用于制造转子叶片翼梁帽的设备和方法
【专利说明】用于制造转子叶片翼梁帽的设备和方法
[0001]说曰月书
[0002]本发明涉及一种用于制造用于风力涡轮机的转子叶片的转子叶片翼梁帽的设备，该设备包括一个模具，该模具具有一个横截面与空腔类似的凹陷，其中可以或已经被放置了用于转子叶片翼梁帽的材料，并且该设备还包括一个片状模具覆盖件，该模具覆盖件封闭该凹陷，其中该凹陷具有多个侧壁、一个由这些侧壁界定的开口、以及在这些侧壁之间的一个基部区域。本发明还涉及一种用于制造用于风力涡轮机的转子叶片的转子叶片翼梁帽的方法，并且还涉及一种由这种方法制造的或可以由这种方法制造的转子叶片翼梁帽。
[0003]转子叶片翼梁帽迄今为止经常是在模具上制造的，这些模具或者是扁平的而由此基本上形成翼梁帽材料的基部，或者具有一个比将要制造的转子叶片翼梁帽的厚度深得多的凹陷。
[0004]在没有边界的平面区域的情况下，夹芯被用来使得在翼梁帽的前缘和后缘处稳定、并在脱模后保持在转子叶片翼梁帽中。
[0005]在腔状模具的情况下，即模具具有一个凹陷的情况下，这些边界高于翼梁帽材料。不提供夹芯，只提供单向玻璃纤维或其他纤维。在这种情况下，在翼梁帽材料上放置真空薄膜以用于树脂灌注，该薄膜在侧壁的拐角或边界处略微竖起而提供覆盖，并且这样在拐角或边界处形成了截面三角形或三角形空隙，这些三角形或空隙会在树脂材料灌注过程中充填树脂，并且有些时候甚至会夹带单根纤维。
[0006]在这两种情况下，也就是说使用无边界的平面区域和使用以前习惯的腔状模具的情况下，都需要在脱模之后费劳力地修整转子叶片翼梁帽，因为必须除去横截面是三角形的不希望的树脂和纤维突出，或必须使得类似地是不规则包在树脂中的夹芯的外边缘恢复成所希望的形式。
[0007]本发明因此基于以下目的:提供可高效地、并就工艺而言具有高度可靠性的和高度可生产性的制造转子叶片翼梁帽的设备和方法，并且还涉及可由这种方法制造的转子叶片翼梁帽。
[0008]该目的是通过一种用于制造用于风力涡轮机的转子叶片的转子叶片翼梁帽的设备来实现的，该设备包括一个模具，该模具具有一个横截面与空腔类似的凹陷，其中可以或已经被放置了用于转子叶片翼梁帽的材料，该设备还包括一个片状模具覆盖件，该模具覆盖件封闭该凹陷，其中该凹陷具有多个侧壁、一个由这些侧壁界定的开口、以及在这些侧壁之间的一个基部区域，该凹陷被开发的方式是使得这些侧壁的高度与转子叶片翼梁帽的侧边的高度相对应。
[0009]这些侧壁正好与翼梁帽材料和翼梁帽的这些侧壁同高度的一种腔状凹陷的根据本发明的使用，使之第一次可能通过片状模具覆盖件来使得该凹陷与翼梁帽材料封闭，具体是通过一种真空密封膜，以便实现齐平的并且良好限定的平面模具，在该平面模具上不会再形成任何横截面是三角形的纤维和树脂溢出物，具体是没有可容纳纤维的溢出物。因此也不再需要费力的修整。如果有的话，由树脂溢出形成的、因为根据本发明的模具而很小的几个分开的凸块还是必须要除去的，但是这并不要求与全修整中所涉及的努力相似的任何事项。
[0010]具体地对于通过树脂灌注过程将模具中的转子叶片翼梁帽一起熔化的情况，有利的是该凹陷的基部区域具有一个进一步凹陷的送料通道，该送料通道被一种送入材料可透过的片状通道覆盖件覆盖，其中一个抽吸装置，具体地是一个抽吸管或一个抽吸通道，被安排或能够被安排在用于转子叶片翼梁帽的材料与该模具覆盖件之间。因此树脂是在送料通道中在凹陷的整个长度上引入模具的基部区域的。安排在覆盖件(即，具体是真空密封膜)下方的该抽吸装置产生了负压，这会将通过送料通道引入的树脂材料或送入材料向上抽吸，并且因此使得翼梁帽材料被送入材料(即，具体是树脂)浸渍。
[0011]优选提供的是在该基部区域中的送料通道被安排在该凹陷的一侧，并且该抽吸装置被安排或能够被安排在该凹陷的在凹陷截面中位于送料通道的对角相对的一侧上。这种在凹陷截面中的对角安排是尤其有利的，因为抽吸装置相对于送料通道的侧向偏移具有的效果是也使液体送入材料(即，具体是树脂)在侧向方向上均匀分布。这更有利于具有送料通道与抽吸装置两者的中央安排，在这种安排中翼梁帽组件的侧面区域会被树脂浸渍得少于直接安排在送料通道与抽吸装置之间的中心区域。
[0012]有利的是包括一种流动性促进件，该流动性促进件被安排在该凹陷的基部区域上、在该相对侧壁的方向上位于片状通道覆盖件上，其中另外的材料层，具体是多个可剥层压板、多孔膜和/或吸收性无纺布，被安排或能够被安排在该转子叶片翼梁帽的材料之下和/或之上。流动性促进件在此有助于将送入材料均匀分布在下侧上。另外的材料层提供了对送入材料与施加的真空两者的均匀分布，并且使得树脂材料不会被抽吸装置吸走。送料通道的片状通道覆盖件优选地是由多孔板或多孔膜构成的。
[0013]在一项有利发展中，凹陷的至少一个边界包括至少一个可移除的导向本体。在这种情况下，可以在与转子叶片翼梁帽一起熔合之后将导向本体移除，由此利于转子叶片翼梁帽的脱模。这种导向本体可以包括部分的侧壁或整个侧壁。
[0014]优选地包括一个半透膜，该半透膜被安排在该模具覆盖件的下方，其中该膜相对于该模具覆盖件进行封闭，并且该膜和该模具覆盖件将该抽吸装置包覆在它们之间。因此，抽吸装置引起的真空可以通过半透膜起作用并且吸入树脂或送入材料，但是送入材料不能穿过半透膜进入抽吸装置。
[0015]还通过以下方式实现了本发明所基于的目的一种用于制造用于风力涡轮机的转子叶片的转子叶片翼梁帽的方法，其与众不同的事实是，用于一个转子叶片翼梁帽的纤维材料和/或纤维增强材料被放置先前所述设备的一个模具的腔状凹陷中，从而使得该材料就其高度而言最终与该凹陷的多个侧壁齐平，该片状模具覆盖件封闭了该凹陷，该材料被熔合在一起而形成转子叶片翼梁帽，并且然后该转子叶片翼梁帽被从模具中移除。
[0016]在这种方法的情况下，可以略去修整步骤，因为转子叶片翼梁帽已经具有了其最终形态，并且没有溢出物会特别包含纤维材料。
[0017]如该纤维材料和/或纤维增强材料优选包括干纤维织物、预浸纤维材料和/或纤维增强材料的挤拉杆。所有这些材料，包括已经预浸渍的预浸料和挤拉杆，还可以是通过树脂灌注被熔合在一起的。还有可能是热熔合，其中树脂基质的树脂材料软化并与相邻的预浸料或杆的树脂材料结合在一起。挤拉杆的优点是，在挤拉杆中，纤维已经最佳地平行对齐，并且在翼梁帽材料上不会由于在树脂定形过程中的放热反应而形成波纹。然而，可以使用在此提及的所有三种类型的材料来执行根据本发明的方法，其方式为实现根据本发明的优点。
[0018]在根据本发明的方法的范围内还有可能并有利的是，在该转子叶片翼梁帽的前缘和/或后缘，首先将一种芯部材料的多个本体，具体是巴杉木或泡沫的本体，插入该凹陷，并且然后将该纤维材料和/或该纤维增强材料放在所述的本体之间。在这种情况下，可制造一种复合转子叶片翼梁帽，其相似地不再必须被修整。芯部材料的这些本体还靠在凹陷的侧壁上，并且由此这种转子叶片翼梁帽的形成再次是由凹陷来决定的，而无需后续的修整。这种就侧壁高度与凹陷侧壁区域中的翼梁帽材料的厚度而言的齐平截止意味着也不会出现关于向上突出的溢出物的其他问题。
[0019]在该凹陷中将该纤维材料或该纤维增强材料熔合在一起优选是通过树脂灌注来发生的，树脂是通过该凹陷的基部区域中的、具体是基部区域的一侧中的一个送料通道流入。
[0020]同样有利的是，根据转子叶片翼梁帽的生产，在一个转子叶片翼梁