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_3

文档序号:8287006阅读:来源:国知局
装 置的行进方向成角度,所述角度大于〇度并小于90度,优选10-80度。优选地,为了提供第 一锥形边缘,磨削表面的旋转轴线定向成与假想线成角度,所述假想线横向于板材经过机 加工装置的行进方向,当板材经过机加工装置时假想线还在板材的平面内延伸,所述角度 大于〇度并小于90度,优选为1-30度,更优选地为1-15度。
[0050] 根据权利要求38所述的设备的实施方式限定在从属权利要求39-42中以及以下 的详细描述中。
【附图说明】
[0051] 图1示出了从前侧即面向风力侧看的风力涡轮机,
[0052] 图2示出了此处用于从卷机加工且形成纤维板材状材料的设备的立体图,其中, 沿着板材状材料的两侧制出锥形的锐角,
[0053] 图2a示出了图2的设备的侧视图,
[0054] 图2b和图2c示出了沿垂直于图2的箭头A指示的板材传输方向所截取的图2的 设备的部分的截面,
[0055] 图3示出了用于在包括纤维材料的板材中形成锥形角度的另选设备的俯视图,
[0056] 图3a示出了沿垂直于图3的箭头A指示的板材传输方向所截取的图3中设备的 部分的截面,
[0057] 图3b示出了类似于图3a所示的根据本发明再一实施例的设备的部分的截面,
[0058] 图3c示出了设备的示意侧视图,其一些部分示出于图3b中,
[0059] 图4a示出了图3中设备的一部分的俯视图,
[0060] 图4b示出了沿垂直于图3的箭头A指示的板材传输方向所截取的图4a中的部分 的截面,
[0061] 图5示出了图3的设备的机加工装置的一部分的截面图,该截面平行于机加工装 置的砂轮的旋转轴线,
[0062] 图6示出了风力涡轮机叶片模具的俯视图,一些材料放置在风力涡轮机叶片模具 中,
[0063] 图6a示出了形成一件纤维材料的锥面的锐角,
[0064] 图6b示出了由两件纤维材料形成的锥形重叠接头,每件纤维材料都具有锥面,以 及
[0065] 图7示出了根据本发明的替换实施方式的设备的侧视图。
【具体实施方式】
[0066] 图1图示了风力涡轮机1。风力涡轮机包括风力涡轮机塔2,风力涡轮机引擎舱3 安装在风力涡轮机塔2上。风力涡轮机转子4包括至少一个风力涡轮机叶片5,风力涡轮机 转子4安装在毂6上。毂6通过从引擎舱前部延伸的低速轴(未示出)连接至引擎舱3。 图示于图1的风力涡轮机可以是旨在家用或轻型多用途使用的小型风力涡轮机,或者可以 是大型风力涡轮机,诸如在大规模发电或风力场使用的风力涡轮机。在后种情形下,转子的 直径能够达到100米或更大。
[0067] 图2示出了设备26,其用于在包括用于风力涡轮机叶片4的纤维材料的板材21中 形成锥形角度。纤维材料至少部分地嵌入一物质中。在该实施例中,该物质是树脂,例如环 氧树脂;因而板材设置呈所谓的预浸材料的形式。此处面临的一个问题是,要形成锐角而不 会扭曲板材21或者纤维材料,因为锥面的一个目的是用其作为图6b所示的锥形重叠接头 23的一部分。
[0068] 以下将描述使用设备26在包括纤维材料的板材上提供锥形边缘的方法。板材21 设置成卷板,从预制纤维材料构成的卷18拉出,并且在其移动的同时执行以下描述的这些 步骤。
[0069] 板材21至少在板材的第一边缘211和第二边缘212处设置有嵌有纤维材料的物 质,该物质在室温下尤其20摄氏度下是非固态的。板材21移动经过冷冻装置,冷冻装置由 两个冷冻段17形成,冷冻段17连通冷却器20,以下更详细地描述该冷却器20。冷冻装置 17冷却第一和第二边缘211、212,使得边缘处的物质变成固态。
[0070] 与冷冻装置17集成在一起的是机加工装置16,此处还称为工具16,以下更详细地 描述。在通过冷冻装置17将物质冷却为固态的同时,将板材21移动经过机加工装置16。 第一和第二边缘211、212被机加工装置16机加工以从第一和第二边缘211、212分别提供 第一和第二锥形边缘211a、212a。通过移除部分纤维和物质而形成锥形边缘。工具16布置 成使得锥形边缘相对于板材21的平面形成在1至15度之间的锐角。在机加工装置16与 冷冻装置17集成在一起的情况下,可在物质由沿着第一和第二边缘作用的冷冻装置17保 持固态的同时执行机加工。可替换地,机加工装置16能够与冷冻装置17分离,并位于冷冻 装置17的下游,由此冷冻和机加工步骤是顺序执行的。
[0071] 如图2a可见的,为了移动板材21,设备21设置有位于冷冻段17和工具16的下 游(图2a中用矩形虚线示意地指示)呈拉动器11的形式的驱动装置11。拉动器11拉动 板材21并且使得板材21前进离开卷18,并沿图2和图2a的箭头A指示的板材传输方向经 过冷冻段17和工具16。设置了支撑结构27,其具有用于承载板材21的支撑表面271。支 撑表面271 (优选是金属表面)将在板材从卷18移出之后并在其移动经过冷冻装置17和 机加工装置16的同时支撑板材。当然,作为卷18的替换,纤维材料也可以设置在由设备26 分别馈送的多个板材中。作为对拉动器11的替换,也可以用集成在支撑结构27中的驱动 装置将板材21传输经过工具16和冷冻段17,该驱动装置呈诸如链条或者带传送器的传送 器(未示出)的形式。
[0072] 如图2可见的,冷却器包括压缩机201,该压缩机201连接至蒸发器202。冷冻段 17包括细长元件,这些细长元件沿着支撑结构27 (图2a)的部分边缘延伸以便封闭板材21 的边缘211、212。图2b示出了其中一个冷冻器段的截面,支撑结构27的一部分包含用于板 材21的支撑表面271。冷冻器段17具有C形截面,其中〃C"的下侧远端安装至支撑结构 27。冷冻器段17因而包含冷却腔,由此其被设计成封闭用于冷却板材21的边缘211的冷 气,例如空气。冷冻器段的上侧远端包含唇缘171,唇缘171优选由弹性材料(诸如橡胶) 制成,或者呈刷子的形式,从而密封冷冻器段17的内部。唇缘的远端接触板材。
[0073] 导管203a、203b将蒸发器连接至冷冻段17,通风器204设置成将气体从蒸发器 202循环至冷冻段17并返回至蒸发器202。将气体传输至相应冷冻段17的相应导管203a 在与冷冻器段17和相应导管203b之间的连接部位隔开一距离的部位连接至冷冻段17,导 管203b将气体传输离开冷冻器段17。这允许冷气沿着要冷却的板材边缘211在冷冻器段 内部移动。
[0074] 如图2b可见的,支撑结构27能够设置有一个或多个内冷却通道272,其能够加强 对板材边缘211的冷却效应。这些冷却通道能够与用于接收及排空冷却气体的导管203a、 203b连通。
[0075] 机加工装置16包括两个磨削工具161,(图2c中能够看见一个),第一和第二边 缘211、212各用一个工具。每个磨削工具161都是具有砂轮的旋转工具,砂轮包含柱形磨 削表面。工具161的旋转轴线定向成平行于(图2的箭头A指示的)板材传输方向。图2c 中的箭头B指示的旋转方向是工具表面的接触板材21的下部分从板材的内部分移离的方 向。
[0076] 在可替换实施方式中,工具161的旋转轴线定向成垂直于板材传输方向。在这种 实施方式中,在砂轮的磨削表面是柱形的情况下,旋转轴线能够定向成与板材的平面成角 度,该角度对应于要获得的板材锥面的角度。可替换地,在工具的旋转轴线定向成垂直于板 材传输方向的情况下,其能够定向成平行于板材的平面,板材锥面能够通过具有截锥形状 的砂轮的磨削表面来获得。
[0077] 如图2c可见的,每个磨削工具161都收纳在相应的工具壳体162中,工具壳体162 连通相应的冷冻段17和从蒸发器202传输冷气的相应导管203a。工具壳体162设计成在 板材21的边缘211被机加工的同时封闭用于冷却板材21的边缘211的冷气。工具壳体 162的边缘包含密封工具壳体162的内部的唇缘162a,唇缘162a优选为弹性材料(诸如橡 胶),或者呈刷子的形式。唇缘在其远端接触板材21。
[0078] 如图2c可见的,在该实施方式中,如上述参考图2b的,内冷却通道272延伸至机 加工装置的区域中。
[0079] 具有纤维材料和物质的板材21能够在基本不扭曲未移除的材料以及物质的情况 下被机加工。这可以通过将工具161设置为高速工具来实现,该高速工具具有带钻石涂层 的切割面。这种工具将通过冲击而不是磨削来切割各纤维,由此降低或者消除了在切割时 纤维移动的风险。
[0080] 与工具壳体162连通的是粉尘抽取器19,其包括风扇并且从工具壳体162抽取气 体以移除由机加工产生的粉尘。粉尘抽出器设置有过滤器,过滤器又由布置成供给新鲜过 滤材料的过滤器辊15提供。过滤器材料将捕获低至特定尺寸的粒子。在图2中,粉尘抽 取器19示出为将所抽取的气体排入大气。作为替换例子,粉尘抽取器19能够连通蒸发器 202,使得从工具壳体蒸发并且通过过滤器的空气返回到回路以被再次冷却,并且被排放至 冷冻段17和工具壳体162。
[0081] 如图2可见的,质量检查装置12能够设置成轮指传感器或者光学照相机,可以布 置在机加工装置16之后以确认机加工的结果。
[0082] 参考图2和图3。在拉动器11的下游是布置成将板材21切割成段21a的切割器 14,这些段21a适于风力涡轮机叶片壳模具(未示出)中的特定部位。板材段21a能够如 申请人提交的国际申请PCT/DK2012/050261中描述的那样布置。例如,板材段21能够被切 割成使得它们获得长
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