用於吸收多餘粘合劑的材料層的製作方法

2023-06-17 02:55:31 1

專利名稱：用於吸收多餘粘合劑的材料層的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種以粘合的方式將至少兩個部件結合在一起的方法 以及一種包含至少兩個粘性部件的構件，其特別地包括風力渦輪機的 葉片。
背景技術：
為了確保結構中的部件的牢固粘附，重要的是要向粘合面施加足 量的粘合劑。因此，在將部件壓向彼此時，最常見地會有一定量的多 餘粘合劑從粘合接縫的各個側面中流出。組成構件上的較大公差和因 此粘合接縫最終尺寸的相對較大的變化也促使難以確定必需且足以實 現牢固結合的粘合劑數量，而這通過施加過量的粘合劑以最簡單和最 方便的方式得以解決。出於對美觀的考慮，且常常還出於對各種功能 的考慮，通常要將外溢的粘合劑除去並使粘合接縫變得平滑。這可以 通過在粘合劑已完全固定之前簡單地將粘合劑敲碎或將其擦掉、或者 例如通過砂磨機械地將其除去而得以實現。然而，在以粘合的方式結合完全或部分封閉的結構或具有特殊幾 何形狀的結構時，難以或甚至不可能除去從接縫中擠出的多餘粘合劑。 例如，由葉片殼體構成的風力渦輪機葉片就屬於這種情況，其中用內 部支撐桁條使葉片殼體彼此相互粘附。此時，多餘的粘合劑以大"毛 刺"的形式存在於葉片內部。除非除去這些粘合劑，否則一旦葉片付 諸使用，這些粘合劑在一定程度上會發生折斷並在葉片內部周圍發生 呻嗒^嗒聲。這種情況是完全不希望出現的，因為它會產生大量噪聲 從而對風力渦輪機周圍的環境造成危害。經過一段時間後，膠塊會因 被四處拋而變成碎片，但是隨後發現它們與滲入葉片的溼氣和水分結 合在一起並形成較大的結塊，該結塊一方面會堵塞排洩口 ，另一方面在葉片轉動期間會在葉片內部部件上施加猛烈的衝擊作用。為了避免這種情況，因此在組裝葉片時希望除去從粘合接縫中擠 出的多餘粘合劑。這可以通過讓人工地進入葉片來實現，然而， 一方面，這種作法是一種需要密集勞動和大量時間的方法；另一方面，出 於對工作環境的考慮這種作法並不理想。或者，可以在葉片內部裝配看起來像是長狹槽的所謂粘合劑陷阱，在組裝過程中粘合劑會掉入該 陷阱中，且其隨後可選擇性地被拉出葉片。然而，這是一個麻煩且需 要大量時間的方法。在DK175718中，內部支撐軒條由兩個桁條部件組合而成，這使 得能夠對街條的總體高度進行高度調節，從而能夠在一定程度上對葉 片殼體上的尺寸誤差進行補償。然而，桁條部件仍然需要被彼此粘附 在一起，因此在這種情況下仍然存在與來自粘合接縫的多餘粘合劑有 關的問題。在此公開文件中，使用了所謂的結合面板，它們被裝配在 延伸越過結合表面的主體部件上，且在它們之間存在狹槽， 一部分多 餘粘合劑隨後可流入其中。這種方法與上述粘合劑陷阱的用法相似， 且也存在著同樣的缺陷。例如，可以從WO 03046394中了解到為了避免外溢的粘合劑形 成毛刺，向該一個或兩個結構部件的粘合面提供了可讓多餘粘合劑流 入其中的特殊構造。然而，其前提條件是要對結合面進行機械處理， 這會大大增加粘合處理的費用。此外，這種凹槽或切口只能夠吸收一 定量的粘合劑，因此，如果該粘合接縫被用來補償例如組成部件上的 較大公差和誤差並因此造成粘合劑的需求量發生較大變化，外溢的粘 合劑不能被完全清除。發明內容因此，本發明的一個目的在於為由多餘和外溢的粘合劑引起的 上述問題提供一種解決方案。根據本發明，這通過包括粘合在一起的至少兩個部件的構件來實 現，其中至少 一個多孔層至少部分地包含在部件之間的粘合接縫中，並吸收粘合接縫外部的多餘粘合劑。在此處和在下文中用到的多孔層應被理解成這樣一種層，其充滿 了氣孔、孔洞或開口，因此會使該層具有或多或少地敞開的結構。因 此，多孔層可例如具有網狀或纏繞結構(其可以是隨機的，也可以是 有組織的)和/或類似海綿的敞開單元的結構。通過在粘合接縫中使用 一個或多個這種層，可以得到這樣的有利方面額外的和過剩的粘合劑被該多孔層吸收或保持，並因此包含在 粘合接縫處而不會在後續階段中折斷。該多孔層同時可用作粘合劑的 強化物，且因此它也能有助於增強粘合接縫。另外，由此可施加更稀 且更易於流動的粘合劑，其更易於被泵送，且因此加快了粘合處理的 速度。此外，根據本發明的構件的優點在於其不必為部件的結合面 提供特殊構造或處理過程，因為多孔層可以被配置成具有高柔韌性以 便它能夠輕易地發生變形以順應粘合面的形狀。同時，在粘合過程中， 非常簡單地通過適當擠壓對方，多孔材料層可以填充和適應厚度變化 的粘合接縫。根據本發明的一個實施例，該構件包括多孔層，該多孔層至少部 分地浸漬有粘合劑。因此， 一方面能夠以簡單的方式很好地控制粘合 劑所處的位置，另一方面很好地控制已分配多少膠量。預浸漬的材料 層也易於和便於被放置在一個或兩個結合面上，且可以通過簡單的手 段精確控制該層所處的位置。根據一個實施例，多孔層具有(帶有敞開氣孔的)海綿結構或網 狀結構。這些材料的優點在於對粘合劑的分散產生非常小的阻力， 同時能夠起到吸收、保持和強化在材料中的粘合劑的作用。根據另一個實施例，多孔層包括纖維氈片。這種氈片可以由各種 不同的纖維材料以較低的生產成本製成。根據又一個實施例，多孔層由諸如例如玻璃纖維、塑料纖維或天 然纖維這樣的纖維材料製成，其中這些材料有利地具有強化粘合接縫 的作用。此外，本發明涉及一種風力渦輪機葉片，其包括上述構件。其優點也在上文中得到了描述。此外，本發明涉及一種通過粘合將至少兩個部件結合在一起的方法，所述方法包括這樣一個步驟將至少一個多孔層至少部分地布置 在粘合接縫中，用於吸收來自粘合接縫的多餘粘合劑。最後，本發明還涉及一種如上所述的通過粘合將至少兩個部件結 合在一起的方法，該方法還包括這樣一個步驟在將多孔層至少部分 地布置在粘合接縫中之前，將最外面的保護層從多孔層上除去。例如， 該保護層可以是由矽塗覆且可撕下的薄膜，這可以從各種類型的帶中 已知。


在下文中將參考附圖對本發明進行描述，其中圖1示出了粘合前與粘合後的粘合在一起的兩個構件，其中在粘 合接縫中具有多孔層；圖2示出了粘合前與粘合後的粘合在一起的兩個構件，其中在粘 合接縫中具有海綿狀結構層；圖3示出了粘合前與粘合後的粘合接縫，其中具有預浸漬粘合劑 的多孔層；圖4示出了粘合前與粘合後的粘合在一起的兩個構件，其中它們帶有不同尺寸的粘合面；圖5是風力渦輪機葉片的橫截面視圖； 圖6更詳細地示出了風力渦輪機葉片的前邊緣處的粘合接縫； 圖7更詳細地示出了風力渦輪機葉片的後邊緣處的粘合接縫； 圖8更詳細地示出了風力渦輪機葉片的支撐桁條的頂部處的粘合接縫；以及圖9示出了組裝前和組裝後的粘合接縫，其中多孔層用作技術輔助。
具體實施方式
圖1示出了一個結構的兩個部件101，這兩個部件以粘合的方式 結合成一個構件102。左圖示出了結合之前的部件101，右圖示出了粘 合而成的成品構件102。如普通粘合處理那樣將粘合劑103施加到一 個或兩個結合面104上，接著將多孔材料層105設置在粘合面之間， 然後如箭頭106所示那樣將部件擠壓在一起。為了實現牢固的粘合接 縫，重要的是要施加足量的粘合劑，這可以通過施加大量粘合劑以最 簡單且最方便的方式得以保證。通常且如果可能的話，在部件被擠壓 在一起時將被擠出至側面的多餘粘合劑除去。這樣做不僅是出於對美 觀的考慮，而且還是出於對其功能的考慮，以便粘合劑毛刺在後續階 段中不會折斷和導致不便。然而，根據本發明，這個問題通過可讓多 餘粘合劑流過和流入其中的多孔材料層105而得到解決。如圖1的右 邊所示那樣，在粘合過程完成之後，多餘的粘合劑因此會被由多孔材 料105形成的粘合接縫吸收和保持，因此，粘合劑在後續階段中不會 折斷或脫落。與構件一體粘合的層105必須具有這樣的結構，即，粘合劑能夠 在不受到明顯阻力的情況下滲透穿過該層並固定在其中。這可以由本 發明的一個實施例來實現，其中使用了網狀結構107，如圖1所示。 例如，該材料可以被製造成絨頭織物(fleece)或纖維墊片，其中所述 纖維可以是玻璃纖維、塑料纖維和/或天然纖維。可以利用各種技術將 纖維結構打亂，其中所述技術在制氈和巻曲工藝中已知，以及例如從 各種過濾元件中已知。或者可以將這些纖維紡織或編織成有組織的三 維結構，這例如可以從用於注才莫的分配網格中已知。類似於圖1,圖2示出了兩個部件101在粘合前(左圖)和粘合 後(右圖)的對比。這個實施例在粘合接縫中使用了材料層105，其 不僅多孔(類似於圖1)且具有類似海綿的帶有敞開氣孔201的材料 結構。類似於上圖的網狀結構107，這種材料允許粘合劑103滲透穿 過層105、 201並將兩個部件101結合成一個構件102，同時從粘合接 縫中擠出的多餘的粘合劑被吸收和保持在層105中。因此，根據本發明的材料層的特點在於它是多孔的，即包含有大量的氣孔、孔洞或開口，或者換句話說，它具有敞開式結構。因此， 粘合劑能夠完全地或部分地滲透進入和/或穿過該材料層並一定程度 地被包含在該材料中。這種具有敞開式結構的多孔材料構件的實例是 在上文中提及和示出的、具有網狀結構(諸如海綿)的層。粘合劑通 過粘合劑在該材料中受到的完全結構性或機械性阻力被材料層固定。 類似地，還可意識到該材料層會吸收一部分粘合劑，且/或在該材料層 與 一部分或全部粘合劑之間會發生化學反應。不用說，所使用的材料層不必從頭到尾都為同一種結構，例如它 可以沿著邊緣在表面上具有更密或難以滲透結實結構。這也許是有利 的，因為在這種情況下，材料層的最外緣就可起到阻止粘合劑被完全 擠出材料層和流失的作用。或者，在必要的情況下，該材料層可以具 有更結實的芯，該芯可起到使粘合接縫具有預定的、固定最小厚度的 作用。除了保持住來自粘合接縫的多餘粘合劑外，多孔層105還可具有 強化作用，增加粘合接縫的強度。圖3示出了本發明的另一個實施例，其中在氈片或多孔層的一部 分中，多孔層105預浸漬有粘合劑103。在組裝過程中，直接氈片放 置在一個結合面上，接著施加固化劑302，然後立即將部件101擠壓 到一起。與上述實施例相似，粘合劑103將滲透穿過多孔層105，且 多餘的粘合劑將被容納在該材料中。此外，多孔層可預浸漬有已配好 的粘合劑混合物，該粘合劑混合物例如通過層105上的最外面的保護 層被剝去而被釋放並通過加熱或以其它已知方式進行固化，然後立即 被放置在結合面104上。藉助於某些元件形狀，諸如完全或部分閉合的元件，如果多餘的 粘合劑遠離粘合接縫的一側401，且在該粘合接縫的另一側402被接 收和容納於多孔層105中，即如果此側難以通過，這也許是有利的。 於是，根據一個實施例，多孔層105可被設置在該粘合接縫中以使其 僅向著如圖4所示的那一側伸出。多孔材料105要從粘合接縫中伸出 的量的多少取決於人們期望確認該材料能夠吸收多大量的粘合劑。就具有較大加工公差的部件的粘合來說，粘合接縫的厚度沿著接縫會有 非常大的變化，粘合劑的多餘量也因此將變化。在這種情況下，多孔 材料層必須在粘合接縫最狹窄的地方足夠寬以使所有的多餘粘合劑都 被該材料所吸收。該附圖還表明了該組裝方法不僅限於將尺寸相同的帶有結合面104的組成部件101粘合在一起，還可以用在尺寸不同的 組成部件上。圖5描繪了風力渦流機葉片的橫截面。所描述的葉片由兩個葉片 外殼501構成，其中葉片外殼501由纖維強化層壓板製成。通過沿葉 片的前緣502和後緣503進行粘合將葉片殼體結合在一起。該葉片在 內部由多個桁條504支撐。在組裝葉片時，首先以粘合的方式將桁條 504固定在最下面的葉片殼體上。這個時候還能夠輕易地將多餘的粘 合劑從粘合接縫上除去。然而，在要以粘合的方式安裝最上面的葉片 殼體時，就不是這樣了。在外部的粘合接縫處，沿著前緣和後緣將多 餘的粘合劑除去，從而確保了葉片表面光滑，這對於葉片的空氣動力 學性能是重要的。在前、後邊緣以及桁條頂部的內部接縫處，根據本 發明的多孔材料有利地被用來收集多餘的粘合劑，因為如果不這樣的 話，這些粘合劑會在粘合接縫處聚集成大的毛刺。如前所述，由於在 葉片屈服和操作工作時普遍存在於葉片中的應變，這些毛刺可能會在 後續階段中折斷，並在葉片內到處發出格嗒格嗒聲。這個問題特別在 桁條接縫處尤為嚴重，因為考慮到粘合接縫的厚度相對來說變化較大 (這可能由桁條定位時的一致小的誤差造成的)而在這個位置上施加 了特別多的粘合劑。在圖6-8中更詳細地示出了葉片前、後邊緣以及 桁條頂部的粘合接縫。在圖6中示出了根據本發明的一個實施例的葉片502的前邊緣的 一種可能的粘合連接。兩個葉片殼體501斜地端接在一起以得到更牢 固的結合。具有網狀結構的材料層105位於粘合接縫402的內部並伸 入葉片內部，該材料層一方面強化了粘合劑，另一方面吸收和保持從 粘合接縫的內側擠出的那部分多餘粘合劑103。在外部401，多餘的粘 合劑被除去以使葉片外部光滑並具有最佳的空氣動力學性能。如圖7所示那樣相應地應用在葉片的後邊緣503上。在葉片殼體 501的粘合面之間容納有多孔材料105，多孔材料105在葉片內部吸收 來自粘合接縫處的多餘粘合劑103。最後，圖8示出了桁條504與最上面的葉片殼體501之間的粘合 接縫。在這裡，待組裝的部件之間也設有多孔材料層105，粘合劑103 能夠滲透穿過該材料同時受到相對較小的阻力，填充該粘合接縫，並 同時保持多餘的粘合劑103。如在其它實例中那樣，由此阻止多餘的 粘合劑流下和流入葉片內部或以大毛刺的形式殘留下來。在示出的實 施例中，由多孔材料105製成的寬氈片801位於兩個桁條504的頂部。 可以將較小的材料塊用於各個獨立的桁條部件上以替代整塊寬氈片， 這要取決於從工藝的角度上看哪個被認為是最容易的方案且處理起來 最簡單。在圖9中示出了根據本發明的多孔層的另一個應用領域。在這裡， 示出了組裝之前(左邊)和組裝之後(右邊)的-在這種情況下位於 葉梢901處的-粘合接縫。在一個葉片殼體501的結合面104上，多 孔材料105被設置成與葉片殼體的最外邊緣相距一定距離，且被設置 成其可被用來控制粘合劑103的鋪放。此外，處於未壓縮狀態下的多 孔材料的厚度可以被形成一定尺寸以使它能夠被用作確定和控制粘合 劑的最佳劑量的量度和技術輔助。當以與多孔材料高度相對應的量來 鋪放粘合劑時，就堆放了足夠且必需量的粘合劑。因此，粘合劑的鋪 放得到了簡化，且極大地改善了對它的控制，無論是關於定位還是關 於粘合劑的劑量。應理解，如本說明書和附圖所公開的發明可以被改進或改變，同 時仍然包含在下列權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種構件，其包括通過粘合結合在一起的至少兩個部件，其特徵在於至少一個多孔層被至少部分地包含在部件之間的粘合接縫中，並吸收粘合接縫外部的多餘粘合劑。
2. 如權利要求l所述的構件，其中所述多孔層至少部分預浸漬有 粘合劑。
3. 如權利要求1-2中的一項或多項所述的構件，其中所述多孔 層具有海綿結構(帶有敞開氣孔)。
4. 如權利要求1-2中的一項或多項所述的構件，其中所述多孔 層具有網狀結構。
5. 如權利要求1-2中的一項或多項所述的構件，其中所述多孔 層包括纖維氈片。
6. 如權利要求1-5中的一項或多項所述的構件，其中所述多孔 層由諸如例如玻璃纖維、塑料纖維或天然纖維這樣的纖維材料製成。
7. —種風力渦輪機的葉片，其特徵在於其包括如權利要求1-6 中的一項或多項所述的構件。
8. —種通過粘合將至少兩個部件結合在一起的方法，其包括以下 步驟將至少一個多孔層至少部分地設置在粘合接縫中，用於吸收來 自粘合接縫的多餘粘合劑。
9. 如權利要求8所述的通過粘合將至少兩個部件結合在一起的方 法，還包括以下步驟在將所述多孔層至少部分地設在粘合接縫中之 前，將最外面的保護層從所述多孔層上除去。
全文摘要
本發明涉及一種以粘合的方式將至少兩個部件結合在一起的方法，所述方法包括將多孔層設置在粘合接縫中，用於吸收來自粘合接縫等的多餘粘合劑。本發明還涉及通過粘合幾個部件組合而成的構件——特別地包括風力渦輪機葉片，其中多孔層被至少部分地包含在部件之間的粘合接縫中，吸收粘合接縫外部的多餘粘合劑。所述多孔層可具有網狀結構或具有海綿結構，此外還可以完全地或部分地預浸漬粘合劑。
文檔編號C09J5/00GK101268160SQ200680034438
公開日2008年9月17日 申請日期2006年9月14日 優先權日2005年9月19日
發明者K·L·馬森, M·奧勒森 申請人:Lm玻璃纖維有限公司