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_4

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度延伸和短于长度延伸的横向延伸,它们能够置于叶片模具中,使得 它们的长度沿着与叶片模具的翼弦方向对应的方向定向并且沿叶展方向重叠。相比于纤维 材料板材以传统方式进行叠层,即它们的长度延伸沿着叶片的叶展方向,此处提出的纤维 材料板材沿翼弦方向叠层方式显著降低了材料浪费。
[0083] 图3示出了用于在包括纤维材料的用于风力涡轮机叶片4的板材21中形成锥角 的可选设备的俯视图。图3的设备与上述参考图2描述的设备具有共同的特征,但此处将 描述重要的不同。
[0084] 板材21移动经过由两个冷冻段17形成的冷冻装置,冷冻段17与冷却器20连通。 冷冻段17包括沿着支撑结构的部分边缘延伸的细长元件。
[0085] 图3a示出了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。冷冻装置包含第一液体冷却剂导管206和第二液体冷却剂导管207,它们都适于承载 液体并且沿着第一边缘211延伸,其中,第一和第二液体冷却剂导管定位在第一边缘211的 相反两侧。因而,冷冻装置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206、207,该导管又会冷却第一边缘211。
[0086] 图3b和图3c示出了图3的实施例的变型。图3b示出了其中一个冷冻器段的截 面,类似于图3a的截面。如图3b可见的,除了液体冷却剂导管206、207之外,冷冻装置还 包含第一热电冷却器208和第二热电冷却器209,它们都是珀尔帖冷却器。第一和第二热电 冷却器208、209定位在第一边缘211的相反两侧,并位于相应的液体冷却剂导管206、207 和第一边缘211之间。
[0087] 如图3c可见的,第一和第二热电冷却器208、209结合第一和第二液体冷却剂导管 206、207,以提供具有分级冷却布置的冷冻装置。从而板材21经过仅具有第一和第二液体 冷却剂导管206、207的第一冷冻器级20A,随后板材经过具有热电冷却器208、209和第一和 第二液体冷却剂导管206、207的相邻第二冷冻器级20B。从而,第一冷冻器级20A将第一边 缘211的温度带至第一温度,第二冷冻器级20B将第一边缘211的温度带至第二温度,第二 温度大大低于第一温度。
[0088] 在图3和图3c的实施例中,机加工装置16设置在冷冻装置17的下游。机加工装 置16包括可旋转的第一和第二砂轮1611、1612,通过它们机加工第一和第二边缘211、212 以提供第一和第二锥形边缘211a、212a。第一和第二砂轮1611、1612具有相应的柱形磨削 表面 1611a、1612a。
[0089] 如图4a可见的,每个磨削表面都布置成使得在箭头P指示的旋转期间,柱形磨削 表面的一部分在机加工第一边缘期间暂时接触板材21,沿图4a的箭头R指示的方向移动, 该方向具有离开板材21的分量。该移动用于使得磨削粉尘沿离开板材21的方向的移动,这 利于保持板材不受污染且不积聚磨削材料。如图4a可见的,柱形磨削表面具有旋转轴线, 该旋转轴线定向成与板材经过机加工装置的行进方向成角度C,角度C是大约45度。更通 常地,角度C可以是10-80度。
[0090] 如图4b可见的,为了提供锥形边缘,柱形磨削表面1611a的旋转轴线定向成与假 想线J成角度D,假想线J在图4b中是水平的。即,假想线J横向于板材21经过磨削表面 1611a的行进方向。假想线J还平行于当板材经过磨削表面1611a时板材的平面。角度D 大于〇度并小于90度,优选为1-30度,更优选地为1-15度。
[0091] 如图5可见的,机加工装置在每个砂轮1611、1612中都包括加热装置163,加热装 置163适于加热磨削表面1611a。砂轮1611安装在轴1613的远端处。加热装置163包括 感应加热器,感应加热器又包括线圈1631,其在可旋转的砂轮1611内是静止的。线圈1631 连接至发电机1632,发电机1632在线圈1631中产生交流电。从而,线圈1631产生感应热 以便加热砂轮1611。
[0092] 在板材21中的物质是环氧树脂的情况下,磨削表面1611a被加热,使得其在机加 工期间处于高于环氧树脂为半固态的温度间隔但低于环氧树脂的固化起始温度的温度。在 环氧树脂是双酚A型环氧树脂的情况下,用于磨削表面温度的合适最小值是60摄氏度,用 于磨削表面温度的合适最大值是80摄氏度。
[0093] 加热装置将防止环氧基树脂污染机加工装置。原因在于,环氧基树脂因加热将获 得低黏性,在该状态下,环氧基树脂将不能够在磨削表面1611上积聚任何显著量的沉积。 相反,磨削表面将保持湿润且没有沉积。
[0094] 如图6指示的,作为上述处理的结果,每个板材段的第一和第二锥形边缘211a、 212a都将在叶片的翼弦方向上延伸。图6a示出了具有带有锐角A的锥面22的板材21,该 锥面22是通过根据本发明的方法的实施方式获得的。该角度A是相对于板材21的平面限 定的,在1和15度之间。图6b示出了形成在两个板材21之间的锥形重叠接头23,两个板 材21例如在如图6所示的模具中彼此相邻放置。锥面将降低例如由于非锥形板材边缘的 板层降低处形成的树脂通道所导致的应力集中的风险。
[0095] 应理解的是,可以在不超出附随权利要求所限定的本发明范围的情况下对上述技 术进行许多修改。例如,应理解的是,以上例子所描述的预浸体板层可以替换成半浸渍板层 或者包括树脂基体材料的其他纤维板层。本发明还能够用于干纤维板材。在这种情况下, 嵌有纤维材料的物质可以是水。如图7所示,干纤维板材21能够从卷18拉出并且在其移 动通过冷冻装置17和机加工装置16之前被引导通过水容器29。冷冻装置将冷冻浸渍纤维 的水。这将可以在各纤维在磨削处理期间不会移动的情况下机加工锥形边缘,因为冷冻的 水将纤维保持于各自的位置。在机加工之后,水可以例如通过合适的干燥装置蒸发或者以 任何其他方式从纤维材料分离出。
[0096] 可替换地,在干式板材上,水浸渍能够仅在板材的边缘进行,沿着这些边缘执行锥 化机加工,使得板材的中间段在整个处理过程中是干的。
[0097] 本发明能够用于许多不同种类的纤维定向,例如,诸如三轴纤维板材或者无方向 性的纤维板材。此外,尽管以上描述了磨削工具,但是应理解的是,本发明也可以与任何其 他机加工工具或者技术结合。
[0098] 通过各个方面和变型例的描述已经图示了本发明,尽管已经相当详细地描述了这 些实施方式,但是申请人并不旨在约束或以任何方式将附随的权利要求书的范围限制得如 此详细。额外优点以及修改对于本领域的技术人员来说是容易明显的。因此本发明在大的 方面来说不限于具体细节、示意方法和示出及描述的示例。因此,可以不超出总体创造性构 思的精神或范围的情况下做出与这些细节的不同的修改。
【主权项】
1. 一种在包括纤维材料的板材上提供锥形边缘的方法,该方法包括移动所述板材同时 执行以下步骤: -将所述板材移动经过冷冻装置,至少在所述板材的第一边缘处设置嵌有所述纤维材 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, -使用所述冷冻装置冷却所述第一边缘,使得在所述第一边缘处的所述物质变成固态, -在使用所述冷冻装置将所述物质冷却为固态的同时将所述板材移动经过机加工装 置,以及 -在将所述板材移动经过机加工装置的所述步骤期间,用所述机加工装置机加工所述 第一边缘以提供第一锥形边缘。
2. 根据权利要求1所述的方法,该方法包括加热所述机加工装置的磨削表面,使得所 述磨削表面在所述机加工的步骤期间处于高于室温的温度。
3. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述物质是环氧树脂,并且加热所述磨削表面的 所述步骤包括加热所述磨削表面使得其在所述机加工的步骤期间所处的温度高于30摄氏 度,优选高于40摄氏度,更优选地高于50摄氏度,以及还更优选地至少为60度。
4. 根据权利要求2或3中任一项所述的方法,其中,所述物质是环氧树脂,并且加热所 述磨削表面的步骤包括加热所述磨削表面使得其在所述机加工的步骤期间所处的温度低 于所述环氧基树脂的固化起始温度,例如低于100摄氏度或者低于80摄氏度。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的方法,其中,所述机加工装置包括包含所述磨削 表面的可旋转的第一砂轮,并且加热所述磨削表面的所述步骤包括加热所述砂轮使得其在 所述机加工的步骤期间处于高于室温的温度。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,嵌有所述纤维材料的所述物质还设 置在所述板材的与所述第一边缘相反的第二边缘处,所述方法进一步包括使用所述冷冻装 置冷却所述第二边缘,使得在所述第二边缘处的所述物质变成固态,以及在将所述板材移 动经过所述机加工装置的所述步骤期间用所述机加工装置机加工所述第二边缘以提供第 二锥形边缘。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述板材是设置为材料卷的卷板,当 执行将所述板材移动经过所述冷冻装置和所述机加工装置的这些步骤时所述板材被滚下 所述卷。
8. 根据引用权利要求6的权利要求7所述的方法,其中,所述第一和第二边缘是所述卷 板的纵向边缘。
9. 根据权利要求7或8中任一项所述的方法,其中,借助驱动装置移动所述板材,所述 驱动装置位于所述冷冻装置和所述机加工装置的下游,所述驱动装置将所述板材拉下所述 卷并经过所述冷冻装置和所述机加工装置。
10. 根据权利要求1或6-9中任一项所述的方法,该方法包括冷却所述机加工装置的磨 削表面,使得其在所述机加工的步骤期间处于所述物质为固态的温度。
11. 根据前述权利要求
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