mehreren Ausnehmungen der Abstandsmatte aufgenommen werden sollen. Die Vorsprünge müssen dann in der betreffenden Richtung so dimensioniert sein, dass sie auch Abstandstoleranzen zwischen den Vorsprüngen ausgleichen. Beispielsweise können eine oder mehrere Ausnehmungen bezogen auf die betreffende Richtung um ein Toleranzmaß größer sein als die Ausdehnung des Vorsprungs in dieser Richtung, wobei das Toleranzmaß wenigstens 5 %, vorzugsweise wenigstens 10 %, weiter vorzugsweise wenigstens 20 % des Abstands zweier benachbarter Vorsprünge entspricht.In order to be able to compensate for tolerances, the recess can be considered in cross-section (ie, parallel to the contact surface between the spacer mat and the rotor blade) greater than the projection. For example, the recess may be larger in one direction by at least 10%, preferably by at least 20%, by at least 50% greater than the projection. Maintaining a sufficient tolerance is particularly relevant if a plurality of projections of the rotor blade to be received in a plurality of recesses of the spacer mat. The projections must then be dimensioned in the relevant direction so that they also compensate for distance tolerances between the projections. For example, one or more recesses relative to the respective direction may be larger by an allowance than the extension of the protrusion in this direction, the tolerance dimension corresponding to at least 5%, preferably at least 10%, more preferably at least 20% of the distance between two adjacent protrusions.

Das Hebesystem kann eine Mehrzahl von Abstandsmatten umfassen. Jede der Abstandsmatten kann eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen. Möglich ist auch, dass ein Teil der Abstandsmatten mit Ausnehmungen versehen ist, während ein Teil der Abstandsmatten frei von Ausnehmungen ist. Abstandsmatten ohne Ausnehmungen können auf Bereiche des Rotorblatts aufgelegt werden, in denen es keine Vorsprünge gibt.The lifting system may include a plurality of spacer mats. Each of the spacer mats may have one or more recesses. It is also possible that a part of the spacer mats is provided with recesses, while a part of the spacer mats is free of recesses. Spacer mats without recesses can be placed on areas of the rotor blade where there are no protrusions.

Die Abstandsmatten können so an dem Rotorblatt angelegt werden, dass der Schwerpunkt des Rotorblatts zwischen den Abstandsmatten angeordnet ist. Dies kann sinnvoll sein, wenn die Hebeeinrichtung mit zwei Auflageflächen an dem Rotorblatt angreift, wobei die Auflageflächen den Schwerpunkt des Rotorblatts zwischen sich einschließen. Es kann jede Auflagefläche der Hebeeinrichtung eine Abstandsmatte mit der Oberfläche des Rotorblatts einschließen. Möglich ist auch, dass es eine solche Abstandsmatte für einen Teil der Auflageflächen gibt, während ein anderer Teil der Auflageflächen direkt auf der Oberfläche des Rotorblatts aufliegt.The spacer mats can be applied to the rotor blade so that the center of gravity of the rotor blade is arranged between the spacer mats. This may be useful if the lifting device engages with two bearing surfaces on the rotor blade, wherein the bearing surfaces include the center of gravity of the rotor blade between them. Each support surface of the lifting device may include a spacer mat with the surface of the rotor blade. It is also possible that there is such a spacer mat for a part of the bearing surfaces, while another part of the bearing surfaces rests directly on the surface of the rotor blade.

Möglich ist auch, dass eine Auflagefläche der Hebevorrichtung eine Mehrzahl von Abstandsmatten mit der Oberfläche des Rotorblatts einschließt. Wenn mehrere Abstandsmatten einer Auflagefläche der Hebevorrichtung zugeordnet sind, kann die einzelne Abstandsmatte kleiner gehalten werden, was für das Handling der Abstandsmatten von Vorteil sein kann. Außerdem kann es erleichtert werden, die Abstandsmatte bei verschiedenen Arten von Hebeeinrichtungen oder verschiedenen Arten von Rotorblättern zu verwenden.It is also possible that a support surface of the lifting device includes a plurality of spacer mats with the surface of the rotor blade. If more spacer mats a support surface associated with the lifting device, the single spacer mat can be kept smaller, which may be advantageous for the handling of the spacer mats. In addition, it may be facilitated to use the spacer mat in various types of lifters or different types of rotor blades.

In einer weiteren Variante, die zusätzlich oder alternativ dazu verwirklicht sein kann, umfasst das Hebesystem eine erste Abstandsmatte, die auf der Druckseite des Rotorblatts anliegt, und eine zweite Abstandsmatte, die auf der Saugseite des Rotorblatts anliegt. Dies kann von Vorteil sein, wenn eine Hebeeinrichtung verwendet wird, die mit zwei Auflageflächen an dem Rotorblatt angreift, wobei eine erste Auflagefläche an der Druckseite des Rotorblatts anliegt und eine zweite Auflagefläche an der Saugseite des Rotorblatts anliegt. Die beiden Auflageflächen können einen Abschnitt des Rotorblatts zwischen sich einschließen.In a further variant, which may be implemented additionally or alternatively, the lifting system comprises a first spacer mat, which rests on the pressure side of the rotor blade, and a second spacer mat, which rests on the suction side of the rotor blade. This may be advantageous if a lifting device is used, which engages with two bearing surfaces on the rotor blade, wherein a first bearing surface bears against the pressure side of the rotor blade and a second bearing surface bears against the suction side of the rotor blade. The two bearing surfaces may include a portion of the rotor blade between them.

Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung kann eine einzelne Abstandsmatte beispielsweise eine Länge zwischen 1 m und 20 m und/oder eine Breite zwischen 0,5 m und 1 m haben. In Summe können die an einem Rotorblatt anliegenden Abstandsmatten beispielsweise eine Fläche von 30 m² bedecken.For example, in typical embodiments of the invention, a single spacer mat may have a length between 1 m and 20 m and / or a width between 0.5 m and 1 m. In sum, the mats resting on a rotor blade can cover, for example, an area of 30 m ² .

Die Abstandsmatte kann an ihrer dem Rotorblatt zugewandten Seite Flächenabschnitte aufweisen, die glatt sind. Über diese Flächenabschnitte kann eine von den Auflageflächen ausgeübte Druckkraft auf die Oberfläche des Rotorblatts übertragen werden. Andere dem Rotorblatt zugewandte Oberflächenabschnitte der Abstandsmatte können strukturiert sein. Durch geeignete Anordnung glatter und strukturierter Oberflächenabschnitte kann die Krafteinleitung in das Rotorblatt gesteuert werden.The spacer mat may have on its side facing the rotor blade surface portions which are smooth. By means of these surface sections, a pressure force exerted by the bearing surfaces can be transmitted to the surface of the rotor blade. Other surface portions of the spacer mat facing the rotor blade may be structured. By suitable arrangement of smooth and structured surface sections, the introduction of force into the rotor blade can be controlled.

Die Hebeeinrichtung kann eine Tragestruktur umfassen, an der die Auflageflächen aufgehängt sind. Die Auflageflächen können beweglich gegenüber der Tragestruktur gelagert sein. Die Hebeeinrichtung kann einen Hydraulikantrieb umfassen, um eine oder mehrere Auflageflächen relativ zu der Tragestruktur zu bewegen. Der Hydraulikantrieb kann so eingerichtet sein, dass die Auflageflächen in einem Hebezustand mit einem vorgegebenen Anlagedruck an dem Rotorblatt/den Abstandsmatten anliegen. Der Anlagedruck ist vorzugsweise so bemessen, dass einerseits das Rotorblatt sicher gehalten wird, während andererseits Druckschäden an dem Rotorblatt vermieden werden.The lifting device may comprise a support structure on which the support surfaces are suspended. The support surfaces may be movably mounted relative to the support structure. The lifting device may include a hydraulic drive to move one or more bearing surfaces relative to the support structure. The hydraulic drive can be set up in such a way that the bearing surfaces abut the rotor blade / spacer mats in a lifting state with a predetermined contact pressure. The system pressure is preferably such that on the one hand the rotor blade is held securely, while on the other hand pressure damage to the rotor blade can be avoided.

Die Hebeeinrichtung kann einen Kran umfassen, um die Auflageflächen und ein von den Auflageflächen getragenes Rotorblatt anzuheben. Damit das Rotorblatt an der Rotornabe befestigt werden kann, kann der Kran so ausgelegt sein, dass er das Rotorblatt bis in eine Höhe von wenigstens 50 m, vorzugsweise von wenigstens 70 m anheben kann.The lifting device may comprise a crane to lift the bearing surfaces and a rotor blade carried by the bearing surfaces. So that the rotor blade can be fastened to the rotor hub, the crane can be designed so that it can lift the rotor blade to a height of at least 50 m, preferably of at least 70 m.

Das System kann eine Verbindungsvorrichtung umfassen, um die Abstandsmatte mit dem Rotorblatt zu verbinden. Die Abstandsmatte kann dann in der richtigen Position am Rotorblatt angesetzt werden, und durch die Verbindungsvorrichtung kann sichergestellt werden, dass die Abstandsmatte in dieser Position bleibt. Die in der passenden Position angeordnete Abstandsmatte kann als Orientierung dienen, um die Hebeeinrichtung richtig am Rotorblatt anzusetzen.The system may include a connection device for connecting the spacer mat to the rotor blade. The spacer mat can then be placed in the correct position on the rotor blade, and by the connecting device can be ensured that the spacer mat remains in this position. The spacer mat disposed in the proper position may serve as an orientation to properly seat the elevator on the rotor blade.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann das System eine Verbindungsvorrichtung aufweisen, um die Abstandsmatte mit der Hebeeinrichtung zu verbinden. Nachdem das Rotorblatt angehoben wurde und mit der Rotornabe verbunden wurde, kann die Hebeeinrichtung von dem Rotorblatt gelöst werden. In dieser Phase kann es von Vorteil sein, wenn die Abstandsmatte mit der Hebeeinrichtung verbunden ist, weil dann zusammen mit der Hebeeinrichtung auch die Abstandsmatte in kontrollierter Weise von dem Rotorblatt gelöst werden kann. In einer Ausführungsform bewirkt die Verbindungsvorrichtung eine direkte Verbindung zwischen der Abstandsmatte und der Auflagefläche, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn eine Abstandsmatte über einen Klettverschlusses mit der Auflagefläche verbunden ist.Additionally or alternatively, the system may include a connector to connect the spacer mat to the elevator. After the rotor blade has been lifted and connected to the rotor hub, the lifting device can be released from the rotor blade. In this phase, it may be advantageous if the spacer mat is connected to the lifting device, because then together with the lifting device and the spacer mat can be solved in a controlled manner of the rotor blade. In one embodiment, the connecting device effects a direct connection between the spacer mat and the support surface, as is the case, for example, when a spacer mat is connected to the support surface via a hook-and-loop fastener.

Das Hebesystem kann eine Verbindungsvorrichtung umfassen, die in einem ersten Verbindungszustand die Abstandsmatte mit dem Rotorblatt verbindet und die in einem zweiten Verbindungszustand die Abstandsmatte mit der Auflagefläche verbindet. Die Abstandsmatte kann dann zunächst in der richtigen Position an dem Rotorblatt befestigt werden und die Verbindungsvorrichtung in den ersten Verbindungszustand gebracht werden. Sobald die Hebeeinrichtung an dem Rotorblatt angesetzt ist, so dass die Abstandsmatte zwischen der Auflagefläche der Hebeeinrichtung und dem Rotorblatt eingeschlossen ist, wird die Abstandsmatte durch die Hebeeinrichtung in Position gehalten. Die zusätzliche Verbindung zwischen der Abstandsmatte und dem Rotorblatt durch die Verbindungsvorrichtung ist nicht mehr erforderlich. Die Verbindungsvorrichtung kann von dem Rotorblatt gelöst werden und in den zweiten Verbindungszustand gebracht werden. Damit wird die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass die Verbindungsvorrichtung versehentlich mit dem Rotorblatt verbunden bleibt. Es würde erheblichen Aufwand bereiten, wenn die Abstandsmatte nachträglich, nachdem das Rotorblatt bereits mit der Rotornabe verbunden ist, wieder von dem Rotorblatt gelöst werden müsste.The lifting system may comprise a connection device which connects the spacer mat to the rotor blade in a first connection state and which connects the spacer mat to the support surface in a second connection state. The spacer mat can then first be fixed in the correct position on the rotor blade and the connecting device can be brought into the first connection state. Once the lifting device is attached to the rotor blade, so that the spacer mat is enclosed between the support surface of the lifting device and the rotor blade, the spacer mat is held in position by the lifting device. The additional connection between the spacer mat and the rotor blade through the connecting device is no longer necessary. The connection device can be released from the rotor blade and brought into the second connection state. This reduces the likelihood that the connection device will remain inadvertently connected to the rotor blade. It would cause considerable effort if the spacer mat subsequently, after the rotor blade is already connected to the rotor hub, would have to be released from the rotor blade again.

Das Hebesystem kann ein oder mehrere Gurtelemente aufweisen, die dazu ausgelegt sind, um das Rotorblatt/die Auflagefläche herumgeführt zu werden oder an dem Rotorblatt/der Auflagefläche befestigt zu werden. Um zu vermeiden, dass das Gurtelement verloren geht, kann das Gurtelement fest mit der Abstandsmatte verbunden sein. Wird die Abstandsmatte durch Aushärten eines zunächst flüssigen Materials hergestellt, so kann ein Abschnitt des Gurtelements in die Abstandsmatte eingegossen werden.The lifting system may include one or more strap members configured to the rotor blade / bearing surface to be guided around or to be attached to the rotor blade / the bearing surface. In order to avoid that the belt element is lost, the belt element can be firmly connected to the spacer mat. If the spacer mat is produced by curing an initially liquid material, a section of the belt element can be cast into the spacer mat.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Heben eines Rotorblatts. Bei dem Verfahren wird eine Abstandsmatte auf das Rotorblatt aufgelegt wird, so dass ein Vorsprung des Rotorblatts in eine Ausnehmung der Abstandsmatte hineinragt. Es wird mit einer Hebeeinrichtung an dem Rotorblatt angegriffen, so dass Auflageflächen der Hebeeinrichtung über die Abstandsmatten Druck auf das Rotorblatt ausüben. Die Einheit kann mit einem Kran angehoben werden.The invention also relates to a method for lifting a rotor blade. In the method, a spacer mat is placed on the rotor blade, so that a projection of the rotor blade protrudes into a recess of the spacer mat. It is attacked by a lifting device on the rotor blade, so that bearing surfaces of the lifting device exert pressure on the rotor blade via the spacer mats. The unit can be lifted with a crane.

Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Hebesystems beschrieben sind. Das Hebesystem kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben sind.The method can be developed with further features that are described in the context of the lifting system according to the invention. The lifting system can be developed with further features that are described in the context of the method according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

1: eine Windenergieanlage in einem Zwischenzustand bei der Errichtung;
2: eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hebesystems;
3: Elemente eines erfindungsgemäßen Hebesystems;
4: die Elemente aus 3 in einer vergrößerten Darstellung;
5: die Elemente aus 4 in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
6: eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abstandsmatte;
7: einen Abschnitt aus 6 in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
8: einen anderen Abschnitt aus 6 in einer vergrößerten Schnittdarstellung.

The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, given by way of advantageous embodiments. Show it:

1 a wind turbine in an intermediate state at the time of construction;
2 a sectional view of a lifting system according to the invention;
3 : Elements of a lifting system according to the invention;
4 : the elements off 3 in an enlarged view;
5 : the elements off 4 in an enlarged sectional view;
6 an alternative embodiment of a spacer mat according to the invention;
7 : a section off 6 in an enlarged sectional view;
8th : another section 6 in an enlarged sectional view.

Eine Windenergieanlage umfasst einen Turm 14, auf dem eine Gondel 15 drehbar gelagert ist. Die Gondel 15 trägt einen Rotor, der durch den Wind in Drehung versetzt wird und über eine Rotorwelle einen Generator antreibt. Durch Drehen der Gondel 15 relativ zu dem Turm 14 kann der Rotor in Windrichtung ausgerichtet werden.A wind turbine includes a tower 14 on which a gondola 15 is rotatably mounted. The gondola 15 carries a rotor, which is rotated by the wind and drives a generator via a rotor shaft. By turning the gondola 15 relative to the tower 14 The rotor can be aligned in the wind direction.

Beim Errichten einer Windenergieanlage kann so vorgegangen werden, dass zunächst der Turm 14 aufgestellt wird und dann die Gondel 15 auf dem Turm 14 angeordnet wird. Mit der Gondel 15 verbunden ist eine Rotornabe 16, die Anschlüsse für drei Rotorblätter 17 aufweist. Die Rotorblätter 17 können wie in 1 gezeigt in horizontaler Ausrichtung an einen der Anschlüsse der Rotornabe 16 herangeführt werden und mit der Rotornabe 16 verbunden werden.When erecting a wind turbine can proceed so that first the tower 14 and then the gondola 15 on the tower 14 is arranged. With the gondola 15 connected is a rotor hub 16 , the connections for three rotor blades 17 having. The rotor blades 17 can like in 1 shown in horizontal alignment with one of the terminals of the rotor hub 16 be introduced and with the rotor hub 16 get connected.

Nach dem Anbringen des ersten Rotorblatts 17 kann die Rotornabe 16 um 120° gedreht werden, so dass ein anderer Anschluss der Rotornabe 16 bereit ist für die Aufnahme des nächsten Rotorblatts 17.After attaching the first rotor blade 17 can the rotor hub 16 be rotated by 120 °, leaving another port of the rotor hub 16 ready for the next rotor blade 17 ,

Zum Anheben des Rotorblatts 17 wird eine in 2 gezeigte Hebeeinrichtung 18 verwendet. Die Hebeeinrichtung 18 umfasst eine Tragestruktur 19, an der zwei Schwenkarme 20, 21 aufgehängt sind. Die Schwenkarme 20, 21 sind um zueinander parallele horizontale Achsen relativ zu der Tragestruktur 19 schwenkbar. An dem ersten Schwenkarm 20 ist eine erste Auflagefläche 22 aufgehängt. An dem zweiten Schwenkarm 21 ist eine zweite Auflagefläche 23 aufgehängt.For lifting the rotor blade 17 will be an in 2 shown lifting device 18 used. The lifting device 18 includes a support structure 19 , at the two swivel arms 20 . 21 are hung up. The swivel arms 20 . 21 are mutually parallel horizontal axes relative to the support structure 19 pivotable. On the first swivel arm 20 is a first contact surface 22 suspended. On the second swivel arm 21 is a second bearing surface 23 suspended.

Das Rotorblatt 17 ist zwischen den Auflageflächen 22, 23 angeordnet. Durch Schwenken der Schwenkarme 20, 21 relativ zu der Tragestruktur 19 können die Auflageflächen 22, 23 an das Rotorblatt 17 angenähert werden bzw. von dem Rotorblatt 17 entfernt werden.The rotor blade 17 is between the bearing surfaces 22 . 23 arranged. By pivoting the swivel arms 20 . 21 relative to the support structure 19 can the bearing surfaces 22 . 23 to the rotor blade 17 be approximated or from the rotor blade 17 be removed.

Zwischen der ersten Auflagefläche 22 und dem Rotorblatt 17 ist eine erste Abstandsmatte 24 angeordnet. Zwischen der zweiten Auflagefläche 23 und dem Rotorblatt 17 ist eine zweite Abstandsmatte 25 angeordnet. Um das Rotorblatt 17 anheben zu können, werden die Auflageflächen 22, 23 an das Rotorblatt 17 angenähert, so dass die Auflageflächen 22, 23 über die Abstandsmatten 24, 25 Druck auf das Rotorblatt 17 ausüben. Wird nun mit einem nicht dargestellten Kran an der Tragestruktur 19 der Hebeeinrichtung 18 angegriffen, so kann die Einheit angehoben werden, ohne dass das Rotorblatt 17 sich relativ zu der Hebeeinrichtung 18 bewegt. Zum Anheben wird ein Kran verwendet, der das Rotorblatt 17 bis auf die Höhe der Rotornabe 16 anheben kann.Between the first contact surface 22 and the rotor blade 17 is a first space mat 24 arranged. Between the second bearing surface 23 and the rotor blade 17 is a second space mat 25 arranged. To the rotor blade 17 be able to lift, the bearing surfaces 22 . 23 to the rotor blade 17 approximated so that the bearing surfaces 22 . 23 about the distance mats 24 . 25 Pressure on the rotor blade 17 exercise. Will now be with a crane, not shown on the support structure 19 the lifting device 18 attacked, the unit can be raised without the rotor blade 17 relative to the lifting device 18 emotional. To lift a crane is used, the rotor blade 17 down to the height of the rotor hub 16 can lift.

Gemäß 3 liegt das Rotorblatt zu Beginn des Vorgangs in horizontaler Ausrichtung am Boden. Die Abstandsmatten 24, 25 werden so auf die Oberfläche des Rotorblatts 17 aufgelegt, dass sie den Schwerpunkt des Rotorblatts 17 zwischen sich einschließen. Sind alle Abstandsmatten 24, 25 in Position, wird die Hebeeinrichtung 18 herangeführt und so betätigt, dass die Auflageflächen 22, 23 mit geeignetem Druck an den Abstandsmatten 24, 25 angreifen.According to 3 the rotor blade is at the beginning of the process in horizontal alignment on the ground. The distance mats 24 . 25 become so on the surface of the rotor blade 17 put up that they are the center of gravity of the rotor blade 17 between them. Are all spacer mats 24 . 25 in position, the lifting device 18 introduced and operated so that the bearing surfaces 22 . 23 with suitable pressure on the spacer mats 24 . 25 attack.

Gemäß dem vergrößerten Ausschnitt in 4 ist die Oberfläche des Rotorblatts 17 mit aerodynamisch wirkenden Vorsprüngen 26 in Form von Vortex-Generatoren versehen, die gegenüber der Oberfläche des Rotorblatts 17 nach außen vorspringen. Die auf das Rotorblatt aufgelegte Abstandsmatte 24 überdeckt eine Mehrzahl von Vortex-Generatoren 26. Gemäß der Schnittdarstellung in 5 ist die Abstandsmatte 24 an ihrer Unterseite mit Ausnehmungen 27 versehen, die in ihrer Position und in ihrer Größe an die Vortex-Generatoren 26 angepasst sind. Die Abstandsmatte 24 kann so auf die Oberfläche des Rotorblatts 17 aufgelegt werden, dass die Vortex-Generatoren 26 in die Ausnehmungen 27 hineinragen und dass die Abstandsmatte 24 zwischen den Vortex-Generatoren 26 flächig auf der Oberfläche des Rotorblatts 17 aufliegt.According to the enlarged section in 4 is the surface of the rotor blade 17 with aerodynamic protrusions 26 provided in the form of vortex generators facing the surface of the rotor blade 17 to project outwards. The spacer mat placed on the rotor blade 24 covers a plurality of vortex generators 26 , According to the sectional view in 5 is the spacer mat 24 on its underside with recesses 27 provided in their position and in size to the vortex generators 26 are adjusted. The spacer mat 24 can do so on the surface of the rotor blade 17 be imposed that the vortex generators 26 in the recesses 27 protrude and that the spacer mat 24 between the vortex generators 26 flat on the surface of the rotor blade 17 rests.

Wird nun mit den Auflageflächen 22, 23 der Hebeeinrichtung 18 Druck auf die Außenseite der Abstandsmatte 24 ausgeübt, so wirkt der Druck auf die Flächen zwischen den Vortex-Generatoren 26, während die in die Ausnehmungen 27 hineinragenden Vortex-Generatoren 26 nicht belastet werden.Will now with the bearing surfaces 22 . 23 the lifting device 18 Pressure on the outside of the spacer mat 24 exercised, so the pressure acts on the surfaces between the vortex generators 26 while in the recesses 27 protruding vortex generators 26 not be charged.

Die Ausnehmungen 27 sind etwas größer bemessen als die Vortex-Generatoren 26, so dass die Ausnehmungen 27 auch dann zu den Vortex-Generatoren 26 passen, wenn es bei den Vortex-Generatoren 26 Größentoleranzen oder Positionstoleranzen gibt.The recesses 27 are a bit larger than the vortex generators 26 so that the recesses 27 even then to the vortex generators 26 fit when it comes to vortex generators 26 Size tolerances or position tolerances are.

Die Abstandsmatte 24 umfasst gemäß 4 eine Verbindungsvorrichtung in Form von Gurtelementen 28, die in das Silikon-Material der Abstandsmatte 24 eingegossen sind. Die Gurtelemente 28 werden nach dem Auflegen der Abstandsmatte 24 um das Rotorblatt 17 herumgelegt und gespannt, so dass die Abstandsmatte 24 fest in ihrer Position gehalten wird.The spacer mat 24 includes according to 4 a connecting device in the form of belt elements 28 put into the silicone material of the spacer mat 24 are poured. The belt elements 28 be after placing the spacer mat 24 around the rotor blade 17 laid around and cocked, leaving the spacer mat 24 firmly held in position.

Nach dem Anbringen der Hebeeinrichtung 18 an dem Rotorblatt 17 werden die Gurtelemente 28 von dem Rotorblatt 17 gelöst. Anschließend werden die Gurtelemente 28 um die Auflagefläche 22 herumgeführt und gespannt, so dass die Abstandsmatte 24 mit der Auflagefläche 22 verbunden ist. Auf entsprechende Weise kann die Abstandsmatte 25 mit der Auflagefläche 23 verbunden werden. Nach dem Anheben des Rotorblatts 17 und Anbringen des Rotorblatts 17 an der Rotornabe 16 werden die Auflageflächen 22, 23 von dem Rotorblatt 17 gelöst. Die mit den Auflageflächen 22, 23 verbundenen Abstandsmatten 24, 25 folgen der Bewegung der Hebeeinrichtung 18 und können so auf kontrollierte Weise zu Boden gebracht werden.After attaching the lifting device 18 on the rotor blade 17 become the belt elements 28 from the rotor blade 17 solved. Subsequently, the belt elements 28 around the support surface 22 guided around and cocked, leaving the spacer mat 24 with the support surface 22 connected is. In a similar way, the spacer mat 25 with the support surface 23 get connected. After lifting the rotor blade 17 and attaching the rotor blade 17 at the rotor hub 16 become the bearing surfaces 22 . 23 from the rotor blade 17 solved. The with the bearing surfaces 22 . 23 connected spacer mats 24 . 25 follow the movement of the lifting device 18 and can be brought down in a controlled way.

Bei der alternativen Ausführungsform gemäß 6 ist die Abstandsmatte 24 auf ihrer Oberseite mit einem Klettverschluss-Element 29 versehen. Die Auflagefläche 22 hat ein dazu passendes Klettverschluss-Element, so dass die Abstandsmatte 24 nach dem Schließen der Hebeeinrichtung 18 automatisch mit der Auflagefläche 22 verbunden wird. Nach dem Schließen der Hebeeinrichtung 18 können die Gurtelemente 28 von dem Rotorblatt 17 gelöst werden und dann frei herunterhängen.In the alternative embodiment according to 6 is the spacer mat 24 on its top with a Velcro element 29 Provided. The bearing surface 22 has a matching velcro element, so that the spacer mat 24 after closing the lifting device 18 automatically with the support surface 22 is connected. After closing the lifting device 18 can the belt elements 28 from the rotor blade 17 be solved and then hang down freely.

Gemäß 7 umfasst die Abstandsmatte 24 an ihrer Unterseite Bereiche, in denen die Oberfläche glatt ist. Mit diesen Bereichen liegt die Abstandsmatte 24 auf dem Rotorblatt 17 auf und überträgt die von der Auflagefläche 22 ausgeübten Druckkräfte auf die Oberfläche des Rotorblatts. In anderen Bereichen kann die Unterseite der Abstandsmatte 24 strukturiert sein, so dass es nicht zu einer vollflächigen Anlage zwischen der Abstandsmatte 24 und dem Rotorblatt 17 kommt. Durch geeignete Verteilung von glatten und strukturierten Bereichen kann die Druckübertragung auf das Rotorblatt 17 gesteuert werden.According to 7 includes the spacer mat 24 at their bottom areas where the surface is smooth. With these areas is the spacer mat 24 on the rotor blade 17 on and transfers the from the support surface 22 exerted pressure forces on the surface of the rotor blade. In other areas, the underside of the spacer mat 24 be structured so that it does not become a full-surface attachment between the spacer mat 24 and the rotor blade 17 comes. By suitable distribution of smooth and structured areas, the pressure transmission to the rotor blade 17 being controlled.

Claims

Lifting system for a rotor blade (17), comprising a lifting device (18) and a rotor blade (17), wherein the lifting device (18) comprises a bearing surface (22, 23) facing the rotor blade (17), wherein between the bearing surface (22, 23 ) and the rotor blade (17) a spacer mat (24, 25) is arranged, wherein the spacer mat (24, 25) has a recess (27) and wherein a projection (26) of the rotor blade (17) projects into the recess (27) ,

Lifting system after Claim 1 , characterized in that the bearing surface (22, 23) faces the suction side or the pressure side of the rotor blade.

Lifting system after Claim 1 or 2 , characterized in that the support surface (22, 23) has a contour that matches the aerodynamic contour of the rotor blade (17).

Lifting system according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the thickness of the spacer mat (24, 25) is at least as large as the height of the projection (26) of the rotor blade.

Lifting system according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the projection (26) is a vortex generator.

Lifting system according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the spacer mat (24, 25) has a plurality of recesses (27) and that a plurality of projections (26) of the rotor blade (17) protrude into the recesses.

Lifting system after Claim 6 characterized in that one or more recesses (27) in a cross-sectional direction are larger by an allowance than the extent of the associated protrusion (26), the tolerance dimension being at least 5%, preferably at least 10%, more preferably at least 20% of the distance of two adjacent projections (26) corresponds.

Lifting system according to one of the Claims 1 to 7 characterized by a plurality of spacer mats (24, 25), each of said spacer mats (24, 25) having one or more recesses (27).

Lifting system according to one of the Claims 1 to 8th characterized by a connecting device (28, 29) adapted to connect the spacer mat (24, 25) to the rotor blade (17) and / or to the support surface (22, 23).

Lifting system after Claim 9 , characterized in that the connecting device (28) connects the spacer mat (24, 25) with the rotor blade (17) in a first connection state and connects the spacer mat (24, 25) with the support surface (22, 23) in a second connection state.

Lifting system after Claim 9 or 10 , characterized in that a portion of the connecting device (28) is cast in the material of the spacer mat (24, 25).

A method for lifting a rotor blade (17), in which a spacer mat (24, 25) is placed on the rotor blade (17), so that a projection (26) of the rotor blade (17) into a recess (27) of the spacer mat (24, 25), and in which a lifting device (18) on the rotor blade (17) is attacked, so that bearing surfaces (22, 23) of the lifting device (18) via the spacer mats (24, 25) pressure on the rotor blade (17) exercise.