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5.6 Fertigung von Rotorblättern
5.6.1 Strukturteile des Rotorblattes
Die Rotorblätter für große Windenergieanlagen erreichen Abmessungen von über 80 m Länge,
5m Breite und 4m Höhe. Der Bau derart großer Teile aus Faserverbundwerkstoffen stellt eine
große Herausforderung an die Fertigungstechnik dar. Bei einem Gewicht von ca. 20 t und ei-
nem Faservolumengehalt von ca. 55% bzw. einem Fasergewichtsanteil von ca. 73% bedeutet
das, dass für ein Rotorblatt 14,5 t Glasfasern und 5,5 t Harz verarbeitet werden müssen. Hin-
zu kommt, dass die Fasern mit dieser Harzmenge innerhalb von wenigen Stunden zu tränken
sind. Es ist zwar möglich, den Tränkungsprozess zu unterbrechen, aber das bedeutet meistens
eine Einbuße der Festigkeit des Laminats in dem Unterbrechungsbereich und einen zusätzli-
chen Fertigungsaufwand bei der Fortsetzung der Tränkung.
Bild 5.23
Typischer Querschnitt eines Rotorblattes mit 3 Holmen
Der Aufbau von großen Rotorblättern besteht meistens aus den folgenden Teilen:
Holme oder Holm-Gurt-Kombinationen:
Die Holme sollen hauptsächlich die Querkräfte aus
der Biegung aufnehmen. Sie werden entweder als Massivlaminate oder zur Erhöhung der
Schubbeulsteifigkeit wegen der hohen Querkräfte in Sandwichbauweise ausgeführt. Umdie
Schubspannungen aufnehmen zu können, wird der Hauptanteil der Fasern in den
±
45
±
-
Richtungen angeordnet. Bei einer Holm-Gurt-Kombination werden Anteile der Gesamtdi-
cke von Ober- und Unterschale mit dem Holm ausgeführt, da im Bereich der Holme in den
beiden Schalen auch die Biegespannungen sehr hoch sind und die Laminatdicken dort sehr
groß sein müssen. Dadurch wird das spätere Zusammenfügen der Holme mit Ober- und
Unterschale einfacher. Die Holme werden separat in einem Stück gefertigt. Sie reichen ent-
sprechend den Festigkeitsanforderungen über einen großen Anteil der Blattlänge, ausge-
nommen werden die Blattspitzen und der Anschlussbereich an die Nabe. Dort ist der Quer-
schnitt kreisförmig und hat wegen des großen Durchmessers und der großen Dicke eine
ausreichende Festigkeit.
Anschlussteil zur Verbindung mit der Nabe:
Das Anschlussteil dient der Verbindung des
Rotorblatts mit der Nabe. Die Verbindung erfolgt wegen der zu übertragenden großen
Kräfte mit einer entsprechenden Anzahl von großen Schrauben oder Gewindebolzen. Die
Krafteinleitungen in Bauteile aus FVW müssen sehr sorgfältig ausgeführt und über eine
größere Fläche als bei Metallen verteilt werden, da lokale Spannungsüberhöhungen wegen
der geringen Bruchdehnungen der FVWnur in geringemMaße von diesen ertragen werden.
Bei kleinen Rotorblättern können ringförmige Einsätze aus Aluminium zur Aufnahme der
