专利名称：用于制造风能设备转子叶片的方法以及风能设备转子叶片的制作方法
用于制造风能设备转子叶片的方法以及风能设备转子叶片本发明涉及一种用于制造风能设备转子叶片的方法以及一种风能设备转子叶片。由于风能设备的通常实施为复合纤维部件的转子叶片经常暴露于气候以及极端天气条件数年，所以其也必须能够经受住气候以及极端天气条件。这一方面在于转子叶片的设计。另一方面，转子叶片于是实际也必须拥有相应的材料特性。已经得出的是，复合纤维结构恰好能够制造可承受负荷的并且持久的部件。这样，风能设备的转子叶片典型地以真空注入方法来制造。在此情况下，玻璃纤维垫以及硬质泡沫或轻木作为芯设计成转子叶片的形式并且借助泵和软管系统在真空中用树脂浸润。因此，转子叶片接着具有夹心结构形式的芯元件以及在芯两侧上玻璃纤维增强的环氧树脂。树脂在此典型地以真空注入方法或注射方法来注入或注射。在此情况下，可以设置膜以便在膜之下产生真空。真空尤其是有利的，因为其会使得树脂的散布改善。通常，在芯与纤维织品(Gelege)的其他层之间放置流动辅助器。流动辅助器用于使得树脂能够快速地散布，使得转子叶片的材料均匀地浸透。WO 2009/003477A1描述了一种用于制造转子叶片的方法。在此情况下，使用如下芯，其在一侧或两侧上具有肋。芯中的肋要用于使芯能够更好地弯曲。本发明的任务是设计一种用于制造复合纤维部件并且尤其是风能设备的转子叶 片的方法，该方法能够实现具有稳定高品质的较为经济的制造。该任务通过根据权利要求I所述的方法以及根据权利要求3所述的风能设备转子叶片来解决。因此，设计了一种用于制造风能设备转子叶片或复合纤维部件的方法。在此情况下，设计至少一个模具，并且带有至少一个芯的纤维织品放置在所述至少一个模具中。芯具有带有第一通道区段的上侧和带有第二通道区段的下侧，以及在第一通道区段与第二通道区段之间的连接区段。第一通道区段和第二通道区段交替。树脂尤其是可以通过第一通道区段和/或第二通道区段来输送直至纤维织品被充分浸透。因此，可以设计一种用于制造风能设备转子叶片的方法，其中不需要流动辅助器。根据本发明的一个方面，以真空注射方法进行树脂的输送。同样，本发明涉及一种风能设备转子叶片或一种带有至少一个芯的复合纤维部件，所述芯具有第一侧和第二侧。在第一侧中设置有至少一个第一通道区段，而在第二侧中设置有至少一个第二通道区段。此外，连接区段设置在第一通道区段和第二通道区段的过渡区域上。根据本发明的一个方面，第一通道区段和第二通道区段沿着芯的长度而交替。根据本发明的另一方面，第一通道区段和第二通道区段铣削进芯中。本发明涉及的思想是在风能设备转子叶片或复合纤维部件的芯材料或芯中构建至少一个通道。在此情况下，通道至少部分地构建在上侧上，并且至少一个通道至少部分地构建在下侧上，其中在上侧上的通道区段与在下侧上的通道之间设置有连接区段。这例如可以通过在上侧和下侧的通道相交的区域中的穿通孔来进行。但这例如也可以通过调节通道深度来进行。当通道深度调节得略微大于材料厚度的一半时，则在上侧和下侧的通道的重叠的区域中自动地形成贯通部，即两个通道之间的连接。树脂现在可以输送给通道。通过在上侧和下侧上的通道的相交部上的连接，树脂可以在通道的整个长度上、并且由此沿着整个芯材料或整个纤维织品均匀地散布。用于输送树脂的浇口即接头不仅可以设置在上侧上而且可以设置在下侧上，以便输送树脂。在此，浇口例如可以设置在通道的外端部上。当在复合纤维部件中存在带有通道的多个芯时，则在芯之间的接头部位上可以设置有横向铣削部，以便设置通道彼此间的连接。根据本发明的一个方面，通道通过铣削构建在芯中。这样，通道能够以已知的并且可靠控制的以及经过验证的加工方法来制造。在此，可以在制造芯时已产生通道，使得芯可以作为构建完成的半成品插入模具中。此外，在使用脱气的树脂的情况下，可以通过如下方式实现具有高强度的转子叶 片树脂不含气泡譬如空气夹杂。本发明的其他扩展方案是从属权利要求的主题。以下参照附图
更为详细地阐述了本发明的优点和实施例。图I示出了根据第一实施例的风能设备转子叶片的芯元件的示意性透视图，图2示出了这种芯元件的简化俯视图，以及图3示出了根据本发明的风能设备的示意图。图I以透视图示出了根据第一实施例的诸如风能设备转子叶片的复合纤维部件的芯的示意图。芯100具有上侧(第一侧)101和下侧(第二侧)102。在上侧101中构建(例如铣削进)多个第一通道区段110，而在下侧102上构建多个第二通道区段120。在第一通道区段110和第二通道区段120之间的重叠区域或相交区域中，连接区段130例如可以以穿通孔130的形式设置。因此，设置连贯的通道，其由第一通道区段110、第二通道区段120和连接区段130构成。如果通道区段110、120实施为比材料厚度的一半略为更深，则在通道区段110、120的相交区域中自动形成连接。芯可以构建为牢固的板。通道因此部分在上侧101上以及部分在下侧102上走向。尤其是，通道交替地在上侧101和下侧102上走向，但可以通过连接部130而连续地构建。例如可以将树脂、诸如玻璃纤维增强的环氧树脂以真空注入方法而引入通道中，树脂于是从通道出发继续散布，直至芯元件完全以预先确定的厚度的树脂覆盖。为了制造根据本发明的复合纤维部件并且尤其是风能设备转子叶片，可以放置芯或芯元件100以及例如以例如半壳为形式的玻璃纤维垫。接着，可以以真空注入方法将树脂输送到通道110、120，其中树脂首先填充通道并且随后均匀地分布在芯元件100上和在芯元件100之下的纤维织品中。在此，树脂量设计为使得出现纤维织品的充分浸透。因此，可以使用具有第一通道区段110和第二通道区段120的通道，用于输送环氧树脂。环氧树脂可以通过浇口输送给在上侧以及下侧上的通道110、120的端部，以便通过根据本发明的通道快速且均匀地在模具中散布并且浸透纤维织品。环氧树脂可选地可以直接通过在上侧以及下侧上的浇口进行，或者间接地通过通道来进行。当多个芯设置在转子叶片中时，则在接头部位上可以设置横向铣削部或横向通道，以便在各个芯中的通道之间形成连接，并且于是有利于树脂散布到整个复合纤维部件或整个模具。图2示出了用于诸如风能设备转子叶片的复合纤维部件的根据本发明的芯或芯元件100的一部分的示意图，在其中树脂500例如以真空注射方法来输送。如在图2中可看到的那样，树脂500已经部分散布。在此，在图2中可看到的是，树脂沿着通道110、120、130散布。在该图中示出的数值的散布前部(简称为树脂前部510)可以看出均匀的树脂散布并且因此可以看出纤维织品的同样均匀的浸透。通过根据本发明的用于制造复合纤维部件或风能设备转子叶片的方法，缩短了用于制造风能设备转子叶片的时间。此外，不再需要流动辅助器。借助根据本发明的用于制造风能设备转子叶片的方法，可以简化转子叶片成件地(in einem Stueck)制造。
根据本发明的风能设备转子叶片例如可以以夹心方法来制造。为此，例如设置有夹心材料诸如PVC泡沫、轻木等等作为转子叶片的芯。如上面所描述的那样，在该芯中可以铣削通道。通过通道可以实现运送或加速运送树脂。通过在上侧和下侧上的铣削部之间设置连接部位或磨除部(Abschliffen)，可以使树脂或基质在整个通道中散布。树脂的输送可以直接通过在上侧或下侧上的浇口来进行，或间接地通过部件中或芯中的通道来进行。当芯由多个件构成时，于是在这些件的接头部位上同样可以设置横向铣削部，以便保证形成通道的连接。树脂在通道内可以比在外部更为快速地散布。因此，在使用树脂通道的情况下，可以省去流动辅助器。树脂通道优选沿着芯元件的纵向方向设置，使得树脂可以快速地通过树脂通道沿着纵向方向散布，并且随后可以溢出通道继续散布。这可以使得树脂的散布更为均匀，因为在树脂通道内比在外部更为快速地散布。图3示出了根据本发明的风能设备的示意图。风能设备I具有塔架10，其在塔架10的上端部上具有机舱20。在机舱20上例如设置有三个转子叶片30。转子叶片30具有转子叶片尖端32和转子叶片根部31。转子叶片30固定在例如转子轮毂21上的转子叶片根部31上。转子叶片30的桨距角优选可以根据当前的风速来控制。图3的风能设备转子叶片30可以根据第一实施例来制造。
权利要求
1.一种用于制造转子叶片、尤其是风能设备转子叶片的方法，具有如下步骤 设置至少ー个模具， 将带有至少ー个芯(100)的纤维织品放置在所述至少一个模具中，其中芯具有带有第一通道区段(110)的上侧(101)和带有第二通道区段(120)的下侧(102)以及在第一通道区段与第二通道区段(110，120)之间的连接区段(130)， 其中第一通道区段和第二通道区段(110，120)沿着芯(100)的长度交替， 尤其是通过第一通道区段和/或第二通道区段(110，120)输送树脂，直至纤维织品被充分浸透。
2.根据权利要求I所述的方法，其中树脂的输送以真空注射方法进行。
3.一种风能设备转子叶片，具有 至少ー个芯(100)，其具有第一侧(101)和第二侧(102)，其中至少ー个第一通道区段(110)设置在第一侧(101)中，而至少ー个第二通道区段(120)设置在第二侧(102)中，其中连接区段(130)设置在第一通道区段和第二通道区段(110，120)的相交区域上，其中 第一通道区段和第二通道区段(110，120)沿着芯(100)的长度交替。
4.根据权利要求3所述的转子叶片，其中第一通道区段和第二通道区段(110，120)铣削进芯(100)中。
5.根据权利要求3或4所述的转子叶片，其中芯(100)为稳定的板。
6.ー种风能设备，具有至少ー个根据权利要求3至5之一所述的风能设备转子叶片。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造风能设备转子叶片的方法。为了能够实现具有高品质的更为经济的制造，设置有如下步骤设置至少一个模具；将带有至少一个芯的纤维织品放置在所述至少一个模具中，其中芯具有带有第一通道区段的上侧和带有第二通道区段的下侧以及在第一通道区段与第二通道区段之间的连接区段；尤其是通过第一通道区段和/或第二通道区段输送树脂，直至纤维织品被充分浸透。
文档编号B29C70/44GK102844166SQ201180009926
公开日2012年12月26日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月18日
发明者斯文·穆施克, 约翰尼斯·坎嫩贝格 申请人:乌本普罗帕蒂斯有限公司