具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的制造方法技术

一种用于制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法，包括以下步骤：提供具有叶片根端和叶片末端的模具；将由纤维材料制成的至少一层外根部强化层（28）插入到所述模具中；将所述预制主横梁盖布置在所述至少一层外根部强化层上；在所述主横梁盖上布置由纤维材料制成的至少一层内根部强化层；将所述模具闭合；通过与所述主横梁盖横向间隔开布置的至少一条抽吸道从所述模具中抽出空气；并且通过在所述主横梁盖下方具有多个出口的第一注入道供给液体塑料材料；通过在所述主横梁盖上方具有多个出口的第二注入道供给液体塑料材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法。风力涡轮机转子叶片通常由纤维强化塑料材料例如玻璃纤维与聚酯树脂或环氧树脂的组合制造出。
技术介绍
公开文献EP0525263A1披露了一种用于制造纤维强化塑料部件的真空导入工艺。在该已知的工艺中，将多层纤维材料插入到模具中。在这些纤维材料层的下方和上方，分别设有通过多层由被称为剥离层片的层片制成的其它层与那些纤维材料层分开的分配介质。在模具的底面，在下分配介质下方设有注入道，并且在上分配介质上方设有抽吸道。通过抽吸道将气密模具抽空，并且通过注入道吸入液体塑料材料。该材料通过下分配介质分配在模具的整个区域上，并且完全渗透那些纤维材料层。在塑料材料已硬化之后，从纤维强化塑料中去除分配介质和剥离层片。文献W02007/038930A1披露了另一种制造纤维强化塑料部件的方法。在所述已知的方法中，采用多孔材料作为分配介质，并且该多孔材料可以与注入的塑料材料粘接。在塑料已硬化之后，分配介质保留在成品部件中。具体地说，它能够形成该部件的表面。具体地说，在总长例如为50m或更长的特大型转子叶片的情况下，由于强度的原因最好不仅采用玻璃纤维强化塑料材料而且还采用强度甚至更高的纤维材料。这对于主横梁盖尤其如此，它沿着转子叶片的纵向方向延伸，而且形成转子叶片的中央承载结构并且吸收出现的弯曲力矩。碳纤维强化主横梁盖通常用于这样类型的转子叶片。该碳纤维材料非常昂贵，并且因为其性能，尤其是其相对于液体基体材料的流阻与玻璃纤维材料的流阻不同，所以通常最好预先制造出碳纤维强化主横梁盖。例如，它们可以在第一次真空导入工艺中在单独模具中制造出。一旦塑料材料已硬化，则可以从所述模具中将预制主横梁盖取出并且插入到模具中以便制造出风力涡轮机转子叶片的半壳体。然后在第二制造步骤中加入半壳体的其它部件，并且在另一个真空注射成形过程中用液体塑料材料浸溃，因此将它们粘接在预制的主横梁盖上。预制主横梁盖在模具中的存在即不能被液体塑料材料浸溃的大型主体的存在对注入过程带来了特定要求。这里还有，必须确保纤维材料的完全浸溃。与塑料的大体积聚合一样，必须避免夹气。为了在该情况下获得可靠的制造过程，经验已经表明，最好在预制主横梁盖的周围中布置表面积较大的分配介质，它促进了液体塑料材料的快速均匀分配。这些结构不相关的分配介质由塑料材料完全浸溃并且一旦塑料材料已硬化则留在部件中。这明显增大了转子叶片的重量，并且尤其在转子叶片与轮毂的连接区域中出现更高的负载。
技术实现思路
在这基础上，本专利技术的目的在于在低风险工艺中提供一种制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法，该方法同时实现了部件重量减轻。该目的是通过具有权利要求1的技术特征的方法来实现的。所附的从属权利要求给出了优选实施方案。该方法用于制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件，并且包括以下步骤提供具有叶片根端和叶片末端的|吴具；将由纤维材料制成的至少一层外根部强化层插入到所述模具中；将所述预制主横梁盖布置在所述至少一层外根部强化层上；在所述主横梁盖上布置由纤维材料制成的至少一层内根部强化层；将所述模具闭合；通过与所述主横梁盖横向间隔开布置的至少一条抽吸道从所述模具中抽出空气；并且通过在所述主横梁盖下方且具有多个出口的第一注入道供给液体塑料材料；通过在所述主横梁盖上方且具有多个出口的第二注入道供给液体塑料材料。所述的制造方法步骤的顺序当然可以至少在一定程度上改变，并且在各个步骤之间当然可以执行其它步骤。例如，可以将其它材料层插入到模具中。所提供的方法可以具有限定了风力涡轮机转子叶片部件的外表面的内表面。模具的长度和宽度实际上分别对应于部件的长度和宽度，或者稍微更大。模具的长度例如可以为30m或更长、40m或更长或50m或更长，并且宽度例如可以为2m或更长或3m或更长。风力涡轮机转子叶片部件尤其可以涉及转子叶片或预制部件的壳体，它包括主横梁盖和转子叶片的根部区域或由它们构成。模具具有叶片根端和叶片末端。如果在模具中所要制造的风力涡轮机转子叶片涉及半壳体，则模具的这些端部用于制造半壳体的形成叶片根部和叶片顶部的部件的那些部分。如果该部件不是(完整的)半壳体，则模具的所述端部也可以仅仅代表其中制造出在成品转子叶片的叶片根部和叶片顶部附近的部件部分的那些模具区域。根部强化层由纤维材料例如玻璃纤维制成。可以采用单向、双向或多向铺设的纤维材料棉麻布。根部强化层可以从模具的叶片根端即从所要制造的部件的叶片根部沿着朝着叶片末端的方向延伸出。它们通常不会在部件的整个长度上延伸，而是终止在某一半径位置处。根部强化层在叶片根部的区域中对部件进行强化，并且使得负载从主横梁盖最好地传递到叶片根部中。由于强度的原因，这里主横梁盖封装在内和外根部强化层之间。至少一层外根部强化层插入到模具中的事实不是必然意味着，它与模具的内部区域直接相邻。相反，可以将其它材料布置在模具和至少一层外根部强化层之间，例如布置将在下面详细描述的根部插入件、凝胶涂层或任意其它纤维材料。可以在位于叶片根端处的区域中将至少一层外根部强化层插入到模具中。将预制主横梁盖布置在至少一层外根部强化层上。仅其总长中的一部分可以位于外根部强化层上，并且尤其在叶片末端处的其另一个纵向部分位于模具的内部区域上。当然，也可以在模具和预制主横梁盖的所述部分之间和/或在至少一层外根部强化层和预制主横梁盖之间布置其它材料层。一旦已经布置好主横梁盖，则将至少一层纤维材料内根部强化层布置在预制主横梁盖上。针对外根部强化层给出的信息适用于内根部强化层的材料和该材料在模具的叶片根部区域中的布置。当然，也可以在主横梁盖和至少一层内根部强化层之间布置其它材料。可以在所述叶片根端处的区域中将至少一层内根部强化层插入模具中。至少一层外根部强化层和/或至少一层内根部强化层可以在模具的整个宽度上延伸，并且该部件在其叶片根端处的横截面可以基本上为半圆形，并且这些根部强化层可以在整个半圆上延伸。一旦已经布置好内外根部强化层和主横梁盖以及任选其它材料材料，则将模具闭合。例如用真空膜将模具闭合成不透气。为此，整个装置可以由该膜覆盖，并且可以将模具的边缘粘接在真空膜上以便气密。然后通过至少一条抽吸道从模具中抽出空气，因此在模具内产生出真空或明显低于大气压的压力。同时或随后，通过第一注入道和第二注入道供给要硬化的液体塑料材料，并且将该材料注入到抽真空的模具中。液体塑料材料例如可以为聚酯树脂和/或环氧树脂。供料例如可以通过利用软管将注入道连接至装有液体塑料材料的容器中来实现。该连接以及在模具内形成的负压使得塑料材料通过注入道吸入并且流进模具的内部。第一注入道具有位于主横梁盖下方和/或位于根部材料下方和/或位于根部插入件下方的多个出口。第一注入道及其多个出口可以结合到该模具中。出口尤其可以终止成与模具的内部区域齐平。出口布置在主横梁盖下方，并且它们可以与主横梁盖间隔一定距离，并且“位于下方”这里与在部件制造期间形成的重力方向相关。液体塑料材料尤其是与通过第一注入道供给的材料相同的液体塑料材料然后通过具有位于主横梁盖上方的多个出口的第二注入道供给。“上方”在这里还与重力方向相关。第二注入道的出口同样可以与主横梁盖间隔一定距离。第一注入道的出口可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有预制主横梁盖（32）的风力涡轮机转子叶片部件的制造方法，其包括以下步骤：提供具有叶片根端（14）和叶片末端（18）的模具（10）；将由纤维材料制成的至少一个外根部强化层（28）插入到所述模具（10）中；将所述预制主横梁盖（32）布置在所述至少一个外根部强化层（28）上；在所述模具（10）中在所述主横梁盖（32）上布置由纤维材料制成的至少一个内根部强化层（38）；将所述模具（10）闭合；通过与所述主横梁盖（32）间隔一定横向距离布置的至少一个抽吸道从所述模具（10）中抽出空气；以及通过在所述主横梁盖（32）下方并具有多个出口的第一注入道（12）供给液体塑料材料；通过在所述主横梁盖（32）上方并具有多个出口的第二注入道（46）供给液体塑料材料。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·弗兰科斯基，D·奥斯蒂纳特，
申请(专利权)人：德国恩德能源有限公司，
类型：发明
国别省市：