用于制造风力涡轮机叶片部件的系统和方法技术方案

描述了用于风力涡轮机叶片部件、优选地是用于风力涡轮机的剪切腹板部件（70）的制造的系统和方法。该剪切腹板通过使用限定腹板构件（70）的端部处的凸缘形腔（84）的成形工具（78a、78b）来制造。树脂被注射（86）到腔（84）中并且固化以形成铸造在腹板构件上的凸缘。成形工具（78a、78b）随后从腹板构件移除以提供具有由固化的树脂形成的承载凸缘的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造风力涡轮机叶片部件、特别是具有承载凸缘的部件的系统和方法，并且涉及用于根据所述系统和方法制造的风力涡轮机叶片的部件。
技术介绍
风力涡轮机叶片通常形成为具有由相对薄壁复合材料形成的叶片外壳。大量的风力涡轮机叶片设计使用在这种叶片外壳的相反的内表面之间延伸的内部剪切腹板、翼梁或支撑件。这种剪切腹板起到加强叶片结构并且防止过度弯折或弯曲的作用。一些叶片设计使用由具有I或C形横截面的梁构件形成的剪切腹板，所述构件具有主体，该主体具有在主体的相反端从主体延伸的承载凸缘。一种制造这种I或C形腹板的方法是通过设置夹心板体，其中纤维材料层在相反端以期望的凸缘的形状应用至该夹心板体，并且纤维材料被灌注树脂且树脂随后固化以形成刚性凸缘。在适当成形的模具结构中制造这种剪切腹板是公知的，其中C形腹板能够通过使用相对简单的U形模具来制造，其中夹心板体在模具结构的相反的壁之间延伸，并且通过纤维材料在所述壁上的层积而形成凸缘。类似地，I形腹板能够通过使用具有相反的模具壁的模具来制造，该模具还包括中央支撑件，该中央支撑件由任一侧上的柔性支撑构件限界，从而限定柔性支撑构件与所述相反的模具壁之间的可调节通道。在这种情况下，夹心板体布置在中央支撑件上，而可调节通道布置成接纳纤维层，从而形成夹心板体的第一侧上的凸缘，其中夹心板体的第二侧上的凸缘通过纤维材料在相反的模具壁上的层积形成。申请人已经使用这种I形腹板模具近十年的时间了，而这种C形腹板在风力涡轮机行业已经已知较长的时期了。这种制造系统的示例能够在国际专利申请公布No. WO 2013/037466 A1中看到。然而，这种系统需要设置用于这种剪切腹板的形成的专用的模制工作台，其中这种剪切腹板通常是超过30至40米长的连续结构，在叶片工厂中占据相当大的空间。另外，纤维层的应用、灌注和后续的固化以形成剪切腹板的凸缘需要相对精确的对准和加工，从而导致相当高的时间成本和运行成本。另外，在制造I形腹板的情况下，对于叶片和所需的相关I形腹板的不同设计，使用的特定柔性轮廓是唯一的。因此，当希望制造在不同的风力涡轮机叶片中使用的I形腹板时，这会导致额外的制造和安装成本。除了以上所述之外，具有这种基于树脂灌注纤维的凸缘的剪切腹板对于预防由于通过所述凸缘传递的相对较大的力导致的结构故障和破裂也是关心的方面。本专利技术的目的是提供一种用于风力涡轮机叶片部件、特别是剪切腹板的制造的替代系统和方法，提供了增加的制造便利性与减小的结构故障风险的组合。
技术实现思路
因此，提供了一种制造具有承载凸缘的风力涡轮机叶片部件的方法，该方法包括以下步骤：提供腹板构件；至少在所述腹板构件的第一端附近布置成形工具以形成所述成形工具与所述第一端之间的凸缘形腔；将优选为聚亚安酯树脂的承载树脂注射到所述腔中；使所述树脂固化以形成由所述第一端处的固化树脂构成的承载凸缘；以及将所述成形工具从所述第一端移除。所述方法提供了一种制造叶片部件、特别是剪切腹板的简单方式，这些部件与现有技术相比是成本有效的并且具有提高的耐久性和可靠性。使用聚亚安酯树脂使得能够形成坚固的承载凸缘，该承载凸缘能够在叶片部件之间充分地传递载荷。将理解的是，可以沿着腹板构件的长度使用多个成形工具，其中腹板构件的长度超过30米。此外，由于腹板构件的端部处的承载凸缘的形成是通过使用布置成限定接纳树脂的腔的成形工具实现的，所以腹板构件本身能够例如利用多个简单的工作台支撑件而简单地在车间被支撑，从而消除了对相对较大且昂贵的模具结构的需要。优选地，所述方法还包括密封所述成形工具与所述腹板构件的所述第一端之间的所述腔的步骤。优选地，所述方法包括在所述成形工具与所述腹板构件的所述第一端之间应用密封剂的步骤。该密封剂可以包括应用在成形工具的边缘与腹板构件的表面之间的、可能具有粘结剂属性的简单的带材，例如硅凝胶。将理解的是，另外地或替代地，成形工具可以设置有合适的密封凸缘，例如可操作为形成对腹板构件的表面的有效密封的弹性材料。优选地，所述方法包括在所述固化的步骤之后移除所述密封剂的步骤。优选地，所述提供腹板构件的步骤包括提供夹心板或夹心结构复合构件。这种夹心板可以包括应用至相对较厚的轻量芯材的加强材料、例如纤维加强复合材料的表皮层。芯材可以是低强度材料，但是其较大的厚度提供了具有高抗弯强度、总体低密度的夹心复合结构。承载树脂可以从由聚亚安酯树脂、纤维加强树脂例如用纤维加强的聚亚安酯构成的组中选择。在根据本专利技术的一个实施方式中，所述方法包括提供具有主要板构件以及从主要板构件悬伸的至少一个屏障构件的成形工具的步骤，并且上述布置的步骤包括：将所述主要板构件定位在所述腹板构件的第一端附近；以及定位所述至少一个屏障构件，其中所述至少一个屏障构件在所述主要板构件与所述腹板构件的与所述第一端相邻的侧面之间延伸，使得所述腔至少部分地在所述主要板构件、所述至少一个屏障构件以及所述腹板构件之间形成。主要板构件用来限定要通过所述方法形成的承载或携载凸缘的主要表面。优选地，所述主要板构件定位成使得在所述主要板构件与所述腹板构件的所述第一端之间存在大约1mm至20mm之间、优选地大约2mm至15mm之间的空间。通过以距腹板构件的端部的这种距离布置主要板构件，能够精确地控制由成形工具在腹板构件的端部形成的凸缘的深度。优选地，所述至少一个屏障构件定位成使得所述至少一个屏障构件的自由端位于沿着所述腹板构件的侧面、距所述腹板构件的第一端在大约25mm至125mm之间、优选地在大约50mm至100mm之间的点处。通过以这种方式布置屏障构件，能够在腹板构件上形成侧凸缘，该侧凸缘沿着腹板构件的侧面延伸足够的距离以有效地从凸缘传递载荷至腹板构件。优选地，所述方法包括下述步骤：将所述至少一个屏障构件设置成使得所述至少一个屏障构件在所述主要板构件与所述腹板构件的所述侧面之间提供所述腔的凸出的内表面。提供凸缘形腔的凸出的内表面的结果是形成了具有从腹板构件的侧面延伸的凹面的凸缘。这带来了所形成的凸缘的改进的结构属性，在凸缘的边缘处具有改进的抵抗故障的能力。将理解的是，屏障构件可以成形为呈现出任何期望的外形，使得承载凸缘可以具有期望的形状例如钟形凸缘、三角形凸缘等。优选地，所述主要板构件提供所述腔的第一表面，所述第一腔表面成形为形成承载凸缘的第一表面，其中所述定位所述主要板构件的步骤包括使所述主要板构件相对于所述腹板构件的所述第一端以对于风力涡轮机叶片部件的承载凸缘的期望方位倾斜。由于为其制造叶片部件的风力涡轮机叶片的轮廓可能具有特定的曲率，所以凸缘的主要表面可能需要相对于腹板本体的特定角度的布置。该角度可以根据叶片的纵向轮廓而沿着部件的长度变化。因此，成形工具可以由相对柔性的材料制成，以允许工具的倾斜度沿着腹板构件的长度变化，和/或可以使用沿着腹板构件的长度以相对于腹板构件的不同角度布置的多个成形工具。优选地，所述倾斜的步骤包括以相对于所述腹板构件的第一端在-5°至+20°之间的角度布置所述主要板构件。在一个优选的方面，所述主要板构件构造成提供所述腔的成形的第一表面，使得由所述腔形成的承载凸缘的所述第一表面设置有成形表面，例如波纹状的表面轮廓、阴影状的表面轮廓或有刻纹的表面轮廓。部件的端部处的成形凸缘表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有承载凸缘的风力涡轮机叶片部件的方法，所述方法包括下述步骤：提供腹板构件；至少在所述腹板构件的第一端附近布置成形工具以形成所述成形工具与所述第一端之间的凸缘形腔；将优选为聚亚安酯树脂的承载树脂注射到所述腔中；使所述树脂固化以形成由所述第一端处的固化树脂构成的承载凸缘；以及将所述成形工具从所述第一端移除，其特征在于，所述方法包括提供具有主要板构件以及从所述主要板构件悬伸的至少一个屏障构件的成形工具的步骤，并且上述布置的步骤包括：将所述主要板构件定位在所述腹板构件的第一端附近；以及定位所述至少一个屏障构件，其中所述至少一个屏障构件在所述主要板构件与所述腹板构件的与所述第一端相邻的侧面之间延伸，使得所述腔至少部分地在所述主要板构件、所述至少一个屏障构件以及所述腹板构件之间形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.19 EP 13193536.31.一种制造具有承载凸缘的风力涡轮机叶片部件的方法，所述方法包括下述步骤：提供腹板构件；至少在所述腹板构件的第一端附近布置成形工具以形成所述成形工具与所述第一端之间的凸缘形腔；将优选为聚亚安酯树脂的承载树脂注射到所述腔中；使所述树脂固化以形成由所述第一端处的固化树脂构成的承载凸缘；以及将所述成形工具从所述第一端移除，其特征在于，所述方法包括提供具有主要板构件以及从所述主要板构件悬伸的至少一个屏障构件的成形工具的步骤，并且上述布置的步骤包括：将所述主要板构件定位在所述腹板构件的第一端附近；以及定位所述至少一个屏障构件，其中所述至少一个屏障构件在所述主要板构件与所述腹板构件的与所述第一端相邻的侧面之间延伸，使得所述腔至少部分地在所述主要板构件、所述至少一个屏障构件以及所述腹板构件之间形成。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主要板构件定位成使得在所述主要板构件与所述腹板构件的所述第一端之间存在大约1mm至20mm之间、优选地大约2mm至15mm之间的空间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个屏障构件定位成使得所述至少一个屏障构件的自由端位于沿着所述腹板构件的侧面、距所述腹板构件的第一端在大约25mm至125mm之间、优选地在大约50mm至100mm之间的点处。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法包括下述步骤：将所述至少一个屏障构件设置成使得所述至少一个屏障构件在所述主要板构件与所述腹板构件的所述侧面之间提供所述腔的凸出的内表面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述主要板构件提供所述腔的第一表面，所述第一腔表面成形为形成所述承载凸缘的第一表面，其中所述定位所述主要板构件的步骤包括使所述主要板构件相对于所述腹板构件的所述第一端以对于所述风力涡轮机叶片部件的承载凸缘的期望方位倾斜。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：K杰斯佩森，TM哈森，L尼伊森，
申请(专利权)人：LMWP专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK