模制工具组件的制作方法

文档序号:11188648阅读:473来源:国知局
模制工具组件的制造方法与工艺

本发明涉及一种模制工具组件,其尤其用于制造风力发电站所用的转子叶片,具有均用于接收一个工件部分的第一模壳和第二模壳,其中,这两个模壳在相接近位置上相互面向对方,但是不相互抵靠对方,所述模制工具组件具有固定构件和定中心构件,固定构件用于将工件部分至少固定在其中一个模壳中,定中心构件用于在所述相接近位置上或在模壳靠拢期间使两模壳相互定中心。本发明还涉及用于由两个半壳形工件部分制造工件的方法,其尤其用于制造风力发电站所用的旋翼。



背景技术:

在制造风力发电站所用的转子叶片的过程中,首先,两个复合材料半壳通常预制在相应模壳中,相应模壳由此而被设置并朝顶部敞开。其内放置有半壳的模壳随后定位成一个在另一个的顶部上,使得形成封闭式转子叶片轮廓。

其中一个模壳优选被设置成保持固定,另一个模壳可在高处位置上旋转大约180°,并可被放置在前述模壳上。因此,这两个模壳可通过铰接部相互连接,铰接部的铰接线(枢轴线)在模壳的纵向方向上延伸。



技术实现要素:

通过根据本发明的模制工具组件,尤其在模壳之一的高处位置上,可避免半壳从模壳上无意释放下来。优选地,两个所述模壳可相互准确定位,可相互连接以抵抗拉力。半壳在下面称之为工件部分。

该模制组件尤其可用更简单、更安全的方式操作。

为了实现此目的,根据本发明的模制工具组件具有权利要求1的特征。尤其在模壳的相接近位置上和/或旋转期间,固定构件将工件部分固定。所述固定构件优选是机械固定构件,其设置在模壳外围上,压紧工件部分的外围,使得工件不能从相应的模壳中掉落出来。由于用于制造转子叶片的模壳范围较大,因此,许多固定构件可沿模壳外围以预定间距相互隔开布置。此外,设置有定中心构件用于在相接近位置上或在两模壳靠拢期间使两模壳相互定中心。定中心构件优选在空间上被配置给固定构件和/或两者数量相等。同时,固定构件和定中心构件相互机械联接。这样能更简单、更安全地操作组件。

根据本发明的另一理念,定中心构件和固定构件通过共同的驱动构件相互联接。例如,固定构件和定中心构件可具体实施为,固定构件旋转且以线性方式运动。一个共同的驱动构件执行旋转,另一共同的驱动构件执行线性运动。驱动构件也可组合以形成单一的驱动装置。

根据本发明的另一理念,定中心构件均包括定中心头和定中心接收器,其中,定中心头被配置给一个模壳,定中心接收器被配置给另一模壳,其中,定中心头和定中心接收器优选被配置为锥形并相互适配。定中心头和定中心接收器的形状被配置成,使得它们可靠拢,从而,即使它们未相互准确对准时也能相互接合。这种锥形配置尤其会带来这种自动定中心的效果。定中心头优选在朝向定中心接收器的方向上运动,从而移动到定中心接收器中,或反之亦然。例如在为楔形件的情况下,锥形形状在此局限于横向于运动方向的方向。

根据本发明的另一方面,定中心构件和固定构件相互机械联接,使得在定中心头或定中心接收器在朝向相应的另一模壳的方向上运动的同时,固定构件或其一部分也在朝向所述另一模壳的方向上运动。可通过定中心构件和固定构件(或其一部分)之间的联接使用共同的驱动器。

根据本发明的另一理念,模制工具组件具有权利要求5的特征。具体而言,设置有用于两模壳之间的拉力吸收连接的锁定构件。锁定构件优选以形状适配的方式起作用,可施加用于使两模壳相对于彼此运动的作用力。

根据本发明的另一理念,固定构件和锁定构件通过共同的驱动构件相互联接。例如,固定构件和锁定构件可具体实施为,使得固定构件旋转并以线性方式运动,一个共同的驱动构件执行所述旋转,另一个共同的驱动构件执行所述线性运动。驱动构件也可组合以形成单一的驱动装置。

根据本发明的另一理念,每种情况下,锁定构件包括锁定头和锁定接收器,其中,锁定头被配置给一个模壳,锁定接收器被配置给另一模壳,其中,锁定头优选可通过插塞配合和旋转方式连接到锁定接收器上。具体而言,例如在卡扣式装配的情况下,锁定头和锁定接收器具有凸起和凹槽。

根据本发明的另一理念,固定构件和锁定构件相互机械联接,使得在锁定头或锁定接收器运动的同时,固定构件也运动。通过机械联接,共同的驱动器可满足固定构件和锁定构件的需要。

根据本发明的另一理念,锁定头可从入口位置旋转至锁定位置,尤其从初始位置旋转至入口位置。优选能大致旋转270°。

根据本发明的另一理念,在固定构件的保持臂从固定位置移动至自由位置的期间,锁定头在初始位置和入口位置之间的范围内运动。当保持臂位于固定位置上时,各工件部分分别固定或保持在模壳中。模壳中的工件部分未固定在保持臂的自由位置上。在入口位置上,锁定头可移动到锁定接收器中。在锁定位置上,锁定头和锁定接收器之间具有拉力吸收连接。

根据本发明的另一理念,锁定构件被配置给线性单元,通过该线性单元,尤其锁定头可大致在垂直于指定模壳的敞口平面的方向上运动。线性单元能以简单的方式使锁定头在目标方向上运动。

根据本发明的另一理念,模壳通过线性单元可在朝向接触位置的方向上从相接近位置运动,模壳和/或位于模壳中的工件部分可在所述接触位置上相互接触。工件部分尤其可通过粘结方式在接触位置上相互连接。

根据本发明的另一理念,锁定构件被配置给旋转单元,锁定头可通过该旋转单元相对于锁定接收器进行旋转。优选绕之旋转的轴线平行于被同样设置的线性单元的运动。具体而言,旋转轴线与线性单元的运动对准。旋转单元和线性单元是移置单元的部件。此外,旋转单元和线性单元相互独立,可设置有专门的驱动器,或相互机械联接。

根据本发明的另一理念,固定构件的保持臂通过旋转单元可同时枢转。在该实施例中,旋转单元是锁定头和保持臂的共同的驱动器。

根据本发明的另一理念,锁定头同时是定中心头,锁定接收器同时也是定中心接收器。每种情况下,这两种功能集于一个元件上将会降低组件整体的复杂性。

根据本发明的另一理念,固定构件的保持臂可绕枢轴线枢转,且可绕垂直于枢轴线的偏转线偏转。因此,可使保持臂运动,从而避免了阻碍其他部件。

根据本发明的另一理念,固定构件、定中心构件和/或锁定构件是移置单元的部件,其中,沿两个模壳中的至少一个,尤其沿其纵向侧,以预定间距设置有多个移置单元。移置单元优选设置在模壳两侧,大致每2米设置一个移置单元。因此,相应的另一模壳上,每两米设置有相应的构件。

根据本发明的另一理念,模制工具组件具有权利要求18的特征。具体而言,设置有均用于接收一个工件部分的第一模壳和第二模壳,其中,这两个模壳在相接近位置上相互面向对方,但是不相互抵接对方,其中,设置有定中心构件,用于尤其与上述其他特征相结合,在相接近位置上使两个模壳相互定中心。在此,定中心构件被配置给锁定构件,使得通过定中心构件和锁定构件,可在两个模壳之间形成连接,其中,这种连接也吸收拉力。该连接具体为形状适配方式。该连接优选也吸收压缩力。

根据本发明的另一理念,定中心构件至少在一个方向上,尤其在横向于模壳的纵向方向的方向上,起到定中心的作用。模壳的纵向方向在此对应于转子叶片成品的纵向方向。有利地,定中心构件在平行于模壳的敞口平面的所有方向上起到定中心作用。

根据本发明的另一理念,可平行于模壳的敞口平面,尤其横向于模壳纵向方向对定中心构件进行调节。为了对定中心操作进行精细调节,定中心头和/或接收器例如可通过合适的调节构件调节。

根据本发明的另一理念,锁定构件连接到驱动单元上,锁定构件用于使两模壳从相接近位置移动至甚至更相接近的位置,反之亦然。这种情况下,驱动单元优选是线性单元、和移置单元的一部分,锁定构件被配置给所述移置单元。

根据本发明的方法具有权利要求22的特征。所述方法涉及通过使用根据本发明的模制工具组件,由两个半壳式工件部分制造工件,尤其是制造风力发电站所用的旋翼。优选地,位于朝顶部敞口的模壳中的第一工件部分连接到位于朝顶部敞口的第二模壳中的第二工件部分。因此,第一模壳旋转大约180°,朝第二模壳运动。第一工件部分的外围首先通过固定构件固定在第一模壳中。第一模壳然后旋转大约180°,移动到第二模壳上方的相接近位置。此时第一模壳可永久或仅暂时保持在铰接系统中。之后,固定构件,(优选地,固定构件和铰接系统)被释放。随后,这两个模壳通过多个拉力吸收连接相互连接。第一模壳最后被进一步降低,直到工件部分接触。因此,尤其朝第二模壳强制性地拉动第一模壳。在两个工件部分已经被连接之后,第一模壳从第二模壳上被强制性地释放下来(具体而言,从第二模壳被提升)。因此,工件从第一模壳上被释放下来。

附图说明

本发明的其他特征可从说明书的剩下部分和权利要求书中得到。下面将通过附图更详细解释本发明的有益的典型实施例。附图如下:

图1示出了位于初始位置的可移动模壳的一部分的截面,可移动模壳具有移置单元、旋转单元、保持臂和锁定头;

图2示出了固定模壳的一部分;

图3示出了根据图1的可移动模壳,此时保持臂在模壳外围上方朝内枢转;

图4示出了根据图3的可移动模壳,此时保持臂保持在模壳外围(挤压边缘)上;

图5示出了两模壳的一部分,具体而言,可移动模壳已经在固定模壳上方旋转大约180°,其中,两模壳在相接近位置上相互之间仍存在间距,保持臂抵接在可移动模壳的模壳外围上;

图6示出了根据图5的两个模壳,但是保持臂从模壳外围稍微被提升;

图7示出了根据图6的两个模壳,但是保持臂远离模壳外围枢转,偏转到移置单元上;

图8示出了根据图7的模壳,但是锁定头移进锁定接收器中;

图9示出了根据图8的两个模壳,但是锁定头在锁定接收器中旋转,以形成形状配合的连接(用于锁定);

图10示出了根据图9的模壳,但是可移动模壳已被降低而支撑在固定模壳上;

图11示出了根据图10的模壳,但是模壳已经分开,仍保持锁定;

图12示出了根据图11的两个模壳,但是锁定头已经旋转,从而被解锁;

图13示出了根据图12的模壳,但是锁定头已经从锁定接收器中移出;

图14示出了根据图13的模壳,但是锁定头以类似于图11的方式已经往回旋转;

图15以类似于图11的方式示出了可移动模壳,但可移动模壳具有固定的伸出的保持臂;

图16以类似于图2的方式示出了固定模壳的一部分,但锁定接收器的具体实施形式更大一些;

图17以类似于图9的图示方式示出了根据图15和16的两个模壳,具体而言,此时锁定头被锁定在锁定接收器中;

图18示出了图17中的模壳,此时模壳所处的位置类似于图14所示的位置;

图19a示出了锁定头的具体实施例,锁定接收器位于接近位置上;

图19b类似于图19a,但示出了移进位置;

图19c类似于图19a,但示出了锁定位置。

具体实施方式

模制工具组件具有位于框架21上的固定模壳20,参见图2,图2仅示出了固定模壳20和框架21的右半部分。与之适配,另一模壳22设置在可移动框架23上,参见图1。用于使框架23和模壳22移动的构件在原理上是公知的。例如,可移动框架23可通过铰接件(未示出)连接到固定框架21上。因此,这种情况下,铰接轴线在模壳的纵向方向上延伸,以在这种情况下垂直于图像平面。模制工具组件被设置成用于制造转子叶片。

用于锁定构件的移置单元24被配置给模壳22并设置在框架23上。移置单元24在此具有线性单元25和旋转单元26。通过线性单元25,锁定构件的锁定头27可在垂直于模壳22的敞口平面28的方向上移动,参见双箭头29。旋转单元26能使锁定头27绕垂直于敞口平面28的轴线旋转,参见旋转箭头30。

纤维材料(未示出)铺叠在两个模壳20、22中,用人造树脂浸泡。纤维垫在此通过挤压边缘31、32到达模壳外围33、34。在铸模树脂已硬化之后,带有框架23的模壳22枢转大约180°,被放置在固定模壳20上,使得已经形成在模壳20、22中的半壳作为工件部分可相互连接。

固定模壳20的框架21上的锁定接收器35也是提到的锁定构件的组成部件。锁定头27和锁定接收器35以相互适配的方式配置。锁定头分别为锥形或圆锥形,具有从其顶部横向突出的凸轮36。锁定接收器35具有相应地为锥形或圆锥形的凹陷部分,具有用于接收凸轮36的l形凹槽37。

通过锥形/圆锥形设计结构,锁定头27和锁定接收器35不仅形成锁定构件,同时也形成定中心构件或分别形成定中心头和定中心接收器。锁定头27可进入锁定接收器35中,游隙相对较大。因此,可平衡与敞口平面28平行的公差。

另外,移置单元24可被配置给固定构件,固定构件在此具有保持臂38,保持臂38可枢转地保持在锁定头27上的或旋转单元26上的铰接件39上。图1示出了保持臂38的驻停位置,保持臂38垂直于敞口平面28或支撑在线性单元25上。

其纵向侧(未示出)具有可移动框架23的模壳22被配置有多个具有上述特征的移置单元24,例如,每2米设置一个移置单元。以与之相适配的方式,其两纵向侧具有框架21的固定模壳20具有相应数量的锁定接收器35。

线性单元25和旋转单元26可以气动、液力、电力或电磁方式被驱动。旋转单元26也可以以被强制引导的方式运行,以根据线性单元25的运动而运行。旋转单元26的旋转范围优选为270°,其支撑保持臂38和锁定头27。从旋转单元26的驻停位置(为0度,如图1所示)开始,三个为90度的角度范围的效果分别如下:

0至90度的角度范围:具有锁定功能(下面将进一步解释),保持臂38向内偏转;

90度至180度的角度范围:保持臂朝外偏转;

180度至270度的角度范围:保持臂朝内枢转至固定位置(也称之为操作位置)。

下面将通过图3至14解释移置单元24的作用以及风力发电站的旋翼的制造顺序。在此认为,两个模壳20、22中,每个模壳中均设置有一个已处理的用于制造旋翼的半壳。这两个模壳20、22以对应于图1和2的方式被设置有面向顶部的敞口。半壳的突出外围(未示出)至少局部支撑在挤压边缘31、32或模壳外围33、34上。提升带有框架23的模壳22、使模壳22旋转大约180度,将该模壳放置带有框架21的固定模壳20上这一系列操作要求本质上公知的运行功能。

从旋转单元26和保持臂38在图1中的位置开始,为了到达根据图3的位置,首先致动线性单元25,使得活塞杆40上的旋转单元26向上配置到对应于图3所示的外部位置上。但是,保持臂38仍保持在根据图1的位置上。带有保持臂38的旋转单元26随后朝外旋转大约90度,即,朝图1中的左侧旋转。之后,旋转单元2和保持臂38再旋转90度。此时保持臂38朝水平位置(未示出)偏转,然后延伸入图像平面。之后,保持臂38再旋转90度至图3的位置上。

可通过驱动器(未示出)或以手动方式将保持臂38从根据图1的竖向位置提升至根据图3的水平位置。也能根据旋转单元26或线性单元25的运动对保持臂进行强制引导。

图3中的保持臂38位于具有模壳外围34的挤压边缘32上方,与之相隔较小间距。可从图4中看出,在下一步骤中,保持臂38通过旋转单元26被稍微降低至中央位置上,然后尽可能牢固地支撑在挤压边缘32或模壳外围34上。因此,已处理的半壳的突出外围(未示出)卡在挤压边缘32和保持臂38之间。以这种方式,保持臂38具有壳固定夹的作用。

带有框架23的模壳22随后被提升,优选通过铰接系统(未示出)枢转大约180度,保持在固定模壳20上方的相接近位置上,参见图5。保持臂38执行保持作用,尽可能牢固地保持在模壳外围34上时,仍能看出模壳外围33、34之间的明显间距。锁定头27位于锁定接收器35上方,与之隔开。

在下一步骤中,旋转单元26通过线性单元25的活塞杆40再次移动至根据图3的外部位置,即,在图6的向下方向上移动至根据图3的外部位置。因此,保持臂38从模壳外围34上释放下来。旋转单元26随后使保持臂38旋转大约180度。保持臂38在第一次90度旋转期间以水平方式偏转。之后,保持臂38枢转至图7的竖向位置,从而能抵靠在线性单元25上。

在下一步骤中,锁定头27通过线性单元25被进一步配置,即,在图8中被向下降低至锁定接收器35中。这两个模壳20、22继续以与图5至7相同的方式相互隔开。此时,位于相接近位置上的模壳20、22被保持住,并通过铰接系统(未示出)隔开。

随后,或在后一步骤中,锁定头27通过旋转单元26旋转大约90度至根据图9的位置。锁定头27然后锁定在锁定接收器35中,通过简单地牵引能不再离开锁定接收器35。两框架21、23之间形成形状适配的连接,拉力和压缩力可通过这种连接传递。使框架21、23仍相互连接的铰接系统(未示出)可被释放,使得框架21、23仅通过多个移置单元24仍连接到相应锁定接收器35上。

在下一步骤中,线性单元25使锁定头27往回移动较小量,使得挤压边缘31、32位于对方顶部的接触位置上,可通过先前涂覆的粘结剂粘结,其中挤压边缘32、32具有已处理的半壳(未示出)的突出外围。因此,线性单元25可施加预定拉力和/或保持锁定头27的准确预定位置。模壳外围33、34之间的间距在图10中可看到,被称之为粘合间隙,可通过传感器或机械制动器设置和保持。各个单独的控制单元可分别用于各个移置单元24。

对半壳(未示出)之间的粘合连接和固定连接已经处理之后,通过提升上模壳22使模壳20、22再次相互分离。因此,为了布置活塞杆40,致动线性单元25,参见图11。锁定头27优选连续地锁定在锁定接收器35中。由于模壳22被提升,因此已经粘结到模壳22上的半壳从该模壳上释放或脱离下来。移置单元24或线性单元25所承载的负载显著降低。

在下一步骤中,锁定头27通过旋转单元26往回旋转大约90度,使得释放锁定。保持臂38也运行到图12中所示的仍竖直的位置上。此时或之前,上模壳22再连接到现在对带有模壳22的可移动框架23的负载进行支撑的铰接系统(未示出)上。

在下一步骤中,线性单元25使活塞杆40完全缩回,参见图13。最后,旋转单元26使(仍)竖直的保持臂38往回枢转到根据图14的驻停位置(为0度)上。铰接系统随后使带有模壳22的可移动框架23往回枢转大约180度,复位到图1的位置上,直到所述框架23置于地板上。

作为上述实施例的替换形式,保持臂38也可固定地水平配置在旋转单元26上,参见图15。在所示的驻停位置上,将旋转单元26降低,使得保持臂位于模壳外围34下方45度的倾斜停止位置上,从而不限制模壳外围34上方的操作区域。该变形形式中,在锁定头27的最宽位置上还设置有横向销41。

以与横向销41和保持臂38相适配的方式,图16中位于进入区域(即,位于其最宽位置上)的锁定接收器35具有两个相互相对的l形凹槽,其中仅可看到一个凹槽42。在此,凹槽具有门导向器的作用,使得销41、保持臂38和凹槽以卡口装配方式相互作用。这种情况下,保持臂38除了起到固定构件的作用以外,同时还起到锁定构件的作用。

可选地,两个凹槽中,仅一个凹槽可利用,与保持臂38或销41相互作用。例如,仅保持臂38而非销41可利用。

根据图17,锁定头27进入到锁定接收器35中。同时,保持臂38枢转到垂直于图像平面的位置上,使得锁定头27和锁定接收器35锁定。为了解锁,保持臂38必须在朝向模壳22的方向上往回枢转45度。随后,锁定头27从锁定接收器35中被拉出。

从图2中可得出另一特性。锁定接收器35设置在杆状保持器43的上端上。保持器43通过两个横向支撑件44、45安装在框架21上。横向支撑件44、45从而形成用于锁定接收器35的支架。该支架优选被配置成可在长度范围内调节,能在双箭头46的方向上(尤其平行于图像平面和横向于锁定头27移动的方向上)调节锁定接收器35。因此,横向支撑件44、45的有效长度可通过可伸缩的部分或可相互拧入对方中的部分而可变。锁定头27移入锁定接收器35的方向由图2中的双箭头47示出。可选地或另外,锁定头27或线性单元24可在双箭头46的方向上横向移动,也参见图6。

图19a、19b、19c也示出了水平固定的保持臂。此外,锁定头27和锁定接收器35在该典型实施例中是偏斜结构。

锁定头27被配置成为楔形,在x-y平面上的截面为梯形,在y-z平面上的截面为矩形。在此,z方向大致平行于模壳20、22之间的铰接线(未示出)或在用于风力发电机的待制造的转子叶片的纵向方向上延伸。当使模壳20、22在一起时,锁定头27的楔形形状保证定中心或平衡x方向上的偏离。

此外,这种情况下,锁定接收器35具有楔形形状,尤其内截面为楔形,使得锁定头27两侧的楔形面48可沿锁定接收器35两侧的楔形面49滑动。

此时,锁定接收器35具有两个楔形凹槽50、51,而不是l形凹槽,保持臂38和销41可接合在楔形凹槽50、51中。以与凹槽50、51的楔形形状适配的方式,保持臂38和销41至少上侧设置有倾斜抵接面52、53,抵接面52、53的斜度适于凹槽50、51的楔形形状。

该典型实施例中,锁定头27和锁定接收器35之间的相互作用可通过图19a、19b、19c看出。根据图19a,保持臂38从y-z平面倾斜突出,销41与之对应。位于保持臂38的该位置上的锁定头27插入锁定接收器35中。楔形面48、49此时相互抵接对方。该位置在图19b中示出。保持臂38和销41随后枢转到楔形凹槽50、51中。为了能实现此目的,锁定头27被再分成楔形件54和转子55。保持臂38和销41保持在转子55上,楔形件54可固定连接到活塞杆40上。转子55通过气动、液力或电力驱动件(未示出)可相对于活塞杆40旋转。

柱形转子55安装在楔形件54和安装板56之间,安装板56可固定连接到活塞杆40上。

附图标记表

20固定模壳

21框架

22模壳

23可移动框架

24移置单元

25线性单元

26旋转单元

27锁定头

28敞口平面

29双箭头

30旋转箭头

31挤压边缘

32挤压边缘

33模壳外围

34模壳外围

35锁定接收器

36凸轮

37凹槽

38保持臂

39铰接部

40活塞杆

41销

42凹槽

43保持器

44横向支撑件

45横向支撑件

46双箭头

47双箭头

48楔形面

49楔形面

50楔形槽

51楔形槽

52倾斜面

53倾斜面

54楔形件

55转子

56安装板

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