风力涡轮机叶片、风力涡轮机、用于制作风力涡轮机部件的方法以及用于制作风力涡轮机叶片的方法与流程

1.本发明涉及一种风力涡轮机叶片，其包括至少一个层压结构和至少一个连接端子元件，其中所述层压结构包括嵌入至少一个第一层压层与至少一个第二层压层之间的面板芯。此外，本发明涉及一种风力涡轮机、一种用于制作风力涡轮机部件的方法以及一种用于制作风力涡轮机叶片的方法。


背景技术：

2.风力涡轮机容易被雷击击中，并且因此需要防雷系统以将由雷击引发的电流从风力涡轮机叶片传导到地面。因此，在风力涡轮机叶片的内部中，可以布置引下线(down connector)。此引下线可以连接到风力涡轮机叶片的壳体的若干部分，使得击中风力涡轮机叶片的壳体的雷击被引导到所述引下线中。所述引下线和用于引下线与风力涡轮机叶片的壳体的所述部分之间的连接的其他导体可以集成到风力涡轮机叶片的结构中。
3.所述引下线和/或所述其他导体在风力涡轮机叶片的内部中的集成可以通过在风力涡轮机叶片的浇铸过程之前将电缆集成在风力涡轮机叶片的结构中而发生。这可能需要各种电缆到电缆连接和数个贴片层压层来将电缆集成在风力涡轮机叶片结构的层内，从而使风力涡轮机叶片的制造过程复杂并且难以以高效方式进行。
4.从ep 1 664 528 b1已知一种用于对风能发电厂的叶片进行防雷的方法。所述叶片包括具有带有导电纤维的至少一个纤维加强主层压件的壳体，其中所述叶片包括被配置成用于将雷电流传导到地面的至少一个避雷器。所述导电纤维使用导电连接元件连接到引下线。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种经改进的风力涡轮机叶片、特别是一种包括到嵌入式电导体的经改进的连接的风力涡轮机叶片。
6.此问题通过如最初描述的风力涡轮机叶片解决，其中连接端子元件布置在第一层压层与第二层压层之间的面板芯的对应开口中，其中连接端子元件包括连接到嵌入层压结构中的嵌入式电导体的至少一个第一连接部分和/或适于连接到布置在层压结构外部的至少一个其他电导体的至少一个第二连接部分。
7.风力涡轮机叶片的层压结构包括嵌入至少一个第一层压层与至少一个第二层压层之间、从而形成夹设面板的面板芯。所述面板芯包括对应于所述至少一个连接端子元件的开口，使得所述连接端子元件可以布置在所述面板芯的所述开口中。这允许连接端子元件也至少部分嵌入层压结构的第一层压层与第二层压层之间。所述面板芯可以包括板状结构、特别是具有弯曲和/或笔直形状，并且其可以由如轻木(balsa wood)和/或固化泡沫等至少一种绝缘材料组成。
8.所述连接端子元件可以包括至少一个第一连接部分，其连接到也嵌入层压结构中
的至少一个电导体。另外或替代地，所述连接端子元件可以包括至少一个第二连接部分，其适于连接或分别连接到布置在层压结构外部的至少一个其他电导体。所述连接端子元件的厚度在第一连接部分中可以比在第二连接部分中小，使得连接端子元件在层压结构中的平滑集成借助连接到第一连接部分的嵌入式电导体是可能的。
9.这允许通过将所述其他电导体连接到连接端子元件的第二连接部分来形成到嵌入层压结构中的嵌入式电导体的电连接，并且因此允许在层压结构外部的其他电导体至层压结构中的嵌入式电导体之间形成连接。嵌入式连接端子元件与布置在层压结构外部的其他电导体的此组合允许形成电连接、特别是在包括至少一个嵌入式电导体的风力涡轮机叶片的防雷系统中形成电连接。
10.提供具有第二连接部分的连接端子元件使得能够使用其他电导体，所述其他电导体未嵌入风力涡轮机叶片的结构中，并且因此可以在叶片的制作之后连接到连接端子元件。
11.还可能的是，所述其他电导体或所述其他电导体的至少一部分连接到连接端子元件，特别是当所述其他电导体布置在风力涡轮机叶片的内部中空间有限的位置中、从而使其在叶片的浇铸之后的集成复杂时，如可能例如在叶片的末梢区域中发生的情况。
12.所述其他电导体可以在浇铸整个风力涡轮机叶片之前例如连接到预铸风力涡轮机叶片部件，如翼梁、腹和/或风力涡轮机叶片的壳体的一部分。在浇铸风力涡轮机叶片之前布置的其他电导体可以例如至少部分由如玻璃纤维层的额外层压层覆盖以使其保持在适当位置并实现所述其他电导体的容易修复。
13.与包括通过嵌入式电缆到电缆连接来连接的各种嵌入式电导体的防雷系统相比，可以避免在制造过程期间使用贴片层压层来集成导体和/或风力涡轮机叶片的连接。此外，不同于嵌入式电导体，布置在层压结构外部的其他电导体并不影响风力涡轮机叶片的疲劳应变极限。因此，可以避免因用于在风力涡轮机叶片中建立连接的集成导体所致的可允许疲劳应变的减少，因为所述连接可以由布置在层压结构外部的其他电导体提供，并且因此不承受风力涡轮机叶片的疲劳应变极限。
14.多个嵌入式电导体之间的嵌入式连接需要相当大翼展和/或翼弦距离，特别是当使用将一个导体夹紧到另一个导体的夹紧连接来连接所述导体时。使用连接到连接端子元件的其他电导体可以有利地减少此空间需求。此外，另外嵌入的电导体、并且特别是其连接可能负面地影响层压结构的平整度，这可能导致层压结构的层压层的起皱。由于其他电导体的至少一部分可以在浇铸之后被后实现，因此可以最小化在连接端子元件处提供的电连接对壳体层压件起皱的影响。
15.在层压结构外部使用一个或多个其他电导体来连接嵌入层压结构中的一个或多个连接端子元件提供所述其他电导体可在损坏之后容易修复的额外优点，因为其可以从连接端子元件中的一者或多者的第二连接部分移除并由另一其他电导体替代。例如在对风力涡轮机叶片中的电连接造成损坏的雷击之后，可能需要修复这种其他电导体。在包括集成到所述结构中的避雷电缆的传统风力涡轮机叶片设计中，所述避雷电缆可能因其集成到风力涡轮机叶片的结构中而未在损坏之后被修复。
16.至少一些或所有所述其他电导体可以在风力涡轮机叶片的制作之后集成，这通过避免浇铸之前的复杂电缆连接来提高叶片生产效率。因此，可以促进风力涡轮机叶片的制
作过程，因为可以有利地减少浇铸过程期间风力涡轮机叶片的部件之间的连接的复杂布置，特别是在操作员进入受限的区域中。另外，所述连接端子元件可以用于靠近于联接区域(例如在风力涡轮机叶片的翼展方向分开的预铸部件之间)提供连接，从而促进所述联接区域上的电连接。另外，在风力涡轮机叶片中使用连接端子元件和其他导体可以减少在风力涡轮机叶片中所需的电缆的数量，从而进一步促进例如风力涡轮机叶片的制作期间的模具封装过程，并且降低制作期间的电连接故障的风险。
17.连接端子元件在层压结构的面板芯中的布置具有如下优点：第一层压层和/或第二层压层在风力涡轮机叶片的制作过程期间的定位可以在在连接端子元件的区域中没有任何中断和机械应力集中的情况下完成，因为由于其布置在对应开口中而可以平滑地集成到面板芯中。第一层压层和/或第二层压层可以各自在连接端子元件的第二连接部分的区域中包括开口，使得其他电导体可以连接到连接端子元件。
18.风力涡轮机叶片可以包括多个连接端子元件、特别是各自包括至少一个对应第二连接部分的多个连接端子元件，使得可以通过将其他电导体连接到所述多个连接端子元件的第二连接部分来提供不同连接端子元件之间的多个连接。所述连接端子元件可以由例如金属的导电材料制成。
19.在本发明的优选实施例中，嵌入式电导体是细长电缆状导体和/或导电纤维层，和/或嵌入式电导体布置在面板芯与层压结构的第一层压层或第二层压层之间。嵌入式电导体分别在面板芯与层压结构的第一层压层或第二层压层之间的布置促进嵌入式电导体到也布置在第一层压层与第二层压层之间的连接端子元件的连接。
20.所述嵌入式电导体可以是细长电缆状导体，例如利兹线电缆(1itz wire cable)，其特别是在风力涡轮机叶片的浇铸过程期间连接到风力涡轮机叶片的其他部件，使得连接端子元件适于经由所述嵌入式电导体提供到此其他部件的电连接。还可能的是，所述嵌入式电导体是导电纤维层，例如集成在风力涡轮机叶片的层压结构中的碳纤维层。
21.优选地，所述嵌入式电导体连接到接闪器(lightning receptor)和/或风力涡轮机叶片的壳体的至少部分导电部分和/或连接到风力涡轮机叶片的翼梁，和/或所述嵌入式电导体是风力涡轮机叶片的避雷器的接地导体。这允许使用连接端子元件来分别提供到风力涡轮机叶片的避雷器的接地导体或引下线的所有必需电连接。连接到连接端子元件的第一连接部分的嵌入式电导体可以连接到例如位于风力涡轮机叶片的外部壳体表面上的接闪器。
22.同样，壳体的至少部分导电部分(例如，例如布置在风力涡轮机叶片的壳体中的导电碳纤维层压件和/或等电位连接)可以直接或通过嵌入式电导体连接到连接端子元件。
23.同样，嵌入式电导体在连接端子元件与翼梁、特别是翼梁帽之间的连接是可能的。另外或替代地，接地连接可以由充当风力涡轮机叶片的接地导体的嵌入式电导体以及至少一个连接端子元件提供。这特别是允许在接闪器和/或风力涡轮机叶片的壳体的部分导电部分之间建立连接的风力涡轮机叶片的多个连接端子元件分别集成在风力涡轮机叶片或风力涡轮机的防雷系统中。所述连接端子元件可以使用布置在层压结构外部的其他电导体连接。可能的是，充当接地导体的嵌入式电导体连接到布置在风力涡轮机叶片的根部侧端处的连接端子元件，使得经由其他电导体，到风力涡轮机的毂部处的其他接地导体的电连接、并且因此叶片在风力涡轮机的防雷电路中的集成变成可能。
24.优选地，所述层压结构形成风力涡轮机叶片的壳体的至少一部分和/或布置在风力涡轮机叶片的内部中的腹结构的至少一部分。布置在腹结构中的嵌入式电导体可以特别是风力涡轮机叶片的避雷器的接地导体，从而提供特别是从风力涡轮机叶片的末梢侧端到风力涡轮机叶片的根部侧端的电连接。形成风力涡轮机叶片的壳体的至少一部分的层压结构中的嵌入式电导体可以提供到布置在风力涡轮机叶片壳体的外表面上的接闪器和/或到风力涡轮机叶片的壳体的导电部分(例如到由所述壳体的层压结构中的导电碳纤维层提供的等电位连接)的电连接。
25.在本发明的优选实施例中，面板芯包括相邻于开口的至少一个倾斜凹部，其中嵌入式电导体的一部分布置在所述倾斜凹部中。通过提供所述倾斜凹部，可以通过在风力涡轮机叶片的制作期间引导嵌入式电导体穿过倾斜凹部并到达连接端子元件的第一连接部分来减小嵌入式电导体中的应力。此外，可以在连接端子元件周围的区域中最小化第一层压层和/或第二层压层的起皱，因为嵌入式电导体的至少一部分插入倾斜凹部中。面板中的倾斜凹部可以特别是相邻于连接端子元件的第一连接部分布置。还可能的是，多个倾斜凹部相邻于连接端子元件的多个第一连接部分布置。
26.优选地，面板芯中的开口是凹部或通孔。特别可能的是，其中布置连接端子元件的面板芯中的开口是形成风力涡轮机叶片的壳体的至少一部分的层压结构的面板中的凹部。形成风力涡轮机叶片的腹结构的至少一部分的层压结构的面板芯中的开口可以是凹部或通孔。
27.在本发明的优选实施例中，面板芯间隔器部件布置在相邻于连接端子元件的开口中，其中所述面板芯间隔器部件和连接端子元件的至少一部分的厚度等于或基本上等于第一层压层与第二层压层之间的面板芯的厚度。这允许连接端子元件在层压结构的面板芯中的齐平安装或至少部分齐平安装布置，使得在风力涡轮机叶片的制作过程期间，层压结构的第一层和/或第二层仅受到连接端子元件的存在的最小影响。使用面板芯间隔器部件允许在面板芯的开口中提供额外材料，使得可以均衡较厚面板芯与较薄连接端子元件、特别是到连接端子元件的第二连接部分之间的厚度差。
28.优选地，第二连接部分包括至少穿过第一层压层和/或第二层压层从第二连接部分凸出的至少一个间隔器元件，其中所述间隔器元件适于连接到所述其他电导体。提供从第二连接部分至少凸出到第一层压层或第二层压层的间隔器元件促进所述其他电导体到连接端子元件的连接。第一层压层和/或第二层压层可以各自包括开口，所述间隔器元件凸出穿过所述开口，使得其他电导体到间隔器元件、并且因此到连接端子元件的连接容易是可能的。用于间隔器元件的开口可以在风力涡轮机叶片的浇铸期间或者在浇铸之后形成，例如在风力涡轮机叶片的浇铸之后，通过穿过第一层压层和/或第二层压层钻孔而形成。
29.优选地，嵌入式电导体通过螺栓连接固定到连接端子元件的第一连接部分，和/或第二连接部分适于通过螺栓连接而连接到其他电导体。在嵌入式电导体与连接端子元件的第一连接部分之间和/在其他连接器与连接端子元件的第二连接部分之间使用螺栓连接促进风力涡轮机叶片的生产，因为螺栓连接可以容易地应用。
30.此外，在其他电导体与第二连接部分之间提供螺栓连接促进修复程序，在所述修复程序中，必需更换所述其他电导体中的一者或多者。第一连接部分和/或第二连接部分可以各自包括至少一个螺纹孔，使得所述嵌入式电导体和/或所述其他电导体可以使用一个
或多个螺钉和/或一个或多个垫圈等等分别连接到所述第一连接部分和/或第二连接部分。
31.优选地，所述第一连接部分和第二连接部分布置在连接端子元件的同一侧上，或者一个或多个第一连接部分和/或一个或多个第二连接部分布置在连接端子元件的两个相对侧上。通过在连接端子元件的同一侧上提供一个或多个第一连接部分和/或一个或多个第二连接部分，所述嵌入式电导体和其他电导体两者都可以从同一侧附接到连接端子元件。这可以例如适用于布置在风力涡轮机叶片的壳体中的连接端子元件，使得所述嵌入式电导体和其他电导体两者都可以从风力涡轮机叶片的壳体的内侧连接到连接端子元件。
32.一个或多个第一连接部分和/或一个或多个第二连接部分在连接端子元件的两个相对侧上的布置允许从层压结构的两侧、因此从第一层压层的该侧和从第二层压层的该侧连接一个或多个嵌入式电导体和/或一个或多个其他电导体。这对于布置在风力涡轮机叶片的腹结构中的连接端子元件特别有用，使得通过这些连接端子元件，可以在腹结构的两侧上提供经由其他电导体的电连接。特别地，电连接可以提供到相邻于腹结构的两个室，或者提供到风力涡轮机叶片壳体的前缘面板结构和/或后缘面板结构。同样，在包括多于一个腹结构的多腹风力涡轮机叶片中的使用是可能的，从而允许在整个叶片内部的电连接。通过在连接端子元件的同一表面上或两个相对侧上提供一个或多个第一连接部分和/或多个第二连接部分，分别提供单侧或双侧连接端子元件。
33.优选地，在连接端子元件的至少一侧上，第一连接部分布置在两个第二连接部分之间，或者第二连接部分布置在两个第一连接部分之间。第一连接部分在两个第二连接部分之间的布置例如允许将连接端子元件提供到附接到第一连接部分的嵌入式电导体的中间区段。然后，可以建立到两个第二连接部分的使用其他电导体的电连接，这两个第二连接部分相邻于第一连接部分、并且因此相邻于连接到第一连接部分的嵌入式电导体布置。根据连接到第一连接部分的嵌入式电导体的取向，到嵌入式电导体的水平和/或竖直连接变成可能。
34.通过在两个第一连接部分之间提供第二连接部分，连接端子元件可以连接到两个嵌入式电导体的端部区段，这两个嵌入式电导体各自连接到第一连接部分中的一者。第二连接部分可以连接到其他电导体，使得连接端子元件在这两个嵌入式电导体与连接到第二连接部分的其他电导体之间提供电连接。这允许将两个嵌入式电导体相互连接并连接到所述其他电导体中的一者或多者。
35.一种根据本发明的风力涡轮机包括根据本发明的至少一个风力涡轮机叶片。
36.先前结合根据本发明的风力涡轮机叶片提及的所有细节和优点都相应地适用于根据本发明的风力涡轮机。
37.一种根据本发明的用于制作风力涡轮机部件的方法包括如下步骤：
[0038]-提供至少一个面板芯、至少一个第一层压层、至少一个第二层压层和至少一个连接端子元件，
[0039]-将所述至少一个连接端子元件布置在所述面板芯的对应开口中，
[0040]-将第一层压层和第二层压层布置在面板芯的两个相对侧上，从而至少部分嵌入所述至少一个连接端子元件，
[0041]-浇铸所述风力涡轮机部件。
[0042]
优选地，所述连接端子元件包括连接到嵌入层压结构中的嵌入式电导体的至少一
个第一连接部分和/或适于连接到布置在层压结构外部的至少一个其他电导体的至少一个第二连接部分。
[0043]
在用于制作风力涡轮机部件的方法的优选实施例中，提供嵌入式电导体，其中在浇铸风力涡轮机部件之前，将所述嵌入式电导体连接到连接端子元件的第一连接部分并且布置在面板芯与第一层压层和/或第二层压层之间。
[0044]
优选地，所述风力涡轮机部件是壳体的一部分和/或翼梁和/或腹。
[0045]
一种根据本发明的用于制作风力涡轮机叶片的方法包括如下步骤：
[0046]-提供至少一个面板芯、至少一个第一层压层、至少一个第二层压层和至少一个连接端子元件；将所述至少一个连接端子元件布置在所述面板芯的对应开口中；将第一层压层和第二层压层布置在面板芯的两个相对侧上，从而至少部分嵌入所述至少一个连接端子元件；和/或提供特别是在根据本发明的用于制作风力涡轮机部件的方法中制作的包括至少一个连接端子元件的至少一个预铸风力涡轮机部件，
[0047]-浇铸风力涡轮机叶片。
[0048]
优选地，提供嵌入式电导体，其中在浇铸风力涡轮机叶片之前，将所述嵌入式电导体连接到连接端子元件的第一连接部分并且布置在面板芯与第一层压层和/或第二层压层之间。
[0049]
在优选的实施例中，提供其他电导体，其中在浇铸风力涡轮机叶片之前或之后，将所述其他电导体连接到连接端子元件的至少一个第二连接部分。所述其他电导体可以特别是连接到在浇铸风力涡轮机叶片之前制作的一个或多个预铸部件。
[0050]
优选地，一种根据本发明的用于制作风力涡轮机叶片的方法可以包括如下步骤：
[0051]-提供至少一个面板芯、至少一个嵌入式电导体、至少一个第一层压层、至少一个第二层压层和至少一个连接端子元件，
[0052]-将所述至少一个连接端子元件布置在所述面板芯的对应开口中，
[0053]-将所述嵌入式电导体连接到连接端子元件的第一连接部分，
[0054]-将第一层压层和第二层压层布置在面板芯的两个相对侧上，从而嵌入所述嵌入式电导体，
[0055]-浇铸风力涡轮机叶片，
[0056]-将至少一个其他电导体连接到连接端子元件的第二连接部分。
[0057]
在根据本发明的方法的优选实施例中，相对于面板芯提供和布置至少一个预铸部件，其中在浇铸风力涡轮机叶片之后，将所述预铸部件的连接端子元件的第二连接部分连接到所述其他电导体或一其他电导体。这允许提供风力涡轮机叶片的至少一部分(例如腹结构)作为预铸部件，并且允许使用预铸部件的连接端子元件以及在风力涡轮机叶片的浇铸过程期间、特别是在形成风力涡轮机叶片的壳体的层压结构内提供的连接端子元件将预铸部件集成到风力涡轮机叶片的电气系统、特别是防雷系统中。
[0058]
结合根据本发明的风力涡轮机叶片提及的所有优点和细节都相应地适用于根据本发明的用于制作风力涡轮机叶片部件的方法和根据本发明的用于制作风力涡轮机叶片的方法。
附图说明
[0059]
根据结合附图考虑的以下具体实施方式，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。然而，所述附图仅是仅出于说明目的设计的原理草图，并且并不限制本发明。附图示出了：
[0060]
图1示出了根据本发明的风力涡轮机的实施例，
[0061]
图2示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的实施例的局部剖视图，
[0062]
图3示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的部件分解图，
[0063]
图4示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的侧视图，
[0064]
图5示出了其他电连接器到连接端子元件的连接的部件分解图，
[0065]
图6示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的部件分解图，
[0066]
图7示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的侧视图，
[0067]
图8示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的腹结构的细节，
[0068]
图9示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的部件分解图，
[0069]
图10示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的侧视图，
[0070]
图11示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的腹结构的侧视图，
[0071]
图12示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的剖视图，
[0072]
图13示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的细节的剖视图，以及
[0073]
图14示出了根据本发明的用于制作风力涡轮机叶片的方法的流程图。
具体实施方式
[0074]
在图1中，示出风力涡轮机1。风力涡轮机1包括安装到风力涡轮机1的毂部3的多个风力涡轮机叶片2。毂部3附接到机舱4，机舱4安装在风力涡轮机1的塔架5上。
[0075]
风力涡轮机1进一步包括防雷系统6，防雷系统6例如在风力涡轮机叶片2中的一者中包括用于将击中风力涡轮机1的雷击接地的多个导体。为特别是在风力涡轮机叶片2中提供电连接，布置多个导体，从而将风力涡轮机叶片2的不同部件或部分相互连接并连接到防雷系统6的其他导体。
[0076]
在图2中，示出风力涡轮机叶片2的剖视图。风力涡轮机叶片2包括两个层压结构7、8，其中层压结构7形成风力涡轮机叶片的壳体9，并且层压结构8分别形成风力涡轮机叶片2的腹结构10或抗剪腹(shear web)的至少一部分。风力涡轮机叶片2的腹结构10布置在由风力涡轮机叶片2的壳体9环绕的风力涡轮机叶片2的内部中。腹结构10包括嵌入腹结构10的层压结构8中的一个或多个嵌入式电导体，从而形成风力涡轮机叶片2的避雷器的接地导体11，其可以集成在风力涡轮机1的防雷系统6中。
[0077]
在壳体9的层压结构7和腹结构10的层压结构8两者中，提供一个或多个连接端子元件12。连接端子元件12用于在在腹结构10中形成接地导体11的嵌入式电导体与壳体9的导电部分37和/或布置在壳体9的外表面上的接闪器之间建立电连接。同样，到风力涡轮机叶片2的翼梁、特别是到风力涡轮机叶片2的翼梁帽的连接是可能的。导电部分37可以例如是用于在风力涡轮机叶片2的壳体9中提供等电位连接的导电纤维层。连接端子元件12通过布置在层压结构7、8外部的其他电导体14连接。
[0078]
在图3中，以部件分解图示出风力涡轮机叶片的细节，所述部件分解图绘示连接端
子元件12在形成风力涡轮机叶片2的壳体9的一部分的层压结构7的面板芯15中的布置。面板芯15包括开口16，其中连接端子元件12和面板芯间隔器部件13布置在开口16中。开口16被提供为通孔，其中连接端子元件12与面板芯15的厚度差由面板芯间隔器部件13补偿。可能的是，面板芯15中的开口16被提供为凹部，这可以允许省略面板芯间隔器部件13。相邻于开口16，面板包括倾斜凹部34。连接端子元件12可以包括导电材料或由导电材料组成，例如如青铜、铜或铝等金属。间隔器元件13可以由电绝缘材料、例如由对应于面板芯15的材料的材料、特别是固化泡沫和/或轻木制作而成。
[0079]
连接元件12包括第一连接部分17和第二连接部分18。第一连接部分17连接到也嵌入层压结构7中的嵌入式电导体19。嵌入式电导体19布置在倾斜凹部34中以减少内部机械应力、特别是在连接到第一连接部分17的嵌入式电导体19的端部部分中的内部机械应力。
[0080]
嵌入式电导体19可以例如是电缆状导体、特别是利兹线电缆，其连接到接闪器和/或风力涡轮机叶片2的壳体9的至少部分导电部分。同样，连接元件12到翼梁帽和/或壳体的导电部分(例如预铸碳型材、拉挤碳型材和/或包括如集成在层压结构7中的碳纤维的导电纤维的纤维垫)的直接连接是可能的。
[0081]
嵌入式电导体19通过螺栓连接20连接到连接端子元件12，螺栓连接20包括螺钉21和垫圈22。连接端子12的第一连接部分17包括螺纹孔23，螺钉21可以固定在螺纹孔23中。
[0082]
第二连接部分18包括螺纹孔24，使得第二连接部分18适于连接到布置在层压结构7外部的其他电导体14。螺纹孔24也可以在浇铸风力涡轮机叶片2之后和在将其他电导体14连接到连接端子元件12之前提供。可以例如通过在连接端子元件12和覆盖连接端子元件12的第一层压层25和/或第二层压层26中钻孔来提供螺纹孔24。
[0083]
连接端子元件12的厚度在第二连接部分18中比在第一连接部分17中大，使得连接端子元件12在面板芯15中的平滑集成是可能的。其他电导体14的使用具有如下优点：其他电导体14不影响风力涡轮机叶片2的疲劳应变极限，从而特别是产生更柔性的风力涡轮机叶片2。
[0084]
在图4中，示出对应于图3中的部件分解图的侧视图，其中另外，示出层压结构7的第一层压层25和第二层压层26。此外，绘示连接到连接端子元件12的第二连接部分18的其他电导体14。面板芯15布置在层压结构7的第一层压层25与第二层压层26之间。第一层压层25和第二层压层26布置在面板芯15的相对侧上，从而形成夹设结构。嵌入式电导体19布置在面板芯15与第二层压层26之间。其他电导体14通过螺栓连接27固定到连接端子元件12的第二连接部分18。
[0085]
在图5中，示出将其他电导体14连接到连接端子元件12的第二连接部分18的螺栓连接27的部件分解图。螺栓连接27包括螺钉28、间隔器元件30和两个垫圈29，其用于将其他电导体14固定到连接端子元件12的第二连接部分18的螺纹孔24。因此，间隔器元件30还包括螺纹孔31和螺纹部分32，其中使用螺钉28将其他电导体14固定在间隔器元件30的螺纹孔31中。然后，使用连接间隔器元件30的螺纹部分32将其他电导体14固定到连接端子元件12的第二连接部分18的螺纹孔24。替代地，间隔器元件30可以是中空的，例如套管，使得螺钉28可以直接旋拧到连接端子元件12的螺纹孔24中。
[0086]
如从图4可见，间隔器元件30从其中集成连接端子元件12的层压结构7的第二层压层26凸出。第二层压层26包括孔，间隔器元件30凸出穿过所述孔。
[0087]
在图6中，用部件分解图示出风力涡轮机叶片2的细节，所述部件分解图绘示布置在形成风力涡轮机叶片2的腹结构10的至少一部分的层压结构8的面板芯15中的连接端子元件12。连接端子元件12包括两个第一连接部分17和布置在两个连接部分17之间的一个第二连接部分18。腹结构10的嵌入式电导体33连接到第一连接部分17中的每一者。对于嵌入式电导体33，腹结构10的接地导体11可以通过使用布置在腹结构的层压结构8中的一个或多个连接端子元件12连接两个或更多个嵌入式电导体33而形成。
[0088]
面板芯15中的开口16包括相邻于开口16并且相邻于连接端子元件12的第一连接部分17布置的两个倾斜凹部34。连接端子元件12包括两个螺纹孔24，从而实现两个其他电导体14到连接端子元件12的连接。其他电导体14的连接对应于结合图5描述的连接。
[0089]
在图7中，另外示出图6的部件分解图的侧视图，所述侧视图绘示层压结构8的第一层压层25和第二层压层26。如图8中所示，如图6中所绘示的连接端子元件12可以用于为腹结构10的嵌入式电导体33提供水平连接，例如两个其他电导体14竖直地布置到所述水平连接，每一其他电导体14接触布置在风力涡轮机叶片2的壳体9中的其他连接端子元件12。
[0090]
在图9中，用部件分解图示出风力涡轮机叶片2的细节，所述部件分解图绘示布置在形成风力涡轮机叶片2的腹结构10的至少一部分的层压结构8中的连接端子元件12。面板芯15包括开口16，其中两个倾斜凹部34相邻于开口16并且相邻于连接端子元件12的第一连接部分18。在连接端子元件12的此实施例中，第一连接部分17布置在两个第二连接部分18之间。第一连接部分18连接到形成接地导体11的至少一部分的嵌入式电导体33，其中连接如先前所述经由螺栓连接20发生。每一其他电连接器14各自通过螺栓连接27连接到第二连接部分18，如结合图5所述。
[0091]
在图10中，示出图9中的部件分解图的对应侧视图，其中另外，绘示面板结构8的第一层压层25和第二层压层26。在图11中，示出风力涡轮机叶片2的对应侧视图，其中绘示两个其他电导体14到风力涡轮机叶片2的壳体9中的每一连接端子部分12的连接。
[0092]
在图12中，示出连接端子元件12，其包括布置在连接端子元件12的第一侧35上的两个第一连接部分17和一个第二连接部分18。此外，连接端子元件12包括其他的第二连接部分18，其布置在连接端子元件12的与连接元件12的第一侧35相对的第二侧36上。这允许将其他电导体14连接到连接端子元件12的两侧35、36，并且因此特别是连接到包括连接端子元件12的腹结构10的两侧。连接端子元件12进一步允许使用两个第一连接部分17连接同一侧35上的两个嵌入式电导体33。
[0093]
在图13中，示出连接端子元件12，其在第一侧35和第二侧36上均包括第一连接部分17和第二连接部分18。此连接端子元件12允许到连接端子元件12的侧面35、36中的每一者上的嵌入式电导体33和其他电导体14的连接。此连接端子元件12还可以特别是用于风力涡轮机叶片2的腹结构10中，从而允许到腹结构10的两侧、因此到被腹结构10分开的叶片2的两个室的连接。同样，在包括多个腹结构10的风力涡轮机叶片2中的使用是可能的。
[0094]
应注意，各自分别关于腹结构10或风力涡轮机叶片2的壳体9描述的连接端子元件12的实施例也可以不同地使用，因此结合腹结构10描述的连接端子元件12也可以用于壳体9中，并且反之亦然。还可能的是，连接端子元件12仅包括一个或多个第一连接部分17，使得其可以用于建立到一个或多个嵌入式导体19、33的连接、特别是用于建立多个嵌入式导体19、33之间的连接。替代地，连接端子元件12可以仅包括一个或多个第二连接部分17，使得
其可以用于建立到一个或多个其他电导体14的连接、特别是用于建立多个其他电导体14之间的连接。风力涡轮机叶片2可以包括在前述内容中描述的不同连接端子元件12中的一者或多者。
[0095]
在图14中，绘示根据本发明的用于制作风力涡轮机叶片2的方法的流程图。
[0096]
在第一步骤s1中，提供至少一个面板芯15、至少一个嵌入式电导体19、33、至少一个第一层压层25、至少一个第二层压层26和至少一个连接端子元件12。
[0097]
在步骤s2中，将至少一个连接端子元件12布置在面板芯15的对应开口16中。
[0098]
在步骤s3中，将嵌入式电导体19、33连接到连接端子元件12的第一连接部分17。
[0099]
在步骤s4中，将第一层压层25和第二层压层26布置在面板芯15的两个相对侧上、从而嵌入嵌入式电导体19、33和/或连接端子元件12。
[0100]
除提供至少一个面板芯15、至少一个嵌入式电导体19、33、至少一个第一层压层25、至少一个第二层压层26和至少一个连接端子元件12以外或作为其替代方案，可以提供至少一个预铸风力涡轮机部件。所述预铸风力涡轮机部件可以在制作风力涡轮机叶片2之前在单独制作方法中浇铸。
[0101]
用于制作风力涡轮机部件的方法可以包括如先前所述的步骤s1至s4。风力涡轮机部件的浇铸发生在步骤s4之后的额外步骤中。用于制作风力涡轮机叶片2的至少一个预铸风力涡轮机部件可以是腹、翼梁(特别是翼梁帽)和/或风力涡轮机叶片2的壳体9的一部分。
[0102]
在步骤s5中，例如在基于树脂注入的模制工艺中浇铸风力涡轮机叶片2，从而由面板芯15、第一层压层25和第二层压层26形成至少一个层压结构7、8。
[0103]
可能的是，在浇铸风力涡轮机叶片2之前将一个或多个其他电导体14连接到为浇铸风力涡轮机叶片2提供的至少一个连接端子元件12和/或连接到作为至少一个预铸风力涡轮机部件的一部分提供的至少一个连接端子元件12。这可以特别是针对布置在风力涡轮机叶片2的内部中包括有限空间的区域中、例如风力涡轮机叶片的末梢区域中的其他电导体14发生，以便在浇铸整个风力涡轮机叶片2之后防止困难和/或麻烦的连接。在浇铸风力涡轮机叶片之前连接到至少一个连接端子元件14的其他电导体14可以至少部分由例如玻璃纤维层的额外层压层覆盖，以在后续浇铸过程期间固定其位置。
[0104]
在步骤s6中，在浇铸风力涡轮机叶片2之后，可以将至少一个其他电导体14连接到连接端子元件12的第二连接部分18。替代连接其他电导体14或除连接其他电导体14以外，这可以在结合步骤s5描述的风力涡轮机叶片2的浇铸之前发生。
[0105]
为连接其他电导体14，相邻于第二连接部分18的第一层压层25和/或第二层压层26可以包括用于将其他连接器14连接到第二连接部分18的孔或开口。可能的是，在浇铸风力涡轮机叶片2之后，在第一层压层25和/或第二层压层26中钻孔。在分别浇铸风力涡轮机叶片2或风力涡轮机部件之后，还可以在连接端子元件12的一个或多个第二连接部分18中钻出孔、特别是螺纹孔。
[0106]
在浇铸风力涡轮机叶片2之后将其他电导体14连接到连接端子元件12的可能性促进风力涡轮机叶片2的生产过程。另外，可以例如在对风力涡轮机叶片2造成损坏的雷击之后容易地修复其他电力电缆14。可能的是，在浇铸步骤期间和/或在多个后续浇铸步骤期间施加多个第一层压层25和/或多个第二层压层26。
[0107]
连接端子元件12在面板芯15中的布置以及嵌入式电导体19、33的附接和其他电力
电缆14的连接可以特别是如先前关于风力涡轮机叶片2所述那样发生。特别地，可以制作均包括多个嵌入式电导体19、33和多个连接端子元件12的壳体9和一个或多个腹结构10，从而形成风力涡轮机叶片2。
[0108]
可能的是，还相对于层压结构7、8提供和布置包括至少一个连接端子元件12(例如预铸腹结构10)的预铸部件，其中在浇铸风力涡轮机叶片2之后，也将所述预铸部件的连接端子元件12的第二连接部分连接到其他电导体19、33。
[0109]
虽然已经参考优选实施例详细描述了本发明，但是本发明不受所公开的实例的限制，从所公开的实例，所属领域的技术人员能够在不背离本发明的范围的情况下得出其他变型。

技术特征：
1.一种风力涡轮机叶片，其包括至少一个层压结构(7、8)和至少一个连接端子元件(12)，其中所述层压结构(7、8)包括嵌入至少一个第一层压层(25)与至少一个第二层压层(26)之间的面板芯(15)，其中所述连接端子元件(12)布置在所述第一层压层(25)与所述第二层压层(26)之间的所述面板芯(15)的对应开口(16)中，其中所述连接端子元件(12)包括连接到嵌入所述层压结构(7、8)中的嵌入式电导体(19、33)的至少一个第一连接部分(17)和/或适于连接到布置在所述层压结构(7、8)外部的至少一个其他电导体(14)的至少一个第二连接部分(18)。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述嵌入式电导体(19、33)是细长电缆状导体和/或导电纤维层，和/或所述嵌入式电导体(19、33)布置在所述面板芯(15)与所述层压结构(7、8)的所述第一层压层(25)或所述第二层压层(26)之间。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述嵌入式电导体(19、33)连接到接闪器和/或所述风力涡轮机叶片(2)的壳体(9)的至少部分导电部分和/或连接到所述风力涡轮机叶片(2)的翼梁，和/或所述嵌入式导体是所述风力涡轮机叶片(2)的避雷器的接地导体(11)。4.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述层压结构(7、8)形成所述风力涡轮机叶片(2)的壳体(9)的至少一部分和/或布置在所述风力涡轮机叶片(2)的内部中的腹结构(10)的至少一部分。5.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述面板芯(15)包括相邻于所述开口(16)的至少一个倾斜凹部(34)，其中所述嵌入式电导体(19、33)的一部分布置在所述倾斜凹部(34)中。6.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述面板芯(15)中的所述开口(16)是凹部或通孔。7.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，面板芯间隔器部件(13)相邻于所述连接端子元件(12)布置在所述开口(16)中，其中所述面板芯间隔器部件(16)以及所述连接端子元件(12)的至少一部分的厚度等于或基本上等于所述第一层压层(25)与所述第二层压层(26)之间的所述面板芯(15)的厚度。8.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述第二连接部分(18)包括至少穿过所述第一层压层(25)和/或所述第二层压层(26)从所述第二连接部分(18)凸出的至少一个间隔器元件(30)，其中所述间隔器元件(30)适于连接到所述其他电导体(14)。9.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述嵌入式电导体(19、33)通过螺栓连接(20)固定到所述连接端子元件(12)的所述第一连接部分(17)，和/或所述第二连接部分(18)适于通过螺栓连接(27)连接到所述其他电导体(14)。10.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，所述第一连接部分(17)和所述第二连接部分(18)布置在所述连接端子元件(12)的同一侧(35、36)上，或者一个或多个第一连接部分(17)和/或一个或多个第二连接部分(18)布置在所述连接端子元件(12)的两个相对侧(35、36)上。11.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片，其特征在于，在所述连接端子元件的至少一侧(35、36)上，第一连接部分(17)布置在两个第二连接部分(18)之
间，或者第二连接部分(18)布置在两个第一连接部分(17)之间。12.一种风力涡轮机，其包括至少一个根据前述权利要求中的一项权利要求所述的风力涡轮机叶片(2)。13.一种用于制作风力涡轮机叶片部件的方法，其包括如下步骤：-提供至少一个面板芯(15)、至少一个第一层压层(25)、至少一个第二层压层(26)和至少一个连接端子元件(12)，-将所述至少一个连接端子元件(12)布置在所述面板芯(15)的对应开口(16)中，-将所述第一层压层(25)和所述第二层压层(26)布置在所述面板芯(15)的两个相对侧(35、36)上，从而至少部分嵌入所述至少一个连接端子元件(12)，-浇铸所述风力涡轮机叶片部件。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，提供嵌入式电导体(19、33)，其中在所述浇铸所述风力涡轮机叶片部件之前，将所述嵌入式电导体(19、33)连接到所述连接端子元件(12)的第一连接部分(17)并且布置在所述面板芯(15)与所述第一层压层(25)和/或所述第二层压层(26)之间。15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮机部件是壳体(9)的一部分和/或翼梁和/或腹。16.一种用于制作风力涡轮机叶片(2)的方法，其包括如下步骤：-提供至少一个面板芯(15)、至少一个第一层压层(25)、至少一个第二层压层(26)和至少一个连接端子元件(12)，将所述至少一个连接端子元件(12)布置在所述面板芯(15)的对应开口(16)中，并且将所述第一层压层(25)和所述第二层压层(26)布置在所述面板芯(15)的两个相对侧(35、36)上，从而至少部分嵌入所述至少一个连接端子元件(12)，和/或提供特别是根据权利要求13至15中的一项权利要求制作的包括至少一个连接端子元件(12)的至少一个预铸风力涡轮机部件，-浇铸所述风力涡轮机叶片(2)。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，提供嵌入式电导体(19、33)，其中在浇铸所述风力涡轮机叶片之前，将所述嵌入式电导体(19、33)连接到所述连接端子元件(12)的第一连接部分(17)并且布置在所述面板芯(15)与所述第一层压层(25)和/或所述第二层压层(26)之间。18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，提供其他电导体(14)，其中在浇铸所述风力涡轮机叶片(2)之前或之后，将所述其他电导体(14)连接到连接端子元件(12)的至少一个第二连接部分(18)。

技术总结
一种风力涡轮机叶片，其包括至少一个层压结构(7、8)和至少一个连接端子元件(12)，其中所述层压结构(7、8)包括嵌入在至少一个第一层压层(25)与至少一个第二层压层(26)之间的面板芯(15)，其中所述连接端子元件(12)布置在所述第一层压层(25)与所述第二层压层(26)之间的所述面板芯(15)的对应开口(16)中，其中所述连接端子元件(12)包括连接到嵌入所述层压结构(7、8)中的嵌入式电导体(19、33)的至少一个第一连接部分(17)和/或适于连接到布置在所述层压结构(7、8)外部的至少一个其他电导体(14)的至少一个第二连接部分(18)。的至少一个第二连接部分(18)。的至少一个第二连接部分(18)。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：西门子歌美飒可再生能源公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2023/9/9