本发明涉及具有至少两个转子叶片区段的风力涡轮机转子叶片以及用于将两个转子叶片区段连结的方法。
背景技术：
1、从现有技术来看，具有风力涡轮机转子叶片的风力涡轮机是众所周知的，并且用于将风能转换成电能。风力涡轮机包括彼此连接、例如借助于凸缘连接部彼此连接的多个部件。例如，在转子叶片根部的区域中，转子叶片包括转子叶片连接部，该转子叶片连接部具有结合到层压部中的多个连接器件，这些转子叶片通过所述多个连接器件借助于紧固螺钉或紧固螺栓而连接至所谓的变桨轴承的轴承环或者连接至与轴承环连接的部件、比如用于风力涡轮机转子叶片的所谓的扩展器。连接器件可以例如设计为横向螺栓或衬套，并且是用于转子叶片连接的凸缘插入部的一部分。这种设计从国际申请wo 2015/124568 a1已知。
2、上述连接件也用于连接转子叶片区段，纵向地布置并连结在一起的转子叶片区段形成完整的转子叶片。这种转子叶片被称为分离式或分段式转子叶片。例如，连接器件然后被定位在转子叶片区段的相应的连接端部或分隔凸缘的层压部中。转子叶片区段可以借助于螺栓直接彼此连接或者通过合适的中间构件彼此连接。
3、特别是出于运输原因，分段式转子叶片是优选的，并且变得越来越重要，特别是由于转子叶片的总长度不断增加。
4、ep 3 441 561a1涉及一种用于将模块化叶片连结的装置。参照附图，两个叶片模块1和2的接头由多个螺栓8形成，所述多个螺栓8紧固在插入件3与4之间，插入件3和4容纳在待被连结的两个模块1和2的复合材料中。该装置允许螺栓8被预加载。为此目的，每个装置由侧向盖9、上楔形件10和下楔形件11以及横向螺钉12形成，所有这些都围绕设置在两个叶片模块1和2之间的孔内部的对应螺栓8。当向楔形件10和11施加力f1时，盖9以将模块1和2分开的力作出响应，并对螺栓8预加应力。因此，力f1垂直于相应螺栓8的长度指向，并经由楔形件10和11转换成轴向力。例如，根据这种解决方案，会出现摩擦损失，并且需要较大的力来预加载螺栓。此外，预加载力的精确调节是困难的。此外，涉及许多部件，这使得调节过程耗时。
5、还已知的是，对于每个螺栓连接件，在转子叶片区段之间布置有压力件。这种压力件的缺点是相邻压力件之间的距离较大。这些压力件承受预加载力，预加载力取决于最小预加载与最大预加载之间的拧紧系数。这可能需要更大的螺栓，其可以被加载得更少。除此之外，带有压力件的螺栓连接件必须在现场进行费时地拧紧。
技术实现思路
1、本发明的一个任务是提出分段式转子叶片的概念，其确保了转子叶片区段的特别有利的连接，由此避免了上述问题或者至少减少了上述问题。
2、该目的通过独立权利要求和相应的从属权利要求来实现。
3、根据本发明，公开了一种风力涡轮机转子叶片，该风力涡轮机转子叶片由至少两个转子叶片区段形成，所述区段在区段的相应的连接端部处借助于多个连接螺栓旋拧在一起。连接螺栓被旋拧到第一连接端部和第二连接端部中。在转子叶片区段之间布置有多个套筒形状的预张紧单元，这些预张紧单元中的每个预张紧单元安装在对应的连接螺栓上。每个预张紧单元包括第一构件和第二构件，其中，第一构件和第二构件以形状配合的方式彼此接合。通过在轴向方向上提供力，第一构件和第二构件可以沿着对应的连接螺栓相对于彼此移动。第一构件和第二构件抵靠相应的连接端部沿着对应的连接螺栓彼此被轴向推动分开，使得对应的连接螺栓被预加载。
4、为了将风力涡轮机转子叶片的两个转子叶片区段连接，这两个转子叶片区段通常在待连接的连接端部处包括大量对应的连接元件、比如衬套。连接元件用于在两个区段之间产生大量的螺栓连接件。该组装例如被设计成使得首先将连接螺栓旋拧到一个转子叶片区段的连接端部中，例如旋拧到衬套中。然后，在将连接螺栓的自由端部螺纹连接到另一个转子叶片区段的对应连接元件并至少部分地旋拧到该对应连接元件中之前，将预张紧单元推动到连接螺栓上。然后，将两个转子叶片区段用螺栓连接在一起，由此该连接是例如通过使用相应的组装工具以利用预定的力进行的旋拧螺栓连接。因此，预张紧单元正好配装在转子叶片区段之间，或者至少略微夹持在转子叶片区段之间。最后，预张紧单元则被致动，即两个构件被推动分开，并且如果达到预定的预张紧，则两个构件锁定/保持在该位置中。因此，每个螺栓都被预张紧(或预加载)。预加载/预张紧意味着相应的螺栓通过预张紧单元在长度上被拉动或伸展。
5、本发明的风力涡轮机转子叶片并且特别是所描述的预张紧单元提供了若干技术效果和优点。例如，本发明使得预张紧力可以是高的并且可以被精确地调节。此外，能够实现螺栓连接件的非常高的强度。此外，可以获得精确的预加载力，其中，拧紧系数为约1.2。此外，本发明能够实现或有助于简单、安全且快速的组装。
6、预张紧单元被设计成套筒单元。即，预张紧单元包括两个构件，并且包括沿着主延伸方向/即纵向轴线的连续孔口/开口。
7、第一构件和第二构件能够相对于彼此轴向地移动。第一构件和第二构件例如通过至少部分地接触而彼此接合，使得轴向力可以从一个构件传递至另一个构件。第一构件和第二构件可以移动分开(推动分开)，以便在连接端部上施加压力，并且因此对螺栓进行预加载。压力施加至连接凸缘，优选地施加至嵌入转子叶片区段中的插入件。通过将这些构件彼此移动分开，转子叶片区段的连接端部之间的距离增加。在构件的最终位置中，即在第一构件和第二构件被彼此移动分开以对相应的螺栓进行预加载之后，将第一构件和第二构件保持就位，例如锁定。换句话说，增加的距离(在压力下)保持不变。因此，对应的连接螺栓被预加载。
8、连接螺栓例如是旋拧螺栓。连接螺栓例如被设计为膨胀轴螺栓(具有对应的外螺纹)。
9、提到的连接元件、比如衬套是层压到转子叶片区段的连接端部中的元件。
10、根据实施方式，每个预张紧单元的第一构件和第二构件能够相对于彼此旋转，并且经由螺纹彼此联接，并且其中，第一构件和第二构件将沿着对应的连接螺栓相对于彼此被旋拧分开，以用于对所述对应的连接螺栓进行预加载。这里，这两个构件通过使用螺纹连接而相对于彼此移动/被推动分开。这提供了非常简单且可靠的解决方案。
11、根据实施方式，在第一构件和第二构件的旋拧分开的状态下，第一构件和第二构件相对于彼此的位置可以通过附加的紧固器件例如保持/锁定环、锁定螺母、锁定板等来紧固，以便第一构件和第二构件不能被旋拧回。
12、根据实施方式，第一构件或第二构件以形状配合的方式连接至对应的连接螺栓，使得能够向对应的连接螺栓施加旋拧力。通过施加旋拧力，例如通过使第一构件或第二构件旋转，相应的螺栓可以被旋拧到第一连接端部和第二连接端部中。这例如用于在对螺栓进行预加载之前拧紧螺栓连接件。
13、形状配合连接(也称为形状锁定连接)是指第一构件/第二构件接合相应的螺栓，使得围绕预张紧单元的纵向轴线的扭矩可以传递至连接螺栓，以便将螺栓旋转、即旋拧。换句话说，形状配合连接是抗扭矩的。例如，第一构件/第二构件包括与相应螺栓的配合的外六边形部段相接合的内六边形部段。
14、根据实施方式，在预张紧单元与转子叶片区段中的一个转子叶片区段之间定位有旋拧构件，所述旋拧构件以形状配合的方式连接至对应的连接螺栓，使得可以向对应的连接螺栓施加旋拧力。旋拧构件例如是套筒状元件，例如螺母构件。旋拧构件可以相对于第一构件和第二构件旋转。代替预张紧单元的第一构件或第二构件地，使用单独的旋拧构件将螺栓旋拧到转子叶片区段中。例如，在第一构件和第二构件与连接螺栓之间没有用于使连接螺栓旋拧的形状配合连接。我们参考了关于形状配合连接的上述陈述，其同样适用。该解决方案提供了，例如在旋拧构件的旋拧期间，旋转基本上仅在相应转子叶片区段的一个连接端部处产生摩擦，其中，没有在两个连接端部处产生摩擦。
15、根据实施方式，每个预张紧单元形成为液压螺母单元。利用液压螺母，通过施加液压压力将第一构件和第二构件相对于彼此推动分开，以便对相应的螺栓进行预加载。液压螺母特别地带来了上述优点和功能。此外，在施加压力以使第一构件和第二构件移动分开期间，没有元件相对于彼此旋转。例如，不产生摩擦。在已经施加液压压力之后，第一构件和第二构件的轴向位置被紧固。之后，液压压力可以被再次释放。
16、根据实施方式，形成为液压螺母的预张紧单元的每个第二构件包括外螺纹，锁定螺母旋拧在该外螺纹上。每个预张紧单元的第一构件和第二构件相对于彼此被推动分开，其中，相应的锁定螺母被旋拧抵靠第一构件，以便将第一构件和第二构件相对于彼此保持就位。因此，第一构件和第二构件被紧固在它们的轴向位置，从而保证所述预加载。
17、根据实施方式，每个预张紧单元的第一构件和第二构件形成液压室，该液压室流体地连接至第一构件的液压端口，以在第一构件和第二构件上施加液压压力，进而将第一构件和第二构件彼此推动分开。该室被密封，例如通过o形环被密封。
18、根据实施方式，形成为液压螺母的预张紧单元的第一构件或第二构件中的一者以形状配合的方式连接至对应的连接螺栓，使得可以向对应的连接螺栓施加旋拧力。我们参考了上述陈述，其同样适用。
19、根据实施方式，在预张紧单元与转子叶片区段中的一个转子叶片区段之间定位有旋拧构件，该旋拧构件以形状配合的方式连接至对应的连接螺栓，使得可以向对应的连接螺栓施加旋拧力。这适用于形成为液压螺母的预张紧装置。我们参考了上述陈述，其同样适用。
20、根据实施方式，液压螺母单元的每个液压端口相对于风力涡轮机转子叶片的纵向轴线布置在外侧部处。换句话说，液压端口背对叶片的纵向轴线。这在液压部件的安装期间提供了容易的触及。
21、根据实施方式，每个预张紧单元的第一构件或第二构件具有用于组装工具的工具接合部段、特别是六边形的外侧部或者一个或更多个钻孔。为了通过预张紧单元的第一构件或第二构件来旋拧螺栓，使用相应的组装工具，例如液压扭矩工具、如开放式回转工具或安装销或螺栓。组装工具也可以称为安装工具或旋拧工具。组装工具接合第一构件或第二构件的工具接合部段，使得组装工具的旋转使第一构件/第二构件旋转并且因此由于第一构件或第二构件与相应连接螺栓的形状配合连接而使相应的连接螺栓旋转。工具接合部段例如是六边形部段，其中，组装工具被相应地设计成在相应的工具接合部段中接合第一构件或第二构件。
22、根据实施方式，每个预张紧单元的第一构件和/或第二构件或者旋拧构件包括一个或更多个对中器件，所述一个或更多个对中器件用于将第一构件和/或第二构件沿着对应的连接螺栓相对于相应的另一构件和/或相邻的连接端部对中。例如，对中器件是对中突起部、环状突起部等。因此，可以实现预张紧单元或旋拧构件相对于转子叶片区段的连接端部之间的完美对准。
23、根据第二方面，公开了一种将根据上述实施方式的风力涡轮机转子叶片的两个转子叶片区段连结的方法。该方法包括以下步骤：
24、将连接螺栓部分地旋拧到第一转子叶片区段的第一连接端部中，使得连接螺栓从第一连接端部突出，
25、将套筒形状的预张紧单元安装至连接螺栓，以使预张紧单元布置在转子叶片区段之间，其中，每个预张紧单元包括第一构件和第二构件，其中，第一构件和第二构件可以沿着对应的连接螺栓相对于彼此移动，并且其中，第一构件和第二构件以形状配合的方式彼此接合，
26、将第二转子叶片区段的第二连接端部靠近第一转子叶片区段的第一连接端部，
27、将连接螺栓部分地旋拧到第二连接端部中，
28、在每个预张紧单元的第一构件与第二构件之间提供轴向定向的力，
29、将每个预张紧单元的第一构件和第二构件抵靠相应的连接端部沿着对应的连接螺栓彼此轴向地推动分开，使得对应的连接螺栓被预加载。
30、该方法基本上能够实现上述优点和功能。根据第一方面的上述特征和实施方式同样适用于该方法。
31、根据实施方式，每个预张紧单元的第一构件和第二构件经由螺纹彼此联接，并且其中，在轴向推动的步骤中，将每个预张紧单元的第一构件和第二构件彼此旋拧分开，以用于将对应的螺栓预加载。我们参考了根据第一方面的上述陈述。
32、根据实施方式，每个预张紧单元形成为液压螺母单元，并且其中，在轴向推动的步骤中，将每个预张紧单元的第一构件和第二构件彼此液压地推动分开，以用于将对应的螺栓预加载。我们参考了根据第一方面的上述陈述。
33、根据实施方式，每个第二构件包括外螺纹，锁定螺母旋拧在该外螺纹上，并且其中，将每个预张紧单元的第一构件和第二构件彼此按压分开，其中，将锁定螺母被旋拧抵靠第一构件，以便将第一构件和第二构件相对于彼此保持就位。我们参考了根据第一方面的上述陈述。
1.一种风力涡轮机转子叶片(110)，所述风力涡轮机转子叶片(110)由至少两个转子叶片区段(132，134)形成，所述区段(132，134)在所述区段(132，134)的相应的连接端部(136，138)处借助于多个连接螺栓(146)被旋拧在一起，所述连接螺栓(146)被旋拧到第一连接端部(136)和第二连接端部(138)中，其中，
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件经由螺纹彼此联接，并且其中，所述第一构件和所述第二构件沿着所述对应的连接螺栓彼此被旋拧分开，以对所述对应的连接螺栓进行预加载。
3.根据权利要求2所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，所述第一构件或所述第二构件以形状配合的方式连接至所述对应的连接螺栓(146)，使得能够向所述对应的连接螺栓(146)施加旋拧力。
4.根据权利要求2所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，在所述预张紧单元与所述转子叶片区段中的一个转子叶片区段之间定位有旋拧构件，所述旋拧构件以形状配合的方式连接至所述对应的连接螺栓(146)，使得能够向所述对应的连接螺栓(146)施加旋拧力。
5.根据权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，每个预张紧单元形成为液压螺母单元。
6.根据权利要求5所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，每个第二构件包括外螺纹，在所述外螺纹上旋拧有锁定螺母，并且其中，每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件彼此被推动分开，其中，相应的所述锁定螺母被旋拧抵靠所述第一构件，以便将所述第一构件和所述第二构件相对于彼此保持就位。
7.根据权利要求5或6所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件形成液压室，所述液压室流体地连接至所述第一构件的液压端口，以便在所述第一构件和所述第二构件上施加液压压力，进而将所述第一构件和所述第二构件彼此推动分开。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，所述第一构件或所述第二构件中的一者以形状配合的方式连接至所述对应的连接螺栓(146)，使得能够向所述对应的连接螺栓(146)施加旋拧力。
9.根据权利要求5至7中的任一项所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，在所述预张紧单元与所述转子叶片区段中的一个转子叶片区段之间定位有旋拧构件，所述旋拧构件以形状配合的方式连接至所述对应的连接螺栓(146)，使得能够向所述对应的连接螺栓(146)施加旋拧力。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，所述液压螺母单元的每个液压端口相对于所述风力涡轮机转子叶片(110)的纵向轴线布置在外侧部处。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，每个预张紧单元的所述第一构件或所述第二构件具有用于组装工具(180)的工具接合部段(160)、特别是六边形外侧部或者用于插入安装销或安装螺栓的一个或更多个钻孔。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的风力涡轮机转子叶片(110)，其中，每个预张紧单元的所述第一构件和/或所述第二构件或者所述旋拧构件包括一个或更多个对中器件，所述一个或更多个对中器件用于使所述第一构件和/或所述第二构件沿着所述对应的连接螺栓相对于相应的另一构件和/或相邻的所述连接端部对中。
13.一种将根据权利要求1至12中的任一项所述的风力涡轮机转子叶片(110)的两个转子叶片区段(132，134)连结的方法，所述方法包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的方法，其中，每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件经由螺纹彼此联接，并且其中，在轴向推动的步骤中，将每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件彼此旋拧分开，以对所述对应的螺栓进行预加载。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，每个预张紧单元形成为液压螺母单元，并且其中，在轴向推动的步骤中，将每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件彼此液压地推动分开，以对所述对应的螺栓进行预加载。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，每个第二构件包括外螺纹，在所述外螺纹上旋拧有锁定螺母，并且其中，将每个预张紧单元的所述第一构件和所述第二构件彼此按压分开，其中，将所述锁定螺母旋拧抵靠所述第一构件，以便将所述第一构件和所述第二构件相对于彼此保持就位。
