一种装置和使用这种装置对齐芯元件的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于锁定风力涡轮机叶片（5）的由芯材料构成的面板部分（20）的互锁装置（22），以及用于制造风力涡轮机叶片构件的套件（19）、制造这种风力涡轮机叶片构件的方法及其风力涡轮机叶片构件。单个面板部分（20）通过布置在相邻的面板部分之间的互锁装置（22）进行互锁。互锁装置（22）包括用于接合相邻的面板部分的第一接合元件（33），其中，通过对互锁装置（19）施加力来迫使互锁装置（22）进入到面板部分（20）中。

A device and a method for aligning core elements using the device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种装置和使用这种装置对齐芯元件的方法
本专利技术涉及用于锁定由芯材料构成的面板部分的互锁装置，其中，互锁装置与相邻的面板部分接合。本专利技术还涉及用于制造风力涡轮机叶片构件的套件，包括第一和第二面板部分以及用于锁定第一和第二面板部分的这种互锁装置。本专利技术进一步涉及制造风力涡轮机叶片的方法，包括以下步骤：铺设多层纤维材料，然后布置如上所述的面板部分的套件，并最后铺设进一步的多层纤维材料，其中，随后将树脂引入到纤维材料和芯材料中并且然后固化。本专利技术最后涉及用如上所述的面板部分的套件和互锁装置制造的风力涡轮机叶片。
技术介绍
众所周知，用于现代风力涡轮机的风力涡轮机叶片已变得更大且更重，以增加来自风力涡轮机的能量生产。这是通过增加风力涡轮机叶片的空气动力学轮廓，并因此增加叶片长度来实现的。增加风力涡轮机叶片的尺寸还增加了风力涡轮机叶片上的空气动力学载荷和静载荷。风力涡轮机叶片可以通过将多层叠层(laminate)的纤维材料铺设在叶片模具中（可选地，在将凝胶涂层施加到模制表面之后）来制造。由芯材料构成的面板可以布置在第一组多层纤维材料与第二组多层纤维材料之间以形成夹层结构。然后将树脂引入到纤维材料和芯材料中，并最后固化以形成具有所期望的空气动力学轮廓的第一叶片壳体部件。然后对第二叶片壳体部件重复该过程。两个固化的叶片壳体部件通过粘合剂连接在一起。叶片壳体的外表面或仅暴露的胶线可以加工成它们的成品形状，并且然后被涂覆以形成成品风力涡轮机叶片。芯面板包括多个相对于彼此对齐的单个面板部分。每个面板部分包括附接到柔性织物或片材的多个单个芯块，诸如在US8470425B2中公开的。已知的问题是面板部分的错位导致了形成在面板部分之间的大的间隙或形成在夹层结构中的褶皱。这可以导致主叠层的不正确位置，其进而影响风力涡轮机叶片的整体性能和结构特性。锁定面板部分的一种方式是附接由金属或塑料制成的U形钉(staple)或花键。DE102009054690A1公开了使用互锁装置来锁定单个面板部分的另一种方式。每个面板部分包括布置在周边边缘或端部表面中的单独的凹槽，用于接收互锁装置的一个端部。互锁装置插入到一对对齐的凹槽中。互锁装置的端部被成形为燕尾榫，并且凹槽围绕燕尾榫端部形成紧密配合。锁定装置的相对的侧表面突出超过相邻的面板部分的对应侧表面，由此使得锁定装置能够阻止任何横向的树脂流动，并沿锁定元件的长度引导树脂流动。GB2530072A公开了一种夹在多层纤维材料之间的面板部分的套件。夹层结构沿纤维材料的基层在弦向方向上分布，其中，夹层结构和基层被缝合在一起。然后，将套件提升到模制表面上的位置中，并与相邻的套件互锁。套件通过接合在单个面板部分中形成的凸元件和凹元件来互锁。这个制造过程要求每个面板部分都预制有所述接合的凸元件和凹元件，由此增加了这种面板部分的成本。GB1580841A公开了一种用于连接木材元件的圆盘形互锁装置，其中，若干齿从一个侧表面突出。一对手指形元件从基板进一步突出，其中，每个手指具有预弯曲的自由端部。手指被设计为防止旋转和防止互锁装置移动出接合。齿和手指全部部分地延伸到木材元件中。基板进一步具有用于接合螺栓的中心套环，其与齿和手指在相同的方向上突出。为了足够的强度，这种装置由金属制成，其使得它们不适合用于在风力涡轮机叶片中使用，因为它们将吸引闪电攻击。DE761914C还公开了一种用于连接木材元件的圆盘形互锁装置，其中，该装置包括从基板突出的外齿环和内齿环。内齿延伸超过外齿以增加接合，因此，两组齿部分地突出到木材元件中。中心套环在相对于外齿和内齿的相反的方向上从基板突出，其中，螺栓可以插入到中心套环中。进一步地，外齿由与具有内齿的内圆盘部件相比不同的金属合金制成，其中，两个圆盘部件被焊接在一起。由此，使其不适合用于在风力涡轮机叶片中使用，因为它们将吸引闪电攻击。进一步地，套环将导致褶皱形成在纤维层中，这是不期望的。专利技术目的本专利技术的目的是提供解决上述问题的套件、方法和风力涡轮机叶片。本专利技术的另一个目的是提供允许简单且容易对齐单个面板部分的套件、方法和风力涡轮机叶片。本专利技术的又另一个目的是提供降低树脂积聚在面板部分之间的大的间隙中的风险的套件、方法和风力涡轮机叶片。专利技术详细说明本专利技术的一个目的是通过用于锁定风力涡轮机叶片的由芯材料构成的面板部分的互锁装置来实现，互锁装置具有第一端部、相对的第二端部和布置在第一端部与第二端部之间的至少一个外侧表面，互锁装置包括具有本体的基部，所述基部具有预定的外部高度和外部宽度，本体配置成为从本体的第一近端部向第二端部突出的至少若干第一接合元件提供支撑，第一接合元件配置成通过将力施加到所述第一端部上而与第一面板部分和第二面板部分接合，其特征在于，互锁装置包括至少一个接合元件，其配置成当放置在最终的接合位置中时延伸超过所述面板部分的一个侧表面，其中，所述至少一个接合元件配置成接合被布置在面板部分的所述一个侧表面上的至少一个纤维材料层。这提供了在风力涡轮机叶片的制造过程中在单个面板部分之间的改进的连接，其中，单个面板部分以更稳定且可靠的方式进行互锁。本解决方案还提供了一种在铺设过程中对齐各自的面板部分的简单且容易的方式。传统的U形钉或花键具有移动出接合的倾向，甚至在互锁的面板部分的微小的相对移动过程中。然后，面板部分必须重新对齐，并且必须将额外的U形钉或花键插入。这进而增加了形成大的不可控制的间隙以及载荷承载结构的主叠层错位的风险。在固化之后，部分地移动出接合的U形钉或花键可以进一步导致形成在夹层结构中的褶皱或台阶。本互锁装置与相邻的面板部分接合，以使这些面板部分相对于彼此锁定。互锁装置可以用于锁定相邻的面板部分，使得它们基本上彼此邻接。替代地，相邻的面板部分可以被锁定，以便它们在它们的相对面向的第一或第二边缘表面之间形成基本上均匀的间隙。这进而降低了在单个面板部分之间形成树脂能够积聚在其中的大的间隙的风险。本互锁装置的接合是通过将其移动到相对于面板部分的最终位置中来执行的，其中，第一端部的端部表面与面板部分的第二侧表面基本上齐平。替代地，端部表面可以相对于第二侧表面缩回。这在锁定的面板部分之间形成隐蔽的接头，不同于DE102009054690A1的互锁装置。通过提供基本上齐平的连续的侧表面，相邻的外层和/或内层纤维材料中的树脂能够沿这个连续的侧表面自由地流动。不同于DE761914C的装置，这进一步降低了在纤维材料中形成台阶或褶皱的风险。优选地，互锁装置包括至少三个，例如四个、五个、六个或更多个分布在第一近端部上的第一接合元件。替代地，互锁装置包括用于接合第一面板部分的一个子组第一接合元件和用于接合第二面板部分的另一个子组第一接合元件。例如，每个子组可以包括至少两个第一接合元件。这允许更稳定且可靠的接合，因为防止了互锁装置围绕齿旋转。互锁装置进一步包括若干接合元件，其配置成接合相对于面板部分的侧表面布置的若干相邻的多层纤维材料。例如，所述第一接合元件中的至少一个可以配置成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锁定风力涡轮机叶片（5）的由芯材料构成的面板部分（20）的互锁装置（22），所述互锁装置（22）具有第一端部（31）、相对的第二端部（34）和布置在所述第一端部和第二端部（31，34）之间的至少一个外侧表面（35，36），所述互锁装置（22）包括具有本体（30）的基本部分，所述本体（30）具有预定的外高度和外宽度，所述本体（30）配置成为从所述本体（30）的第一近端部（32）向所述第二端部（34）突出的至少若干第一接合元件（33）提供支撑，所述第一接合元件（33）配置成通过对所述第一端部（31）施加力而与第一面板部分（20a）和第二面板部分（20b）接合，其特征在于，所述互锁装置（22）包括至少一个接合元件（33，33'，39），其配置成当放置在最终接合位置中时延伸超过所述面板部分（20）的一个侧表面（26，38），其中，所述至少一个接合元件（33，33'，39）配置成接合被布置在所述面板部分（20）的所述一个侧表面（26，38）上的至少一层（21，24）纤维材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170522 EP 17172209.31.一种用于锁定风力涡轮机叶片（5）的由芯材料构成的面板部分（20）的互锁装置（22），所述互锁装置（22）具有第一端部（31）、相对的第二端部（34）和布置在所述第一端部和第二端部（31，34）之间的至少一个外侧表面（35，36），所述互锁装置（22）包括具有本体（30）的基本部分，所述本体（30）具有预定的外高度和外宽度，所述本体（30）配置成为从所述本体（30）的第一近端部（32）向所述第二端部（34）突出的至少若干第一接合元件（33）提供支撑，所述第一接合元件（33）配置成通过对所述第一端部（31）施加力而与第一面板部分（20a）和第二面板部分（20b）接合，其特征在于，所述互锁装置（22）包括至少一个接合元件（33，33'，39），其配置成当放置在最终接合位置中时延伸超过所述面板部分（20）的一个侧表面（26，38），其中，所述至少一个接合元件（33，33'，39）配置成接合被布置在所述面板部分（20）的所述一个侧表面（26，38）上的至少一层（21，24）纤维材料。


2.根据权利要求1所述的互锁装置，其特征在于，所述互锁装置（22）包括第一组具有第一局部高度的第一接合元件（33'）和至少第二组具有第二局部高度的第一接合元件（33''），其中，所述第一局部高度等于或大于所述第二局部高度。


3.根据权利要求1或2所述的互锁装置，其特征在于，所述互锁装置（22）进一步包括从所述本体（30）的第二近端部（40）向所述第一端部（31）突出的若干第二接合元件（39）。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的互锁装置，其特征在于，所述第一接合元件（33）和所述第二接合元件（39）中的至少一个是齿，每个所述齿具有预定的轮廓。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的互锁装置，其特征在于，所述本体（30）是实心或管状本体，所述实心或管状本体具有布置在所述第一近端部（32）与所述第一端部（31）或第二近端部（40）之间的至少一个外侧表面（36）。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的互锁装置，其特征在于，所述至少一个互锁装置（22）进一步包括用于防止所述至少一个互锁装置（22）移动出与所述第一和第二面板部分（20a，20b）中的至少一个的接合的装置（37）。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的互锁装置，其特征在于，所述至少一个互锁装置（22）由不同于所述芯材料的材料制成，例如塑料材料。


8.一种用于制造风力涡轮机叶片（5）构件的套件（19），包括：
-第一面板部分（20a），其包括由芯材料构成的至少一个第一芯元件（42），所述第一面板部分（20a）具有第一侧表面（38）、相对的第二侧表面（26）、第一边缘表面（27）和相对的第二边缘表面（28），
-至少第二面板部分（20b），其包括由所述芯材料构成的至少一个第二芯元件（42），所述第二面板部分（20b）进一步具有第一侧表面（38）、相对的第二侧表面（26）、第一边缘表面（27）和相对的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：K耶斯佩森，L尼尔森，
申请(专利权)人：LM风力发电国际技术有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK