ES2382439T5 - Procedimiento para fabricar una conexión de pala de una pala de rotor, una conexión de pala y un elemento de fijación para una conexión de pala - Google Patents

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para fabricar una conexion de pala de una pala de rotor, una conexion de pala y un elemento de fijacion para una conexion de pala

La invencion se refiere a un procedimiento para fabricar una conexion de pala de una pala de rotor para una instalacion de energfa eolica que presenta unos elementos de fijacion previstos sobre un arco circular, preferentemente de modo equidistante los unos con respecto a los otros, para fijar la conexion de pala en un cubo.

Adicionalmente, la invencion se refiere a una conexion de pala, y un elemento de fijacion para una conexion de pala.

En principio, un procedimiento, una conexion de pala y un elemento de fijacion de los generos antes mencionados se conocen por el documento EP 1 486 415 A1.

El documento WO 03/057457 A 1 ha dado a conocer un elemento de fijacion para una pala de rotor, que presenta dos superficies exteriores curvadas permitiendo disponer una pluralidad de elementos de fijacion de forma circular a lo largo de la base de pala de rotor.

El objeto de la invencion es mejorar la fijacion de una pala de rotor en el cubo de una instalacion de energfa eolica, asf como la fabricacion y / o la puesta a disposicion de una conexion de pala apropiada.

En lo que se refiere al procedimiento, este objeto se soluciona segun la invencion por el hecho que unos elementos de fijacion configurados en pieza estan dispuestos sobre el arco circular y estan distanciados los unos de los otros por elementos distanciadores.

En este lugar, adicionalmente llamamos la atencion al hecho que un “arco circular” no tiene que seguir exactamente el trayecto de un drculo, especialmente no obligatoriamente en la fabricacion de la conexion de pala segun la invencion. Es cierto que sena deseable proporcionar como resultado una conexion de pala lo mas redonda posible y con forma enteramente circular, ya que esta es particularmente estable y puede proveer en el plano de conexion unas transmisiones isotropicas de fuerza y momento, sin embargo, en la fabricacion de la conexion de pala, que puede fabricarse y unirse particularmente tambien a partir de segmentos circulares, puede resultar ser ventajoso elegir en el molde de fabricacion una forma que diverge del arco circular, en particular una forma mas expandida, para ya tener cuenta de esta manera una modificacion de forma de una pieza de conexion de pala que puede producirse en la fabricacion y / o mas tarde, considerando que modificaciones eventuales de la forma de la pieza de conexion de pala llevaran automaticamente a una forma circular ideal si se elige el molde de fabricacion de manera acertada.

De manera general, una conexion de pala de una pala de rotor tiene el objeto de aplicar y transmitir fuerzas y momentos de la pala de rotor a un cubo. Este objeto se cumple de manera especialmente adecuada por la conexion de pala segun la invencion que, ademas, puede ser fabricada de modo relativamente sencillo y economico, particularmente tambien en serie con numeros elevados de piezas.

Particularmente, por una colocacion mas densa en la que, segun la invencion, ventajosamente se alterna de modo preferente respectivamente un elemento de fijacion y un distanciador distribuidos sobre el arco circular, es posible colocar mas elementos de fijacion sobre una longitud del arco circular. Gracias a ello, la fijacion de la conexion de pala en el cubo se vuelve mas estable o puede transmitir mas fuerzas o, manteniendo el mismo numero de elementos de fijacion el arco circular se puede seleccionar mas pequeno en su radio, ahorrando material de este modo. Unas colocaciones especialmente favorables y guarniciones densas de los elementos de fijacion son posibles segun realizaciones ulteriores de la invencion que se caracterizan por el hecho de emplear un elemento de fijacion que presenta un corte transversal esencialmente mas o menos cuadrilatero, preferentemente rectangular, en un plano de conexion o paralelamente al mismo, que se emplea un elemento de fijacion que presenta un corte transversal esencialmente con una forma aproximadamente cuadrada, o que se emplea un corte transversal trapezoidal con un lado radialmente interior estrechado en direccion del arco circular y / o que se utiliza un elemento distanciador esencialmente en forma aproximada de varilla que se orienta aproximadamente en un sentido perpendicular con respecto a un plano de conexion, pudiendo presentar este elemento distanciador un corte transversal aproximadamente en forma de T o en forma de clavo de herradura o un corte trasversal aproximadamente en forma trapezoidal.

En caso de ovalizacion u otras deformaciones de carga de la pala de rotor, los distanciadores entre los elementos de fijacion absorben deformaciones de carga. Por este motivo, los distanciadores deben presentar una rigidez reducida en la direccion de su espesor, para que generen pocas tensiones bajo la deformacion y compensen de esta manera las deformaciones. Al mismo tiempo, una rigidez elevada es ventajosa en direcciones longitudinales, para que los distanciadores transmitan tambien la carga de la pala de rotor a los elementos de fijacion.

En caso de cortes transversales rectangulares o cuadradas de los elementos de fijacion, los distanciadores pueden asegurar una anchura homogenea de las hendiduras entre los elementos de fijacion dispuestos sobre una forma

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circular, a traves de una conformacion apropiada, en particular la forma mencionada de trapecio.

Adicionalmente, las conformaciones de este tipo presentan la ventaja de que los elementos de fijacion y los distanciadores forman superficies exteriores e interiores lisas, de manera que, de acuerdo con una realizacion ulterior de la invencion, pueden ser conectados los unos con los otros particularmente bien y de modo sencillo mediante el laminado, pudiendo ser suficiente de modo preferente que se aplique un laminado (unicamente) en el lado radialmente interior y en el lado radialmente exterior de la estructura. Para este laminado se pueden utilizar preferentemente estructuras de fibra de vidrio y / o fibra de carbon en sf conocidas. Adicionalmente, de manera preferente puede estar previsto que al menos un elemento de fijacion y por lo menos un elemento distanciador se conecten, particularmente pegados, uno con el otro mediante un relleno de resina en un espacio intermedio formado por ellos, para dar a la estructura una durabilidad adicional como union mtima, y para mejorar aun mas las aplicaciones y transmisiones de fuerzas y momentos. En la fabricacion puede estar previsto, en particular, que se prevea al menos una junta para bloquear la resina de una zona no deseada para la entrada de resina, para lo que pueden ser provistas, por ejemplo, unas juntas como, por ejemplo, anillos toricos en lugares apropiados.

De modo ventajoso, en la fabricacion de una conexion de pala segun la invencion puede estar previsto preferentemente que al menos un dispositivo de posicionamiento para posicionar al menos un elemento de fijacion preferentemente este previsto antes y durante de la fijacion del elemento de fijacion en la conexion de pala. En este caso, los elementos de fijacion son posicionados y soportados de modo apropiado preferentemente durante la fabricacion de la conexion de pala, hasta que esten fijados en la conexion de pala. Para ello se utiliza de manera preferente esencialmente una tecnologfa de infusion de resina o una tecnologfa de inyeccion de vacfo para permitir que los elementos de fijacion puedan ser posicionados y retenidos hasta que la conexion de pala o parte de la conexion de pala, esencialmente de forma aproximada de vaina o cascara, haya endurecido, fijando de este modo el posicionamiento de los elementos de fijacion. El dispositivo de posicionamiento podna comprender, por ejemplo, una brida contra la cual los elementos de fijacion son hermetizados. La brida podna presentar tambien, por ejemplo, por lo menos un ajuste para los elementos de fijacion.

Una realizacion ulterior adicional de la invencion establece que el dispositivo de posicionamiento se coloca fuera de una zona de vacfo o presion negativa requerida para la tecnologfa de infusion de resina y no participa en la junta de la misma, y que la zona de fabricacion prevista para la conexion de la pala es hermetizada asf en un cierto sentido de manera independiente. En particular podna ser suficiente para ello que el espacio entre el lado frontal de un elemento de fijacion, orientado hacia la conexion, y el lado frontal del elemento de fijacion siguiente es hermetizado hacia el exterior, por ejemplo mediante puentes de estanqueidad, particularmente el elemento distanciador que se encuentra entre ellos y la hendidura que se encuentra entre el elemento distanciador y los elementos de fijacion, asf como las hendiduras con respecto a las capas o los estratos exteriores de laminado.

Una realizacion ulterior adicional de la invencion preve que el o cada elemento de fijacion se fabrique enteramente de metal. Asf, los elementos de acuerdo con la invencion son realizados ventajosamente en forma de bloque, enteramente de material macizo, para que puedan fabricarse de modo mas sencillo, posicionarse mejor y mas facilmente, para que puedan fijarse, integrarse y laminarse mejor y mas facilmente, siendo ademas mas solidos.

Una configuracion preferente de la invencion se caracteriza por el hecho que se utiliza un elemento de fijacion y / o un elemento distanciador que se estrecha en la direccion de la punta de la pala de rotor, de modo que estos elementos encajen y adhieran mejor, especialmente entre capas o estratos de laminado, en direccion del trayecto de la pala de rotor. Incluso se podnan respaldar aun, configurandolos en union de forma. De manera preferente, el estrechamiento se realiza respectivamente a traves de un flanco oblicuo, colocado en el lado interior radial. Una realizacion ulterior adicional de la invencion preve que se emplee un elemento de fijacion que presente un agujero de bulon para introducir un elemento de union y / o un elemento de posicionamiento.

En un principio, un elemento de fijacion podna tener conformacion de macho, es decir, presentar, por ejemplo, ya un bulon de empalme para atornillar la conexion de la pala con un cubo, o tener conformacion de hembra, comprendiendo un agujero de bulon como en la realizacion preferente descrita, o podna tener en principio conformacion neutra y recibir un agujero de roscado, por ejemplo mediante una roscadora, solamente despues de la fabricacion de la conexion de pala. Sin embargo, se prefiere la forma de hembra por motivos relacionados con la construccion y fabricacion.

Para fijar la conexion de pala en el cubo, se puede atornillar un bulon roscado en el agujero de bulon preferente existente o tambien se pueden utilizar, por ejemplo, los llamados bulones T. Durante la fabricacion, el agujero de bulon puede servir de manera preferente para el posicionamiento y el soporte del elemento de fijacion, introduciendo allf un mandril de posicionamiento o similar, preferentemente con forma conica. Para una introduccion segura, el agujero de bulon podna presentar una trinchera o garganta de salida en el extremo alejado del plano de conexion, es decir, no estar configurado el mismo, por ejemplo, como taladro ciego. Ademas, una garganta de salida disminuye unas tensiones de entalladura que aparecen eventualmente. En caso de una inyeccion de vacfo debe asegurarse particularmente que este agujero de bulon este protegido o estanco contra una entrada de resina. Ello podna efectuarse mediante una junta esencialmente en forma de O coaxial alrededor del agujero de bulon y un mandril de posicionamiento a una distancia a ella.

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Tal como ya se ha mencionado, el agujero de bulon puede presentar un roscado interior. Este puede ser tallado o ser transformado para obtener resistencias dinamicas mas elevadas, particularmente mediante la introduccion de las tensiones propias de la presion.

Como metal para los elementos de fijacion se debe considerar particularmente el acero.

De manera especialmente ventajosa, otra realizacion ulterior de la invencion preve que la conexion de pala se fabrique previamente como pieza, especialmente como pieza integrada o anadida, para una pala de rotor que sea fabricada posteriormente. Particularmente, varias piezas de instalacion de este tipo pueden ser fabricadas previamente, de modo preferente en un propio molde de infusion de resina, para posteriormente ser integradas como piezas de montaje acabadas en una pala de rotor durante la fabricacion de la misma, y ser unidas las unas con las otras, en particular ser insertadas en un molde de infusion de resina para una pala de rotor.

Tal como ha sido mencionado varias veces anteriormente, de acuerdo con la invencion puede estar previsto que se elija como arco circular para la conexion de pala un cfrculo cerrado o un segmento del mismo, en particular un semidrculo.

De manera correspondiente, segun la invencion puede estar previsto que, en funcion del arco circular de la conexion de pala, la pala de rotor comprenda una conexion de pala o varias conexiones de pala de este tipo, de tal manera que la pala de rotor acabada presenta una base de conexion de cfrculo entero para la conexion a un cubo.

Una realizacion adicional de la invencion se caracteriza por el hecho que la conexion de pala esta formada de manera asimetrica con respecto a un eje de arco circular, a partir de un plano de conexion en direccion de la punta de la pala de rotor. En particular, segun la invencion puede estar previsto que la conexion de pala como elemento incorporado o anadido presente ya en su zona de extremo libre una parte de forma de superficie portante o de pala para la pala de rotor o bien de la pala de rotor.

Una realizacion ulterior adicional de la invencion preve que la conexion de pala en su fabricacion este provista al menos en una zona parcial de una hoja de rotura que, despues de su rotura, deja una superficie continua pero rugosa que puede sertratada, particularmente lacada posteriormente..

Para la conexion de pala de una pala de rotor para una instalacion de energfa eolica que presenta unos elementos de fijacion previstos sobre un arco circular, preferentemente de modo equidistante los unos con respecto a los otros, para fijar la conexion de pala en un cubo, que se caracteriza en una solucion independiente del objeto propuesto de acuerdo con la invencion, por el hecho de que se colocan unos elementos de fijacion realizados en una sola pieza sobre el arco circular, distanciados los unos de los otros por unos elementos distanciadores, tambien se reivindica la proteccion independiente. Las ventajas resultantes de esta solucion de acuerdo con la invencion y sus realizaciones ulteriores ya han sido descritas suficientemente con anterioridad, en su sentido respectivo, con respecto al procedimiento de acuerdo con la invencion y sus realizaciones ulteriores.

Adicionalmente se reivindica tambien la proteccion independiente para un elemento de fijacion de una conexion de pala de una pala de rotor para una instalacion de energfa eolica, caracterizada en la solucion del objeto propuesto segun la invencion por un corte transversal que presenta esencialmente una forma aproximadamente cuadrilatera, preferentemente aproximadamente rectangular, en un plano de conexion o paralelamente al mismo.

Unos ejemplos de realizacion que pueden dar resultado a mas caractensticas de la invencion, pero a los cuales la invencion no esta limitada en su alcance, estan representados en los dibujos. Muestran:

la figura 1 un segmento de la superficie o del plano de conexion de una conexion de pala segun la invencion,

la figura 2 un corte longitudinal por un ejemplo de realizacion de un elemento de fijacion de acuerdo con la invencion a lo largo de la lmea identificada en la figura 3 por II - II,

la figura 3 una vista en planta sobre el elemento de fijacion segun la figura 2,

la figura 4 un segmento agrandado del segmento IV encuadrado en la figura 2,

la figura 5 una vista lateral de un corte de fabricacion para un ejemplo de realizacion de elementos distanciadores segun la invencion y

la figura 6 una vista frontal de otro ejemplo de realizacion de un elemento distanciador segun la invencion.

La figura 1 muestra un segmento de la superficie de conexion de una conexion de pala segun la invencion.

El segmento representado sigue a un segmento circular. En este segmento circular estan dispuestos varios elementos de fijacion 1 segun la invencion que, en su vista frontal representada, estan realizados esencialmente en

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forma aproximada de cuadrados o similares a bloques. Cada uno de los elementos de fijacion 1 comprende un taladro 2 con un roscado interior para atornillar un bulon o un tornillo de fijacion. Entre respectivamente dos de los elementos de fijacion 1 esta dispuesto cada vez un elemento distanciador 4 de los cuales en la figura 1 se muestran dos ejemplos de realizacion, un primer ejemplo de realizacion 4a con una superficie frontal aproximadamente en forma de T y un segundo ejemplo de realizacion 4b con una superficie frontal mas en forma de clavo de herradura. Entre los elementos distanciadores 4 y los elementos de fijacion 1 permanecen respectivamente unas hendiduras que pueden ser llenadas, por ejemplo, con resina.

Para unir y reforzar la corona que consiste de elementos de fijacion 1 y elementos distanciadores 4 estan previstas una capa interior y una exterior de un material de conexion 3, por ejemplo, de un material de fibra de vidrio, que esta impregnado, por ejemplo, de resina y puede unirse con los demas elementos mencionados, por ejemplo, mediante un procedimiento de infusion o un procedimiento de inyeccion.

La figura 2 muestra un corte longitudinal a traves de un ejemplo de realizacion de un elemento de fijacion 1 de acuerdo con la invencion a lo largo de una lmea identificada por II - II en la figura 3. Tal como en las demas figuras, los elementos de construccion identicos son designados con los numeros de referencia identicos.

En la figura 2 se ve particularmente el taladro 2 en una vista en corte, asf como tambien un segundo taladro 6 mas pequeno para un eventual tornillo calibrado. Ademas, en la figura 2 se puede observar que el elemento de fijacion 1 se estrecha hacia su extremo libre preferentemente a lo largo de un chaflan 5 que esta dispuesto de manera preferente en el lado interior radial del elemento de fijacion 1 con respecto al arco circular.

La figura 3 muestra una vista en planta sobre el elemento de fijacion segun la figura 2.

La figura 4 muestra un segmento agrandado del segmento IV encuadrado en la figura 2. En esta figura 4 se puede observar como el elemento de fijacion 1 podna ser fijado mediante un tornillo de fijacion 7 para sujetar la conexion de pala en un cubo y / o eventualmente tambien en un soporte 8 similar a una brida en la fabricacion de la conexion de la pala. Asimismo, se esboza un eventual tornillo calibrado en el taladro 6, asf como unas eventuales ranuras circunferenciales 9, 10 para juntas.

La figura 5 muestra una vista lateral de un corte de fabricacion para un ejemplo de realizacion de elementos distanciadores 4 segun la invencion. Los elementos distanciadores 4 tienen una forma alargada y se estrechan igualmente a lo largo de un chaflan 5. Por este motivo, tal como se representa, se han de cortar respectivamente dos elementos distanciadores 4 a partir de un corte, espejeados en un punto, generando muy poco desperdicio 11. Un corte similar podna ser posible eventualmente tambien para los elementos de fijacion 1.

La figura 6 muestra un tercer ejemplo de realizacion 4c del lado frontal de un elemento distanciador que tiene el aspecto aproximado de un doble clavo de herradura. De manera correspondiente, por ejemplo, tambien se podna considerar una vista frontal en forma de doble T. Tales perfiles estan indicados especialmente en aquellos casos, en los que los elementos de fijacion 1 muestran una superficie frontal mas bien en forma de trapecio, de modo que en la disposicion de los elementos distanciadores 4 y de los elementos de fijacion 1 se produce mas facilmente una forma circular.

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para fabricar una conexion de pala de una pala de rotor para una instalacion de energfa eolica que presenta elementos de fijacion (1) previstos sobre un arco circular, preferentemente de modo equidistante los unos con respecto a los otros, para fijar la conexion de pala en un cubo, caracterizado por que se utilizan elementos de fijacion (1) realizados en una sola pieza, y los elementos de fijacion (1) presentan un corte transversal esencialmente cuadrilatero, preferentemente rectangular, particularmente cuadrado, en un plano de conexion o paralelamente al mismo, o un corte transversal trapezoidal con un lado radialmente interior estrechado hacia el arco circular, y estan dispuestos sobre el arco circular, distanciados los unos de los otros por unos elementos distanciadores (4a, 4b) esencialmente con forma de varilla, orientados de manera aproximadamente vertical con respecto al plano de conexion, y que presentan un corte transversal aproximadamente en forma de T, o en forma de clavo de herradura o aproximadamente en forma trapezoidal.
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que cada vez dos elementos de fijacion vecinos son distanciados uno del otro por un elemento distanciador, y se utiliza un elemento de fijacion que presenta un corte transversal esencialmente cuadrilatero, preferentemente rectangular, particularmente cuadrado, en un plano de conexion o paralelamente al mismo, o un corte transversal trapezoidal con un lado radialmente interior estrechado en direccion del arco circular, utilizando en particular un elemento distanciador esencialmente en forma aproximada de varilla que se orienta aproximadamente en un sentido perpendicular con respecto a un plano de conexion y presenta en particular un corte transversal en forma de T, en forma de clavo de herradura o en forma trapezoidal.
3. 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la estructura que consiste de elementos de fijacion y elementos distanciadores se conecta mediante laminado y particularmente se dispone un laminado (unicamente) en el lado radialmente interior y en el lado radialmente exterior de la estructura.
4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado por que al menos un elemento de fijacion y por lo menos un elemento distanciador se conecta uno con el otro mediante un relleno de resina en un espacio intermedio formado por ellos.
5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se elige como arco circular para la conexion de pala un cfrculo cerrado o un segmento del mismo, en particular un semidrculo y, en funcion del arco circular de la conexion de pala, la pala de rotor recibe una conexion de pala o varias conexiones de pala de este tipo, de tal manera que la pala de rotor acabada presenta una base de conexion de cfrculo entero, para la conexion a un cubo.
6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la conexion de pala es formada de manera asimetrica con respecto a un eje de arco circular, a partir de un plano de conexion en direccion de la punta de la pala de rotor, y particularmente el elemento incorporado o anadido presenta ya en su zona de extremo libre una parte de forma de superficie portante o de pala.
7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que durante su fabricacion la conexion de pala es dotada, al menos en una zona parcial, de una hoja desgarrable que, despues de su rotura, deja una superficie continua pero rugosa que se puede tratar, en particular lacar posteriormente.
8. 8. Conexion de pala de una pala de rotor para una instalacion de energfa eolica que presenta elementos de fijacion (1) previstos sobre un arco circular, preferentemente de modo equidistante los unos con respecto a los otros, para fijar la conexion de pala en un cubo, caracterizada por que se utilizan elementos de fijacion (1) realizados en una sola pieza, y los elementos de fijacion (1) presentan un corte transversal esencialmente cuadrilatero, preferentemente rectangular, particularmente cuadrado, en un plano de conexion o paralelamente al mismo, o presentan un corte transversal trapezoidal, y estan dispuestos sobre el arco circular, distanciados los unos de los otros por unos elementos distanciadores (4a, 4b) esencialmente con forma de varilla, orientados de manera aproximadamente vertical con respecto al plano de conexion, y que presentan un corte transversal aproximadamente en forma de T, o en forma de clavo de herradura o aproximadamente en forma trapezoidal.
9. 9. Conexion de pala de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizada por que la estructura que consiste de elementos de fijacion y elementos distanciadores se conectan mediante laminado y porque particularmente se dispone un laminado (unicamente) en el lado radialmente interior y en el lado radialmente exterior de la estructura.
10. 10. Conexion de pala de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizada por que al menos un elemento de fijacion y por lo menos un elemento distanciador se conectan uno con el otro mediante un relleno de resina en un espacio intermedio formado por ellos.
11. 11. Conexion de pala de acuerdo con una de las reivindicaciones 8, 9 o 10, caracterizada por que la conexion de pala esta realizada como un cfrculo cerrado o un segmento del mismo, en particular un semidrculo y, en funcion del arco circular de la conexion de pala, la pala de rotor comprende una conexion de pala o varias conexiones de pala

    de este tipo, de tal manera que la pala de rotor acabada presenta una base de conexion de drculo entero, para la conexion a un cubo.
12. 12. Conexion de pala de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada por que la conexion de pala 5 esta formada de manera asimetrica con respecto a un eje de arco circular, a partir de un plano de conexion en

    direccion de la punta de la pala de rotor, y el elemento incorporado o anadido presenta ya en su zona de extremo libre una parte de forma de superficie portante o de pala.
13. 13. Conexion de pala de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada por que, durante su 10 fabricacion, la conexion de pala, al menos en una zona parcial mediante una hoja de rotura despues de su rotura

    presenta una superficie continua pero rugosa, puede sertratada, particularmente lacada posteriormente.