用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的方法和製造模具的製作方法

2023-10-06 06:16:49

專利名稱：用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的方法和製造模具的製作方法
用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的方法和製造模具本發明涉及一種用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的製造模具，其中所製成的 轉子葉片至少在其縱向延伸的區域中在轉子葉片根部與轉子葉片尖部之間具有流線型的 橫截面輪廓，該橫截面輪廓具有輪廓前緣(凸緣)和輪廓後緣，其通過橫截面輪廓的吸力面 和壓力面互相連接。此外，本發明涉及一種用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的方法。該類製造模具例如可由專利文獻W02004/043679中已知。本發明的目的在於，對轉子葉片的分開式製造進行改進，使得能夠簡化製造模具 的人工操縱，並且所製成的轉子葉片在其質量上不受該簡化的影響。該目的根據本發明由此來實現，即，製造模具沿著至少一個分模面分為用於製造 包圍輪廓前緣的轉子葉片部件的製造模具部件和用於製造包圍輪廓後緣的轉子葉片輪廓 部件的製造模具部件，其中該分模面在轉子葉片的縱向方向上在輪廓前緣與輪廓後緣之間 延伸，同時將壓力面和吸力面分開。根據本發明，該製造模具的分開基本上正交於上述已知的製造模具的分開來實 現。由此，在製造模具部件的分開過程和合中得到了優點，其中所製成的轉子葉片同樣具有 優點，因為輪廓前緣和輪廓後緣均可各自地以整體的方式來製造。優選地，在此分模面大約鉛垂地定向，從而使得輪廓保持在一個平坦的定向中。由 此，製造模具部件可有利地在同一平面上被移動分開和被再次移動到一起。然而也可以設 想如此地製造該輪廓，即，所製成的輪廓寧可豎放地定向，其中製造模具部件可以彼此間被 提起和/或被擺動以實現分離。「鉛垂地」尤其被理解為「垂直地」。「大約鉛垂地」意味著 尤其直至與垂直線成士 15°，優選地在垂直線中。本發明的一種改進方案的特徵在於，製造模具部件中的至少一個就其本身而言是 可分的。這就通過分塊化而進一步有利地簡化了模具的人工操縱和轉子葉片的製造，而在 製成的轉子葉片中又無質量影響。根據本發明的另一種改進方案作如下設置，S卩，用於使可分開的製造模具部件分 開的分模面定向成大約正交於用於分開製造模具部件的分模面。由此，尤其額外地可全部 或部分地設置有如在所援引文獻中的已知製造模具中所述的分開。同樣地，第二分模面因 此可基本上在轉子葉片的縱向方向上延伸。然而也可以設想使製造模具和轉子葉片橫向分 開。根據本發明的製造模具的一優選實施形式作如下設置，即，該製造模具可分為兩個製造 模具部件，這兩個製造模具部件就本身而言均可如此地被再次分開，即在其中待製造的轉 子葉片輪廓呈現大約四等分。至少兩個彼此可分的製造模具部件可通過一類鉸鏈保持互相連接，以便於簡化模 具的閉合。本發明的另一種改進方案的特徵在於，儘管製造模具是可分的，但製造模具部件 中的一個至少儘可能地構造且設置用於未分開的輪廓前緣的成形。因此有利地避免了已知 製造模具的問題，即，製造模具可能在輪廓邊緣區域中未足夠精確地齊平地閉合，由此輪廓 段在這些區域中未齊平地互相連接，且因此在所製成的轉子葉片中在這些區域內出現空氣動力學或耐久性的問題。該製造模具的一種改進方案作如下設置，S卩，製造模具部件中的至少一個具有可 在製造模具分開時安裝且在製造模具合上之前拆卸的模具附加物以用於製造模具的裝配， 從而使得輪廓區域可超過製造模具部件的本身區域來無縫式地製造，而這在製造之後並不 阻礙製造模具的閉合。根據一種改進方案，本發明作如下設置，S卩，製造模具是可分的，以便於在製造模 具部件中製造轉子葉片部件，製造模具部件優選地又可被拼合成完整的製造模具，以便於 互相連接轉子葉片部件，從而使得轉子葉片可在該製造模具中相連且裝配。為了製造模具部件彼此之間的精確聯接，可設置有導向件，尤其是定位銷或類似 物。製造模具部件可被互相連接，尤其是可被相互間鎖定住。本發明的另一種改進方案有利地作如下設置，即，在彼此分離的製造模具部件之 間可引入工作平臺，其尤其簡化了以用於待製造轉子葉片的原料來填充模具。優選地可作 如下設置，即，在兩個製造模具部件的優選為鉛垂的分離區域中設置可上下移動的工作平 臺。該工作平臺優選地、至少臨時性地是製造模具的組成部分。對於利用製造模具、優選地在使用根據本發明的製造模具的情形下製造轉子葉片 的方法而言，該方法在所提出目的的獨立解決方案中的特徵在於，製造模具被分開，轉子葉 片部件在製造模具的部分中被製造，製造模具又被閉合，以便於互相連接、優選地互相粘結 轉子葉片部件，這同樣要求獨立的保護。優選地，轉子葉片部件利用塑料技術來製造，優選地在塑料技術中使用至少一種 樹脂和至少一種尤其由玻璃纖維和/或碳纖維構成的纖網織物。尤其是，對於轉子葉片的製造而言可使用注模技術(樹脂傳遞成型；RTM)，注入技 術(樹脂注入成型；RIM)，尤其可使用由真空支持的注入技術(真空輔助樹脂注入；VAR)和 /或層壓技術。根據本發明可作如下設置，S卩，至少一個預製的帶子被引入到製造模具的至少一 個部件中，或者分開的帶子的部分被引入到製造模具的至少兩個部件中。在製造模具閉合之前，至少一個接杆可被引入到製造模具的至少一個部件中，其 中，優選地為了接杆在轉子葉片部件處的形狀配合布置可設置有至少一個用於接杆的容納 部，尤其是該容納部基本上大約以U型剖面形的軌道形式構造。有利地是，接杆可以是簡單 的、預製的且低成本的板件。在本發明的範疇中，分模面尤其地同樣被理解為分離平面和/或接口面，其可以 是彎曲的和/或直的。在此，分模面同樣可以是部分為彎曲的且部分為直的。在附圖中示出了本發明的實施例，從中同樣可得出另外的發明特徵，然而本發明 的範圍不限於這些特徵。其中

圖1顯示了已經完全打開的、還是空的、根據本發明的製造模具的實施例的橫截圖2顯示了在製造模具中部分地填充有用於待製造轉子葉片的原料或者材料時 根據圖1的橫截面，且圖3顯示了在其內部帶有轉子葉片的輪廓橫截面的製造模具閉合時的橫截面。圖1顯示了已經完全打開的、還是空的、根據本發明的製造模具的實施例的橫截
5
該製造模具沿著兩個彼此正交的分模面1，2在其橫截面中被分成四個製造模具 部件3-6，其中各分模面1，2沿製造模具的縱向方向延伸到圖幅面中且從中延伸出來。製造模具部件3，4可藉助於製造模具部件4處的輪子7在地面8上被彼此移動以 實現如圖1所示的分開，並且在箭頭9的方向上又可被移動到一起。在製造模具部件3，4 處通過鉸鏈10，11可摺疊地布置有另外的製造模具部件5或者6。製造模具部件5，6在圖 1中顯示為處在其開啟位置中，其閉合位置以虛線5』，6』示出，在其中可辨認出待製造轉子 葉片的橫截面輪廓。額外地還設置了設於製造模具部件3-6處且可在製造模具閉合前又被移除的模 具附加物12-16。尤其是，模具附加物16可用來成形轉子葉片的無縫的、完整的輪廓前緣區 域。圖2顯示了已帶有一些用於轉子葉片的材料的圖1所示製造模具的橫截面。相同 的構件(以及在圖3中)用相同的附圖標記表示。在製造模具部件3-6中，尤其地已成形有轉子葉片的殼件17-20。這些殼件可優選 地藉助於真空注入在使用纖網織物和樹脂的情形下在製造模具部件3-6中構成和形成。纖 網織物的引入和真空腔的構成通過根據本發明的將製造模具分為便利的製造模具部件3-6 而得到簡化，轉子葉片殼件17-20的人工操縱也一樣得到簡化，尤其是在製造模具部件3-6 中僅有一個可能是廢品時。在根據本發明的製造模具和根據本發明的方法中，自然也不排 除使用預先形成的或預先構成的部件，尤其是所謂的預浸漬製件。此外，在殼件17-20中布置或成形有用於接杆22的U形容納部21，接杆22在製造 模具閉合之前可被容易地插入且例如被粘結到該容納部中。容納部21優選地位於被置入 到殼件17-20中的帶子部件23處。字母X、Y、Z象徵了時間上的順序，其中接杆22首先被裝入，然後製造模具部件5， 6被合上，最後製造模具部件3，4被移動到一起。圖3顯示了閉合的製造模具，在其中可辨認出轉子葉片的輪廓橫截面。圖中(誇 大地)示出了殼件18，20和17，19各通過粘結線M來互相粘結，殼件17，18利用粘結劑25 來互相粘結以構成輪廓後緣，且殼件19，20在成形的輪廓前緣區域中利用粘結劑沈來互相粘結。
權利要求
1.一種用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的製造模具，其中所製成的轉子葉片至少 在其縱向延伸的區域中在轉子葉片根部與轉子葉片尖部之間具有流線型的橫截面輪廓，該 橫截面輪廓具有輪廓前緣(凸緣)和輪廓後緣，所述輪廓前緣和輪廓後緣通過所述橫截面 輪廓的吸力面和壓力面互相連接，其特徵在於，所述製造模具沿著至少一個分模面分為用於製造包圍所述輪廓前緣的 轉子葉片部件的製造模具部件和用於製造包圍所述輪廓後緣的轉子葉片輪廓部件的製造 模具部件，所述分模面在所述轉子葉片的縱向方向上且在所述輪廓前緣與輪廓後緣之間延 伸，同時將所述吸力面和所述壓力面分開。
2.根據權利要求1所述的製造模具，其特徵在於，所述分模面大約鉛垂地定向。
3.根據權利要求1或2所述的製造模具，其特徵在於，所述製造模具部件中的至少一個 就其本身而言是可分的。
4.根據權利要求3所述的製造模具，其特徵在於，用於使可分的製造模具部件分開的 分模面定向成大約正交於用於分開所述製造模具部件的分模面。
5.根據權利要求3和4所述的製造模具，其特徵在於，所述製造模具能夠分為兩個製造 模具部件，各所述製造模具部件本身能夠如此地再次分開，使得在所述製造模具中待製造 的轉子葉片輪廓呈現大約四等分。
6.根據前述權利要求中任一項所述的製造模具，其特徵在於，至少兩個彼此間可分開 的製造模具部件通過鉸鏈保持互相連接。
7.根據前述權利要求中任一項、尤其是根據權利要求3至5中任一項所述的製造模具， 其特徵在於，儘管所述製造模具分開，所述製造模具部件中的一個至少儘可能地構造且設 置用於成型未分開的輪廓前緣。
8.根據前述權利要求中任一項所述的製造模具，其特徵在於，為了所述製造模具的裝 配，所述製造模具部件中的至少一個具有能夠在所述製造模具分開時安裝且在所述製造模 具合上前拆卸的模具附加物。
9.根據前述權利要求中任一項所述的製造模具，其特徵在於，所述製造模具能夠被分 開以在所述製造模具部件中製造轉子葉片部件，並且所述製造模具部件能夠再次合上以便 優選地形成所述完整的製造模具，從而便於互相連接轉子葉片部件。
10.根據前述權利要求中任一項所述的製造模具，其特徵在於，為了製造模具部件的彼 此精確聯接設置有導向件，尤其是定位銷或類似物。
11.根據前述權利要求中任一項所述的製造模具，其特徵在於，製造模具部件能夠被互 相連接，尤其是能夠被相互間鎖定住。
12.根據前述權利要求中任一項所述的製造模具，其特徵在於，在彼此分離的製造模具 部件之間引入了工作平臺。
13.根據權利要求12所述的製造模具，其特徵在於，在兩個製造模具部件的分離區域 中設置有能夠上下移動的工作平臺。
14.一種利用製造模具、優選是在使用根據前述權利要求中任一項或多項所述的製造 模具的情形下製造轉子葉片的方法，其特徵在於，所述製造模具被分開，在所述製造模具的 分開的部分中製造轉子葉片部件，所述製造模具被再次閉合，以便於互相連接所述轉子葉 片部件。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述轉子葉片部件利用塑料技術來製造。
16.根據權利要求15所述的方法，其特徵在於，在所述塑料技術中使用了至少一種樹 脂和至少一種尤其包括玻璃纖維和/或碳纖維的纖維網格布。
17.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，使用了模塑技術(樹脂傳遞成型； RTM)。
18.根據權利要求15或16所述的方法，其特徵在於，使用了注入技術(樹脂注入成型； RIM)，尤其是由真空支持的注入技術(真空輔助樹脂注入；VAR)。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的方法，其特徵在於，使用了層壓技術。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的方法，其特徵在於，將至少一個預製的帶子 引入到所述製造模具的至少一個部件中。
21.根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，將分開的帶子的部分引入到所述製造 模具的至少兩個部分中。
22.根據權利要求14至21中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述製造模具閉合之 前將至少一個接杆引入到所述製造模具的至少一個部件中。
23.根據權利要求22所述的方法，其特徵在於，為了所述接杆在轉子葉片部件處的形 狀配合布置，設置有至少一個用於所述接杆的容納部。
24.根據權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述容納部基本上大約以U型剖面形的 軌道形式構成。
25.根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述接杆構造為簡單的、預製的板件。
全文摘要
本發明涉及一種用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的製造模具，其中，製成的轉子葉片至少在其縱向延伸的區域中在轉子葉片根部與轉子葉片尖部之間具有流線型的橫截面輪廓，該橫截面輪廓具有輪廓前緣(凸緣)和輪廓後緣，其通過橫截面輪廓的吸力面和壓力面互相連接。此外，本發明涉及一種用於製造用於風力渦輪機的轉子葉片的方法。根據本發明的製造模具的特徵在於，該製造模具可以沿著至少一個分模面被分為用於製造包圍輪廓前緣的轉子葉片部件的製造模具部件和用於製造包圍輪廓後緣的轉子葉片輪廓部件的製造模具部件，其中該分模面沿轉子葉片的縱向方向在輪廓前緣與輪廓後緣之間延伸，其同時也將吸力面和壓力面分開。
文檔編號B29L31/08GK102076473SQ200980124281
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月22日 優先權日2008年6月27日
發明者克裡斯託夫·霍夫曼, 恩諾·艾布, 本·福克納 申請人:動力葉片有限公司, 瑞能系統股份公司