Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos,

que comprende unos útiles (2, 3, 4, 5) de posicionamiento que manipulan y ensamblan las distintas partes componentes de una pala de aerogenerador o aerodino, piel (1.1) de extradós, piel (1.2) de intradós, borde de ataque (1.3), y largueros (1.4), así como unos útiles de transporte que junto con unos medios de referencia (10) permiten colocar con precisión las distintas partes componentes de la pala en la instalación.

INSTALACIÓN PARA ENSAMBLADO DE ESTRUCTURAS DE MATERIALES COMPUESTOS

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con la fabricación y montaje de estructuras de materiales compuestos, tales como palas de aerogeneradores o aerodinos, más concretamente la invención hace

referencia a una instalación para automatizar el proceso de ensamblado de las distintas partes componentes que forman las palas.

Estado de la técnica

La demanda mundial de energías renovables para hacer frente al cambio climático, implica de una manera muy importante a la energía eólica, la cual mayoritariamente se desarrolla mediante aerogeneradores

con rotor de palas. El desarrollo de dichos aerogeneradores y su aplicación para la producción energética mediante aprovechamiento del viento, requiere cada vez aerogeneradores de mayor potencia nominal, más eficientes y de inferior costo por 25 Kilovatio de energía generada.

En la generación de energía mediante tales aerogeneradores es fundamental, entre otros aspectos, la superficie de barrido de las palas del rotor que

recibe la acción del viento, de manera que uno de los medios para aumentar la potencia de generación energética es el aumento del tamaño de las palas.

Un ejemplo de configuración de dichas palas se 35 recoge en la figura 1.A de la patente ES200802276, la

figura 1 de la patente ES200800641 y la patente ES200900127, en donde la pala comprende dos pieles laterales externas, en disposición sobre una estructura interior formada por unos largueros a modo de tabiques 5 longitudinales, de forma que las pieles laterales externas determinan el perfil aerodinámico de la pala, junto con una pieza complementaria que define el borde de ataque. Tanto las pieles laterales externas, como los largueros de la estructura interior, determinan

unas prolongaciones, mediante las cuales se conforma un tramo cilíndrico que constituye la raíz de la pala para la sujeción sobre el rotor giratorio del aerogenerador.

Aunque estas palas suelen estar divididas en

tramos longitudinales, el gran tamaño que presentan entraña una serie de problemas, en razón de las dificultades que surgen para manipular con precisión las distintas partes componentes de las palas durante su proceso de ensamblado, agravándose este hecho

sustancialmente en la construcción de grandes palas (entre 50 y 90 metros de longitud) , como por ej emplo para aerogeneradores de 3 a 10 MW de potencia nominal.

En este sentido, los procesos de fabricación y

ensamblado de las partes componentes de las palas de aerogeneradores, son procesos manuales intensivos en mano de obra, con los problemas añadidos en consecuencia, de costos y baj a calidad por falta de precisión e inexactitud en las operaciones repetitivas 30 de dichos procesos manuales.

Se hace por tanto necesario disponer una instalación para una fabricación automatizada,

repetitiva y con una mayor productividad de estructuras 35 de materiales compuestos, tales como palas de aerogeneradores O aerodinos, permitiendo una manipulación precisa de las distintas partes componentes de la pala para conseguir un ensamblado entre las mismas de alta exactitud.

Objeto de la invención

De acuerdo con la presente invención se propone una instalación para realizar el proceso de ensamblado 10 de estructuras de materiales compuestos de una manera automatizada, precisa y eficaz. La instalación obj eto de la invención es de aplicación preferente en el sector aeronáutico y eólico para la fabricación de palas de aerogeneradores o aerodinos, no obstante, esta

aplicación no es limitativa, pudiendo ser empleada en otros sectores industriales en donde se manipulen grandes estructuras de materiales compuestos, tales como el sector naval, construcción civil, otros sectores de energías renovables, etc.

La instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos objeto de la invención está constituida por unos útiles de posicionamiento que

permiten manipular y ensamblar con precisión las 25 distintas partes componentes de una pala de

aerogenerador u otra estructura similar, y unos útiles de transporte de dichas partes componentes de la pala de aerogenerador que en acción conjunta con unos medios de referencia situados a nivel de suelo permiten 30 colocar con exactitud dichos útiles de transporte en la instalación, de manera que los útiles de posicionamiento pueden recepcionar correctamente y con gran precisión las partes componentes de la pala y conseguir así un ensamblado de la pala de aerogenerador

o aerodino de alta calidad.

La instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos queda por tanto constituida por cuatro útiles de posicionamiento y cuatro útiles de transporte:

-Un útil de posicionamiento de pieles de extradós, -Un útil de posicionamiento de pieles de intradós, -Un útil de posicionamiento de bordes de ataque, -Un útil de posicionamiento de largueros,

-Un útil de transporte de pieles de extradós, -Un útil de transporte de pieles de intradós, -Un útil de transporte de bordes de ataque -Un útil de transporte de largueros.

Los útiles de posicionamiento de las pieles de extradós e intradós están constituidos por unas torretas susceptibles de desplazamiento transversal que se accionan por medio de un mecanismo tuerca-husillo y deslizan sobre respectivos patines, yendo acoplados

selectivamente a las torretas unos elementos de curvado que presentan la forma de la correspondiente piel a manipular y disponen de respectivos medios de retención para amarrar dichas pieles.

El útil de posicionamiento del borde de ataque dispone de un mecanismo susceptible de desplazamiento vertical que dispone selectivamente acoplado un elemento de curvado con la forma del correspondiente borde de ataque a manipular, y en donde dicho elemento

de curvado va provisto de unos medios de retención, a modo de ventosas o similares, para amarrar el borde de ataque de la pala. Los distintos elementos de curvado que disponen los útiles de posicionamiento son susceptibles de ser intercambiados para dotar de mayor

versatilidad a la instalación, de manera que se puedan

manipular pieles y bordes de ataque de diferentes formas para obtener palas de aerogenerador o aerodino de distintas configuraciones y tamaños.

El útil de posicionamiento de los largueros se trata de unos brazos articulados en giro que van montados en el propio útil de posicionamiento del borde de ataque y que en sus extremos disponen de medios de retención para amarrar los largueros. Aunque en el

ejemplo de realización se muestra que los útiles de posicionamiento del borde de ataque y los largueros conforman un único elemento, podrían estar formados por elementos individuales sin que ello alterase el concepto de la invención.

Los útiles de transporte son unas estructuras cerchadas y ligeras que presentan unos medios de anclaje para establecerse en retención respecto de los medios de referencia de la instalación y presentan

igualmente unos medios de retención para amarrar las distintas partes componentes de la pala de aerogenerador o aerodino durante su transporte. Todos los medios de retención de la instalación están basados en sistemas de succión, pinzado o combinación de ambos, 25 no obstante pudieran ser cualquier medio de suj eción que no dañe el material componente de la pala.

Se obtiene de esta manera una instalación para el ensamblado de estructuras de materiales compuestos que 30 por sus características constructivas y funcionales resulta muy ventajosa, adquiriendo vida propia y carácter preferente para dicha función, permitiendo obtener un ensamblado de partes componentes de palas de aerogenerador o aerodinos automatizado, preciso y de

alta calidad.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra en perspectiva y esquemáticamente una pala de un aerogenerador. 5

La figura 2 es una vista en perspectiva y explosionada de las distintas partes componentes de la pala de aerogenerador representada en...

1. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, que se emplea para ensamblar 5 partes componentes de palas (1) de aerogeneradores o aerodinos, en donde la pala (1) comprende una piel

(1.1) de extradós y una piel (1.2) de intradós, disponiéndose ambas pieles (1.1 Y 1.2) sobre una estructura interior formada por unos largueros (1.4) ,

de forma que dichas pieles (1.1 Y 1.2) determinan el perfil aerodinámico de la pala, junto con una pieza complementaria que define un borde de ataque (1. 3) , caracterizada porque la instalación comprende unos útiles (2, 3, 4, 5) de posicionamiento que manipulan y 15 ensamblan las distintas partes componentes de la pala (1) , y unos útiles (6, 7, 8, 9) de transporte que junto con unos medios de referencia (10) permiten colocar con precisión las distintas partes componentes de la pala

(1) en la instalación, en donde los útiles (2, 3, 4, 5) de 20 posicionamiento y los útiles (6, 7, 8, 9) de transporte son: -un útil (2) de posicionamiento de la piel (1.1) de extradós, -un útil (3) de posicionamiento de la piel (1.2) de

intradós, -un útil (4) de posicionamiento del borde de ataque

(1. 3) , -un útil (5) de posicionamiento de los largueros

(1. 4) .

30. un útil (6 ) de transporte de la piel (1.1) de extradós, -un útil (7 ) de transporte de la piel (1. 2) de intradós,

- un útil (8 ) de transporte del borde de ataque 35 (1. 3) ,

- un útil (9) de transporte de los largueros (1.4) .

2. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, de acuerdo con la primera 5 reivindicación, caracterizada porque los útiles (2, 3) de posicionamiento de las pieles (1.1, 1.2) están constituidos por unas torretas (2.1, 3.1) susceptibles de desplazamiento transversal para recepcionar y posicionar las pieles (1.1, 1.2) que son llevadas por

los útiles (6, 7) de transporte para a su ensamblado.

3. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada porque las torretas (2.1, 3.1)

se accionan por medio de un mecanismo tuerca-husillo (2.2, 3.2) Y deslizan mediante respectivos patines (2.3, 3.3) , yendo acoplados a dichas torretas (2.1, 3.1) unos elementos de curvado (2.4, 3.4) que reproducen la forma de la correspondiente piel (1.1,

1.2) a manipular y que disponen de respectivos medios de retención (2.5, 3.5) para amarrar dichas pieles (1.1, 1.2) .

4. . Instalación para ensamblado de estructuras de

materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el útil (4) de posicionamiento dispone de un mecanismo (4.1) susceptible de desplazamiento vertical para recepcionar y posicionar el borde de ataque (1.3) que es llevado

por el útil (8) de transporte para su ensamblaje.

5. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada porque acoplado al mecanismo

(4.1) del útil (4) de posicionamiento se dispone un elemento de curvado (4.2) con la forma del borde de ataque (1.3) a manipular, estando provisto dicho elemento de curvado (4.2) con medios de retención (4.3) para amarrar el borde de ataque (1.3) .

6. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el útil (5) de posicionamiento de los largueros (1.4) consta de unos

brazos articulados en giro que van montados en el útil

(4) de posicionamiento del borde de ataque (1.3) y que en sus extremos disponen de medios de retención para amarrar los largueros (1.4) .

1.

7. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque los útiles (6, 7, 8, 9) de transporte son unas estructuras cerchadas y ligeras que presentan unos medios de anclaj e (11)

para establecerse en retención respecto de los medios de referencia (10) y unos medios de retención (12) para amarrar las distintas partes componentes de la pala (1) a ensamblar.

2.

8. . Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los respectivos medios de retención que poseen los útiles (2, 3, 4, 5) de posicionamiento y los útiles (6, 7, 8, 9) de 30 transporte, para el amarre de las partes componentes de la pala (1) a ensamblar, consisten en sistemas de succión, sistemas de pinzado o combinación de ambos.

9. . Instalación para ensamblado de estructuras de 35 materiales compuestos, de acuerdo con la primera