用于在包括纤维材料的板材上提供锥形边缘的方法以及设备的制造方法_2

文档序号:8287006阅读:来源:国知局
,加热磨削表面的步骤能够包括加热磨削表面,使得其在机加工的步骤期间处于 低于环氧基树脂的固化起始温度的温度,例如低于100摄氏度或者低于80摄氏度。例如, Hexcel复合材料公司销售的HcxPiyK M9. 6G的所述树脂的固化起始温度是80°C,(凝固周 期在80-120°C ),当该树脂构成要机加工的板材的物质的情况下,可适当加热磨削表面,使 得其在60摄氏度左右。
[0023] 应该提到的是,本发明能够应用于预浸板层,不仅是具有环氧树脂的这些预浸板 层,而且是具有适合于预浸的任何其他类型树脂(诸如酚醛树脂)的预浸板层。
[0024] 优选地,机加工装置包括包含磨削表面的可旋转的第一砂轮,并且加热磨削表面 的步骤包括加热砂轮使得其在机加工的步骤期间处于高于室温的温度。发明人的实验已经 证实了,使用经加热的砂轮是成功的。可替换地,一些其他类型的机加工装置(例如带磨削 器)能够包含磨削表面。更通常的,机加工装置可以包括磨削介质,该磨削介质被加热,使 得其在机加工的步骤期间处于高于室温的温度。
[0025] 在一些实施例中,仅第一边缘被锥化。但是,有利地,嵌有纤维材料的物质还能够 设置在板材的第二边缘处,第二边缘定位成与第一边缘相反。第二边缘从而能够平行于第 一边缘。于是该方法能够进一步包括:使用冷冻装置冷却第二边缘,使得在第二边缘处的 物质变成固态,以及在将板材移动经过机加工装置的步骤期间用机加工装置机加工第二边 缘,以提供第二锥形边缘。
[0026] 以所述方式对第一和第二边缘锥化尤其适合于所述的布置,其中板材是设置为材 料卷的卷板,当执行将板材移动经过冷冻装置和机加工装置的这些步骤时板材被滚下上述 卷。于是,第一和第二边缘可以是卷板的纵向边缘。板材然后能够借助驱动装置(即动力 单元)移动,该驱动装置定位在冷冻装置和机加工装置下游,驱动装置将板材拉出卷并经 过冷冻装置和机加工装置。可替换地,传送器能够同时承载并移动材料经过冷冻装置和机 加工装置。在这两个例子中,板材能够连续移动经过冷冻装置和机加工装置。
[0027] 冷冻装置可以包括用于第一和第二边缘二者的一个单元,或者包括用于第一边缘 和第二边缘的独立的单元。优选地,冷冻装置具有封闭第一边缘的第一冷却腔,可选地具有 封闭第二边缘的第二冷却腔。每个冷却腔都能够以任何适当方式设置,例如作为腔室或者 通道。如以下示例出的,冷冻装置可以包括具有连接至蒸发器的压缩机的冷却器以及将蒸 发器连接至冷却腔的导管。可替换地,冷冻装置可以布置成将制冷剂直接分配到第一边缘 上。例如,四氟乙烷制冷剂能够被泵送并且喷洒在板材上。当然应理解的是,其他合适的制 冷剂也可以用于该目的,例如液氮或者液态二氧化碳。优选地,第一边缘和其中的物质被冷 却至合适的温度,例如-50°C。
[0028] 机加工的步骤可以涉及任何公知材料以及物质移除处理,包括切割、剪切、磨削、 割锯、铣削和/或超声波切割。机加工装置能够包括用于第一和第二边缘的单独的磨削或 者切割单元。优选地,机加工装置包括第一砂轮,并且机加工第一边缘的步骤包括用第一砂 轮机加工第一边缘。第一砂轮可以是高速的带钻石工具,从而对各纤维提供高速冲击。在 低速下,各纤维趋于因分别磨削而切割,这趋向于在处理期间移动各纤维。结果,材料的最 终切割将难以控制,并且将偏离期望的锥形形状。用冲击来切割各纤维而不是用磨削来切 割它们,这允许各纤维在切割处理期间不移动地被切割。从而,可以在不会扭曲未移除的纤 维材料及物质的情况下获得锥面。
[0029] 上述加热机加工装置的可替换方案是,该方法能够包括:冷却机加工装置的磨削 表面,使得其在机加工的步骤期间处于物质为固态的温度。优选地,磨削表面被冷却,使得 物质在该机加工步骤期间处于物质为固态的温度。更具体来说,机加工装置的磨削表面能 够被冷却得充分低于物质的冷Tg,使得当物质因机加工动作受到摩擦热时,物质的温度仍 低于其冷Tg。
[0030] 冷却磨削表面能够通过包含在中空的砂轮中的磨削表面实现,静止的冷却装置放 置在砂轮中。可替换地或者附加地,机加工装置能够包括封闭第一砂轮的工具壳体。当冷 冻装置具有封闭第一边缘的第一冷却腔的情况下,工具壳体能够连通第一冷却腔。从而,机 加工装置与冷冻装置集成在一起,使得在磨削处理期间板材边缘能够保持冷却。
[0031] 优选地,在板材是设置为材料卷的卷板的情况下,使用布置于机加工装置下游的 切割装置将板材沿大致横向于卷板的纵向方向切割(或者横向于板材的移动方向)成板材 段。优选地,进行切割以便符合用于风力涡轮机叶片的模具的形状。因而,多个板材段能够 放置在细长风力涡轮机叶片壳模具中,使得板材段在模具中横向延伸,第一锥形边缘定向 成朝着包括板材段的叶片的翼弦方向。因而,板材段放置在模具中以便从叶片的前边缘延 伸到叶片的后边缘。从而,如以下示例出的,板材段的锥形边缘还将在叶片的翼弦方向上延 伸,并且优选地,板材放置成部分地重叠以在它们之间提供结构上稳定的接头。
[0032] 根据权利要求1的方法的实施方式限定在从属权利要求2-17中以及以下的详细 描述中。该目的还通过根据权利要求18所述的风力涡轮机叶片来实现。
[0033] 此外,该目的由根据权利要求19所述的用于在包括纤维材料的板材上提供锥形 边缘的设备来实现。板材至少在板材的第一边缘设置有嵌有纤维材料的物质,所述物质在 室温下、尤其在20摄氏度下处于非固态,
[0034] -所述设备包括冷冻装置并且适于将板材移动经过冷冻装置,冷冻装置适于冷却 第一边缘使得第一边缘处的物质变成固态,
[0035] -所述设备包括机加工装置并且适于将板材移动经过机加工装置,机加工装置适 于在板材移动经过机加工装置时以及冷冻装置将物质冷却为固态时机加工第一边缘以提 供第一锥形边缘。
[0036] 优选地,所述设备包括加热装置,加热装置适于加热机加工装置的磨削表面使得 当机加工第一边缘时磨削表面处于高于室温的温度。
[0037] 在一些实施例中,冷冻装置包含适于封闭第一边缘的第一冷却腔。可替换地或者 附加地,冷冻装置能够包含适于承载液体并且沿着第一边缘延伸的液体冷却剂导管。因而, 冷冻装置能够包括一用于冷却导管的液体(诸如盐水)的系统,该液体被泵送通过液体冷 却剂导管,该导管又会冷却第一边缘。如以下示例出的,冷冻装置能够包含第一液体冷却剂 导管和第二液体冷却剂导管,它们都适于承载液体并且沿着第一边缘延伸,其中,第一和第 二液体冷却剂导管定位在第一边缘的相反两侧。
[0038] 可替换地或者附加地,冷冻装置能够包含定位在第一边缘处的热电冷却器,诸如 珀尔帖冷却器。如以下示例出的,冷冻装置能够包含定位在第一边缘处的第一热电冷却器 和第二热电冷却器,其中,第一和第二热电冷却器定位在第一边缘的相反两侧。从而,第一 和第二热电冷却器能够与第一和第二液体冷却剂导管或者第一冷却腔结合以提供具有分 级冷却布置的冷冻装置。从而板材能够经过仅具有第一和第二液体冷却剂导管或者第一冷 却腔的第一级,随后板材能够经过具有热电冷却器以及第一和第二液体冷却剂导管或者第 一冷却腔的相邻第二级。在这种布置中,第一级能够将第一边缘的温度带至第一温度,第二 级能够将第一边缘的温度带至第二温度,第二温度大大低于第一温度。
[0039] 根据权利要求19的设备的进一步实施方式限定在从属权利要求20-32中以及以 下的详细描述中。
[0040] 该目的还通过根据权利要求33的方法实现,该方法在包括纤维材料的板材上提 供锥形边缘,该方法包括:
[0041] -提供板材,板材至少在板材的第一边缘具有嵌有纤维材料的物质,所述物质在室 温下尤其在20摄氏度下处于非固态,
[0042] -例如通过使用上述的冷冻装置冷却第一边缘,使得第一边缘处的物质变成固态,
[0043] -在将第一边缘处的物质冷却为固态的同时用机加工装置机加工第一边缘以提供 第一锥形边缘,以及
[0044]-加热机加工装置的磨削表面,使得磨削表面在机加工的步骤期间处于高于室温 的温度。
[0045] 该方法能够包括提供物质至板材的步骤。应该注意的是,当实践根据该本发明方 面的方法时,板材能够移动经过机加工装置,或者板材能够是静止的以及以合适的方式被 支撑,而机加工装置在机加工的步骤期间移动。如果板材是移动的,就能够提供连续处理, 其中在给定时间点,第一边缘处的一些物质不被冷却,因此是非固态的,第一边缘的其他一 些部分由于冷却步骤而是固态的。
[0046] 根据权利要求33的方法的实施方式限定在从属权利要求34-36中以及以下的详 细描述中。这些目的还通过根据权利要求37所述的风力涡轮机叶片实现。
[0047] 该目的还通过根据权利要求38所述的用于在包括纤维材料的板材上提供锥形边 缘的设备来实现,所述设备包括机加工装置并且适于将板材移动经过机加工装置,机加工 装置包括可旋转的第一砂轮,可旋转的第一砂轮适于当板材移动经过机加工装置时机加工 板材的第一边缘以提供第一锥形边缘,其中,第一砂轮具有柱形磨削表面,柱形磨削表面布 置成使得柱形磨削表面的在机加工第一边缘期间暂时接触板材的一部分沿一方向移动,所 述方向具有背离板材的分量。
[0048] 当然,柱形磨削表面的一部分与板材的暂时接触是砂轮旋转的结果。所述磨削表 面部分局部地出现在磨削表面和板材之间的接触区域处。砂轮旋转所引起的所述部分移离 板材提供了磨削粉尘沿离开板材的方向的移动,这利于保持板材不受污染及不积聚磨削材 料。
[0049] 优选地,柱形磨削表面具有旋转轴线,所述旋转轴线定向成与板材经过机加工
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1