到夹层结构元件的附接制造技术

本申请公开了一种风力涡轮机叶片和用于将一个或多个部件附接到风力涡轮机叶片的夹层结构元件的方法。风力涡轮机叶片包括被插入穿过设置成穿过夹层结构元件的孔的衬套，以及附接到第一衬套部分的第一部件和布置在第一部件的第一部件表面和夹层结构元件的第一侧之间的能够弹性压缩的元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】到夹层结构元件的附接
本公开涉及一种用于将一个或多个部件附接到夹层结构元件的方法。特别地，本公开涉及用于支撑雷电保护部件（诸如风力涡轮机叶片的雷电接受器和/或雷电线缆）的支架的附接。
技术介绍
随着风力涡轮机和风力涡轮机叶片在尺寸方面增加，雷电袭击风力涡轮机的风险增加。因此，为风力涡轮机以及特别是风力涡轮机叶片提供雷电保护措施具有增加的兴趣。已知的是为用于风力涡轮机的叶片提供雷电接受器，该雷电接受器在叶片内部、与能够将雷电电流连接到大地的下导体电连接。风力涡轮机叶片通常由多个部件组装。例如，典型的风力涡轮机叶片通过模制单独的壳体半部、抗剪腹板等来制造。纤维增强聚合物的风力涡轮机叶片、并且特别是风力涡轮机叶片的空气动力学壳体通常在模具中制造，其中叶片的压力侧和吸力侧是通过将玻璃纤维垫和/或其他纤维增强材料（诸如碳纤维）布置在两个模具部分中的每个中而分开地制造的。然后，两个半部被定位在彼此的顶部上，并且两个半部被胶合在一起。叶片部分可以通过转动和重新定位完整的半部模具而定位在彼此的顶部上。雷电接受器通常是为了捕获和传导雷电电流的目的而被配置的电传导性的物体。可以在组装两个叶片部分之后将雷电接受器添加到风力涡轮机叶片。例如，通过穿过壳体钻孔，以便获得对叶片内部的支架的接近，该支架连接到下传导线缆。这样的支架可以是连接到抗剪腹板的金属组件。参见例如，EP1664528B1。雷电保护部件（诸如用于支撑雷电接受器的支架和/或其他内部部件，例如用于除冰系统的部件）可以附接到部分，诸如风力涡轮机叶片的内部部分，诸如翼梁或抗剪腹板。风力涡轮机叶片的翼梁、翼梁帽、抗剪腹板或其他部分可以是所谓的夹层结构元件，从而意指它们包括由轻量材料（例如，泡沫或轻木）的芯分开的相对薄、刚性且坚固的面（例如，纤维增强聚合物）的两个层。
技术实现思路
本公开的一个目的是要提供用于以更有利的方式支撑和/或安装雷电保护系统的接受器的元件和方法。因此，一种用于将一个或多个部件附接到夹层结构元件（诸如风力涡轮机叶片的夹层结构元件）的方法，所述风力涡轮机叶片包括根部区、具有尖部的翼型区、压力侧、吸力侧和在前边缘和后边缘之间延伸的弦线。夹层结构元件包括第一侧和与第一侧相对的第二侧。夹层结构元件具有在第一侧和第二侧之间的夹层结构元件厚度。该方法包括穿过夹层结构元件设置孔。例如，可以穿过夹层结构元件钻孔。该方法包括提供从第一衬套端延伸到第二衬套端的衬套。衬套具有从第一衬套端到第二衬套端的衬套长度。衬套长度长于夹层结构元件厚度。该方法包括将衬套穿过设置成穿过夹层结构元件的孔插入，使得第二衬套端定位在夹层结构元件的第二侧处，并且第一衬套端定位在夹层结构元件的第一侧处，并且使得第一衬套部分在夹层结构元件的第一侧和第一衬套端之间延伸。该方法可选地包括沿着第一衬套部分施加能够弹性压缩的元件。该方法包括将一个或多个部件中的第一部件附接到第一衬套部分。例如，使得能够弹性压缩的元件布置在第一部件的第一部件表面和夹层结构元件的第一侧之间。第一部件可以附接在第一衬套端处，例如使得第一部件通过第一衬套部分从夹层结构元件的第一侧分开。还公开了一种风力涡轮机叶片，其包括根部区、具有尖部的翼型区、压力侧、吸力侧和在前边缘和后边缘之间延伸的弦线。风力涡轮机叶片包括夹层结构元件，该夹层结构元件包括第一侧和与第一侧相对的第二侧并且在第一侧和第二侧之间具有夹层结构元件厚度。风力涡轮机叶片包括衬套，该衬套被插入穿过设置成穿过夹层结构元件的孔。衬套从第一衬套端延伸到第二衬套端。衬套具有从第一衬套端到第二衬套端的衬套长度。衬套长度长于夹层结构元件厚度。第二衬套端定位在夹层结构元件的第二侧处。第一衬套端定位在夹层结构元件的第一侧处，使得第一衬套部分在夹层结构元件的第一侧和第一衬套端之间延伸。风力涡轮机叶片包括附接到第一衬套部分（例如，在第一衬套端处）的第一部件。第一部件可以通过第一衬套部分从夹层结构元件的第一侧分开。风力涡轮机叶片可以包括布置在第一部件的第一部件表面和夹层结构元件的第一侧之间的能够弹性压缩的元件。风力涡轮机叶片可以在操作期间经历弹性变形，并且风力涡轮机叶片的部件（诸如第一部件）的形状和/或位置可以受到这些变形影响，并且导致经由附接（例如，向夹层结构）的载荷的传递，从而潜在地导致夹层结构的损坏。本公开的一个优点是减少载荷的这种传递。因此，夹层结构元件可以更不易受到损坏。本公开的至少一些部分的另外的优点是，可以在夹层结构元件的每个侧上的部件之间提供牢固的耦联，同时避免或限制对夹层结构元件的抗压缩性的依赖性。先前，通过将延伸穿过夹层结构元件的紧固件收紧而将部件附接到夹层结构元件依赖于夹层结构元件的抗压缩性，并且由于夹层结构元件的蠕变，附接可以随着时间而变松。第一部件可以是风力涡轮机叶片的雷电接受器支架。然而，本公开的概念可以应用于要附接到夹层结构元件（诸如抗剪腹板）的其他部件。第一载荷分布器（例如，衬垫）可以施加在夹层结构的第一侧处。该方法可以包括将第一载荷分布器（例如衬垫）施加在夹层结构元件的第一侧处。第一载荷分布器可以施加到夹层结构元件的第一侧，使得能够弹性压缩的元件被布置在第一部件的第一部件表面和第一载荷分布器之间。第一载荷分布器可以邻靠夹层结构元件的第一侧。第一载荷分布器可以施加到衬套上，诸如施加到第一衬套部分上。能够弹性压缩的元件可以是弹簧，诸如螺旋弹簧。可替代地或附加地，能够弹性压缩的元件可以是橡胶材料。例如，能够弹性压缩的元件可以是橡胶弹簧。能够弹性压缩的元件可以呈现小于500N/mm的弹簧常数。能够弹性压缩的元件可以呈现在5-500N/mm（诸如5-50N/mm，诸如10-20N/mm）之间的弹簧常数。夹层结构元件可以包括在第一侧处的第一层压层和/或在第二侧处的第二层压层。第一侧和第二侧（诸如第一层压层和第二层压层）可以由轻量材料（例如轻木或泡沫，诸如PVC泡沫）的芯分开。夹层结构元件可以是风力涡轮机叶片的抗剪腹板或翼梁的侧部。例如，夹层结构元件可以是前边缘抗剪腹板或后边缘抗剪腹板。可替代地，夹层结构元件可以是风力涡轮机叶片的壳体的部分。夹层结构元件的第一侧可以是夹层结构元件的后边缘侧或前边缘侧。夹层结构元件的第二侧可以是夹层结构元件的前边缘侧或后边缘侧。穿过夹层结构元件的孔可以具有孔直径，例如，穿过夹层结构元件的孔可以被提供有孔直径。衬套具有外衬套直径。衬套直径可以比孔直径小1-5%之间。通过具有小于孔直径的衬套直径，衬套可以以减小的摩擦被插入到孔中和/或在孔内以减小的摩擦移动。允许衬套相对于夹层结构元件的移动进一步减少载荷向夹层结构元件的传递，从而进一步降低损坏夹层结构的风险。在第一部件牢固地附接到衬套的实施例中，允许衬套相对于夹层结构元件的移动可以具有特别的优点。衬套可以被插入穿过设置成穿过夹层结构元件的孔，使得衬套从夹层结构元件的第一侧延伸到夹层结构元件的第二侧。第一部件可以通过第一端保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于将一个或多个部件附接到夹层结构元件的方法，所述夹层结构元件包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，并且在所述第一侧和所述第二侧之间具有夹层结构元件厚度，所述方法包括：/n-穿过所述夹层结构元件设置孔；/n-提供从第一衬套端延伸到第二衬套端的衬套，所述衬套具有从所述第一衬套端到所述第二衬套端的衬套长度，所述衬套长度长于所述夹层结构元件厚度；/n-将所述衬套穿过设置成穿过所述夹层结构元件的所述孔插入，使得所述第二衬套端定位在所述夹层结构元件的所述第二侧处，并且所述第一衬套端定位在所述夹层结构元件的所述第一侧处，并且使得第一衬套部分在所述夹层结构元件的所述第一侧和所述第一衬套端之间延伸；/n-沿着所述第一衬套部分施加能够弹性压缩的元件；以及/n-将所述一个或多个部件中的第一部件附接到所述第一衬套部分，使得所述能够弹性压缩的元件布置在所述第一部件的第一部件表面和所述夹层结构元件的所述第一侧之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181205 EP 18210370.51.用于将一个或多个部件附接到夹层结构元件的方法，所述夹层结构元件包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，并且在所述第一侧和所述第二侧之间具有夹层结构元件厚度，所述方法包括：
-穿过所述夹层结构元件设置孔；
-提供从第一衬套端延伸到第二衬套端的衬套，所述衬套具有从所述第一衬套端到所述第二衬套端的衬套长度，所述衬套长度长于所述夹层结构元件厚度；
-将所述衬套穿过设置成穿过所述夹层结构元件的所述孔插入，使得所述第二衬套端定位在所述夹层结构元件的所述第二侧处，并且所述第一衬套端定位在所述夹层结构元件的所述第一侧处，并且使得第一衬套部分在所述夹层结构元件的所述第一侧和所述第一衬套端之间延伸；
-沿着所述第一衬套部分施加能够弹性压缩的元件；以及
-将所述一个或多个部件中的第一部件附接到所述第一衬套部分，使得所述能够弹性压缩的元件布置在所述第一部件的第一部件表面和所述夹层结构元件的所述第一侧之间。


2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一部件附接到所述第一衬套包括将所述第一部件附接在所述第一衬套端处，使得所述第一部件通过所述第一衬套部分从所述夹层结构元件的所述第一侧分开。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述第一部件附接到所述第一衬套部分包括紧固第一端保持器以维持所述第一部件附接到所述第一衬套部分。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一部件布置在所述第一衬套端和所述第一端保持器之间。


5.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其中所述第一端保持器被紧固到所述第一衬套端。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括将第一载荷分布器施加在所述夹层结构元件的所述第一侧处，使得所述能够弹性压缩的元件布置在所述第一部件的所述第一部件表面和所述第一载荷分布器之间。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述第一部件附接到所述第一衬套部分包括将所述第一部件附接到所述第一衬套部分，诸如以允许所述第一部件相对于所述衬套在所述衬套的纵向方向上的移动。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一部件被提供有第一部件孔。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一部件孔被配置成接收所述第一衬套部分。


10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一部件孔具有小于所述第一衬套部分的直径的直径。


11.根据从属于权利要求3-5中任一项的权利要求8-10中任一项所述的方法，其中所述第一部件孔被配置成容纳所述第一端保持器的至少部分。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述能够弹性压缩的元件是弹簧，诸如螺旋弹簧。


13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述能够弹性压缩的元件是橡胶材料。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述能够弹性压缩的元件呈现在10-20N/mm之间的弹簧常数，并且其中所述能够弹性压缩的元件具有在30-40mm之间的初始自由长度。


15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中穿过所述夹层结构元件的所述孔具有孔直径，并且所述衬套具有外衬套直径，所述衬套直径比所述孔直径小1-5%之间。


16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一衬套部分的第一衬套部分长度大于5mm，诸如在10-30mm之间。


17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一部件是风力涡轮机叶片的雷电接受器支架。


18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括将第二部件附接到所述第二衬套端，其中所述第二部件可以是风力涡轮机叶片的雷电保护系统的下导体。


19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述夹层结构元件包括在所述第一侧处的第一层压层和在所述第二侧处的第二层压层，所述第一层压层和所述第二层压层由轻量材料的芯分开，所述轻量材料例如是轻木或泡沫，诸如PVC泡沫。


20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述夹层结构元件是风力涡轮机叶片的抗剪腹板或翼梁的侧部。


21.风力涡轮机叶片，其包括根部区、具有尖部的翼型区、压力侧、吸力侧和在前边缘和后边缘之间延伸的弦线，所述风力涡轮机叶片包括夹层结构元件，所述夹层结构元件包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，并且在所述第一侧和所述第二侧之间具有夹层结构元件厚度，
衬套，其被插入穿过设置成穿过所述夹层结构元件的孔，所述衬套从第一衬套端延伸到第二衬套端，所述衬套具有从所述第一衬套端到所述第二衬套端的衬套长度，所述衬套长度长于所述夹层结构元件厚度，
所述第二衬套端定位在所述夹层结构元件的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·尼尔森，
申请(专利权)人：LM风力发电公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK