用于在模具中制造用于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽的方法和堆叠件对准装置与流程

本发明涉及用于制造用于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽的方法。此外，本发明涉及堆叠件对准装置。

背景技术：

1、风力涡轮机转子叶片通常包括限定空气动力学轮廓的壳体。壳体通常由一种或更多种纤维增强复合材料制成。这些材料使得可以赋予转子叶片结构、机械特性，尽管转子叶片的设计是轻质的。

2、为了确保转子叶片的刚度、强度、抗屈曲性和/或大长度，通常制造结构构件，结构构件在风力涡轮机转子叶片内部从靠近转子叶片根部的区域至靠近转子叶片梢部的区域在转子叶片长度的大部分上延伸。换句话说，这种结构构件在纵向方向上遵循例如转子叶片或转子叶片半壳体的轮廓。这种结构元件例如是翼梁帽或翼梁横梁。因此，翼梁帽或翼梁式梁的帽通常包括具有高拉伸强度的纤维材料，该纤维材料包括嵌入在基质材料、如树脂中的单向定向的纤维束、比如玻璃纤维或碳纤维。结构构件通常以分层的方式构建，其中，干纤维层片在真空灌注过程中被设置有基质材料，或者嵌入在基质材料中的预制纤维层(称为预浸料)布置在彼此的顶部上并且然后在高压釜过程中接合。

3、作为制造结构元件的另一种可能性，已知使用由固化的纤维增强材料制成的拉挤板条(也称为杆或棒)。拉挤板条包括在拉挤过程中生产的纤维增强材料。由于拉挤过程，嵌入在树脂基质中的玻璃纤维或碳纤维对准成几乎彼此完全平行。通常，这些板条在拉挤过程中生产为半成品，并且在进一步处理之前已经固化。为了生产结构构件、如转子叶片翼梁帽，例如，若干板条作为并排堆叠件安置在模具中，以允许符合转子叶片的纵向和弦向曲率。随后，可以遵循一个或更多个其他过程步骤、比如树脂灌注。构造成形成这种结构元件的模具通常包括内模具表面，该内模具表面根据风力涡轮机转子叶片的空气动力学形状沿着其长度和宽度弯曲和/或倾斜。然而，这种模具形状在用堆叠的板条制造期间具有挑战，因为堆叠件中的板条由于重力而具有在模具的陡峭倾斜部段上移动或滑动的趋势，并且将堆叠件保持在其预期位置中可能是困难的。例如，在wo 2015/067280a1或wo 2015/067281a1中描述了转子叶片翼梁帽或整个转子叶片的生产。

技术实现思路

1、本发明的一个任务是提供一种用于制造有助于高效生产的翼梁帽的构思。

2、根据第一方面，公开了一种用于在模具中制造用于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽的方法。该方法包括以下步骤：

3、-提供拉挤板条的若干堆叠件，其中，每个堆叠件包括主延伸方向、顶侧部和底侧部，其中，堆叠件沿着堆叠件的主延伸方向并排布置，

4、-将堆叠件对准装置安装到堆叠件上，堆叠件对准装置构造成在每两个相邻的堆叠件之间设置一定距离，使得在每两个相邻的堆叠件之间形成有间隙，并且堆叠件保持处于预定对准，

5、-将堆叠件与堆叠件对准装置一起转移到模具中，由此保持预定对准，

6、-将堆叠件对准装置移除，以及

7、-借助于在模具中进行的树脂灌注来连接堆叠件，以制造翼梁帽。

8、本发明提供了下述方法：在该方法中，堆叠的拉挤板条被转移至模具，其中，至少一个堆叠件对准装置用于在堆叠件的转移和定位期间确保和保持堆叠的拉挤板条的预定取向和/或对准。堆叠件对准装置防止板条滑动或失去板条在堆叠件中的预期位置。通常，堆叠件最初并排存储在具有平坦承载表面的存储区域中，并且然后堆叠件一起且同时转移到具有弯曲内表面的模具中。堆叠件对准装置在堆叠件移动到模具中之前被定位，并且在堆叠件转移之后被移除。在移除堆叠件对准装置之后，堆叠件在模具内保持处于预定取向、即堆叠件和板条相对于彼此的初始对准没有改变。在模具中，拉挤板条的堆叠件、即所有拉挤板条由于树脂灌注而通过结合彼此固定地连接。经连接的拉挤板条形成半成品、即翼梁帽，其可以进一步用于后续制造过程中、例如用于制造风力涡轮机转子叶片的半壳体。

9、本发明提供了若干优点。例如，由于堆叠件对准装置，本发明避免了费力地堆叠和对准模具本身中的各个板条的需要，因为板条/堆叠件已经相对于彼此以预定取向预先对准，并且以该取向不变地插入到模具中。由于堆叠件在存储区域中的预对准，可以减少在翼梁帽模具中的周期时间。

10、本质上，堆叠件对准装置不保持在最终(半)产品、即翼梁帽中。相反，堆叠件对准装置在板条通过真空灌注连接之前被移除。换句话说，堆叠件对准装置仅为制造工具。因此，实现了最终产品的改进的、即相对更好的机械结构，因为不存在影响机械和结构特性的堆叠件对准装置。例如，不存在由堆叠件对准装置在其保持在最终制造的产品中的情况下产生的材料差异。此外，堆叠件对准装置不需要准备好保持在最终产品中、例如不需要提供用于使树脂通过以进行更好连接的孔。这还有助于降低成本。

11、为了运动/转移至模具，堆叠件在存储区域中可用，例如借助于存储搁架或框架。堆叠件通常平坦地存储和定位在这些存储搁架或框架中的一个或更多个存储搁架或框架上。例如，存储搁架或框架沿着拉挤板条/堆叠件的长度距彼此一定距离，其中，堆叠件位于搁架或框架上以被支承并且随后容易地转移至模具。堆叠件的运动和转移可以通过非常简单的提升装置例如吊索横向件、提升横梁或提升横向件来完成。提升装置例如可以包括若干保持装置、如绳或链，所述若干保持装置在纵向上距彼此一定距离，并且横向于堆叠件的纵向方向围绕堆叠件，以便提升堆叠件。换句话说，每个保持装置、例如每个链或绳适应于所有堆叠件的外轮廓，以从至少三个侧部、特别是下侧部和侧向侧部围绕堆叠件。

12、堆叠件包括布置在彼此的顶部上的一个或更多个板条。例如，一个堆叠件具有六个板条。例如，六个堆叠件布置成彼此相邻。例如，每个堆叠件可以具有六个板条。堆叠件的拉挤板条可以具有不同的设计，例如，各个板条可以具有不同的长度、厚度、覆层等。

13、板条是通常具有大长度、例如50m至80m或更多的长形的杆状和/或板状拉挤板条。板条以纤维增强材料、例如嵌入在聚合物基质中的玻璃纤维或碳纤维为特征。板条也称为增强元件或增强结构元件。

14、模具具有限定翼梁帽的外轮廓的对应的期望形状。

15、根据实施方式，堆叠件对准装置从堆叠件的顶侧部安装。例如，堆叠件对准装置从堆叠件的顶侧部插入、推动或按压在堆叠件之间。这有助于容易地从顶侧部移除堆叠件对准装置，特别是当堆叠件安置到模具中时。

16、根据实施方式，在转移堆叠件的步骤之后并且在移除堆叠件对准装置的步骤之前，在每两个相邻的堆叠件之间在相应的间隙中安置间隔元件，间隔元件构造成保持在制造的翼梁帽中。间隔元件可以是用以在板条的两个相邻的堆叠件之间保持一定距离的简单的小元件。与对准装置相比，间隔元件专门设计成保持在最终(半)产品中。例如，间隔元件有助于在树脂灌注期间，树脂可以容易地到达两个堆叠件之间的区域以将两个堆叠件结合在一起。

17、根据实施方式，堆叠件对准装置包括水平基部和从水平基部延伸的若干竖向壁，其中，水平基部横向于堆叠件的主延伸方向延伸，并且至少部分地覆盖堆叠件的顶侧部，并且其中，两个相邻的竖向壁和水平基部的相应部分限定u形接纳部段，每个u形接纳部段朝向堆叠件的底侧部敞开，并且构造成容纳板条的堆叠件。

18、水平基部沿着堆叠件的顶侧部横向于堆叠件的主延伸方向延伸。特别地，水平基部位于顶侧部上，并且优选地是扁平的或板状的。竖向壁放置在每两个堆叠件之间并且在每两个堆叠件之间保持限定的距离。竖向壁优选地是扁平的或板状的。替代性地，竖向壁可以是齿状的。换句话说，堆叠件对准装置是梳状的并且具有多个齿。优选地，堆叠件对准装置制造为一个件。例如，堆叠件对准装置由金属、如钢制成。

19、这种堆叠件对准装置提供了容易制造的且有效的元件以保证预定对准。特别地，确保与堆叠件的形状配合连接以将堆叠件保持在预期的取向和对准中。

20、根据实施方式，水平基部包括远离堆叠件的顶侧部延伸的手柄元件。因此，确保了对准装置的容易操纵。例如，在将堆叠件安置在模具中之后，对准装置可以通过简单地将对准装置从堆叠件拉出而容易地从堆叠件移除。

21、根据实施方式，堆叠件对准装置的竖向壁在竖向壁的长度方面不同，并且每个竖向壁的长度适应于模具的内表面的轮廓。模具的内轮廓、即模具表面对应于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽或(半)壳体的外轮廓。通过这种解决方案，堆叠件对准装置适应于翼梁帽的弯曲轮廓和最终的叶片(半)壳体。

22、根据实施方式，每个竖向壁具有比堆叠件的最大厚度更大的长度。因此，堆叠件对准装置可以容易地从模具中的堆叠件移除。在存储区域中，堆叠件对准装置安装到堆叠件上。在该阶段，由于竖向壁比最大厚度更长，因此竖向壁在堆叠件的底侧部(或下侧部)处延伸到堆叠件之外。稍后，当将堆叠件布设在模具中时，堆叠件对准装置由于竖向壁的突出部分而被压出。

23、根据实施方式，堆叠件对准装置由多个单个对准元件形成，每个单个对准元件具有水平基部和一个竖向壁，并且安装在两个相邻的堆叠件的顶侧部上，并且在两个相邻的堆叠件之间设置一定距离。因此，代替用于所有堆叠件的单件式堆叠件对准装置，存在各自优选地制造为一个件的若干单独的对准元件。每个对准元件在拉挤板条的两个相邻的堆叠件之间设置预定距离。因此，改进了操纵、安装和移除，因为例如单个对准元件具有较少的重量。单个对准元件的插入更容易，因为仅一个竖向壁必须在拉挤板条的两个相邻的堆叠件之间被推动。

24、根据实施方式，水平基部沿着堆叠件的主延伸方向平行延伸，并且至少部分地覆盖相应的两个相邻的堆叠件的顶侧部。

25、根据替代性实施方式，水平基部横向于堆叠件的主延伸方向延伸，并且至少部分地、优选地完全地覆盖两个相邻的堆叠件的顶侧部。关于具有若干竖向壁的堆叠件对准装置的上述功能和优点类似地应用。

26、根据实施方式，每个单个对准元件包括远离堆叠件的顶侧部延伸的手柄元件。手柄元件安装至水平基部，并且远离水平基部的顶侧部沿与竖向壁相反的方向延伸。上述功能和优点类似地应用。

27、根据实施方式，每个单个对准元件的一个竖向壁具有比相应的两个相邻的堆叠件的最大厚度更大的长度。上述功能和优点类似地应用。

28、根据实施方式，两个或更多个堆叠件对准装置设置成沿着堆叠件的主延伸方向以一定距离安装。通过将如上面所描述的若干对准装置沿着延伸方向分布在堆叠件的整个长度上，非常有效地确保了每个相邻的堆叠件之间的预定对准和距离。

29、根据实施方式，在提供拉挤板条的若干堆叠件的步骤中，板条支承在两个或更多个框架上，在框架之间具有自由空间，其中，堆叠件对准装置在框架之间安装在堆叠件上。这使得下侧部由于框架之间的自由空间而暴露在框架之间，从而允许例如附接如已经提及的保持装置的可及性。另外，如所描述的堆叠件对准装置可以相对于纵向延伸容易地安装在框架之间的自由空间中，使得例如竖向壁可以在下侧部处不受阻碍地显现，只要竖向壁比如上面所描述的最大厚度更长。

30、根据第二方面，公开了一种用于在模具中制造用于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽的堆叠件对准装置。堆叠件对准装置包括水平基部、从水平基部延伸的至少一个竖向壁、以及从水平基部沿与竖向壁相反的方向延伸的手柄元件。堆叠件对准装置构造成在拉挤板条的存储的两个相邻的堆叠件之间设置一定距离，使得在每两个相邻的堆叠件之间形成有间隙，并且堆叠件保持处于预定对准，以用于将处于预定对准的堆叠件转移到模具中。

31、堆叠件对准装置能够实现上述功能和优点。关于根据第一方面的方法所描述的实施方式、优点和功能类似地应用。

技术特征：

1.一种用于在模具(172)中制造用于风力涡轮机转子叶片(110)的翼梁帽(136)的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述堆叠件对准装置(160)从所述堆叠件(140)的所述顶侧部(148)安装。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在转移所述堆叠件(140)的步骤之后并且在移除所述堆叠件对准装置(160)的步骤之前，在每两个相邻的所述堆叠件(140)之间在相应的间隙(170)中安置间隔元件(178)，所述间隔元件(178)构造成保持在制造的所述翼梁帽(136)中。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述堆叠件对准装置(160)包括水平基部(162)和从所述水平基部(162)延伸的若干竖向壁(164)，其中，所述水平基部(162)横向于所述堆叠件(140)的所述主延伸方向(144)延伸，并且至少部分地覆盖所述堆叠件(140)的所述顶侧部(148)，并且其中，两个相邻的所述竖向壁(164)和所述水平基部(162)的相应部分限定u形接纳部段(166)，每个u形接纳部段(166)朝向所述堆叠件(140)的所述底侧部(146)敞开，并且构造成容纳所述板条(142)的所述堆叠件(140)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述水平基部(162)包括远离所述堆叠件的所述顶侧部(148)延伸的手柄元件(168)。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述竖向壁(164)在所述竖向壁(164)的长度(h1至h5)方面不同，并且其中，每个竖向壁(164)的长度(h1至h5)适应于所述模具(172)的内表面的轮廓(177)。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，其中，每个竖向壁(164)具有比所述堆叠件(140)的最大厚度(t)更大的长度(h1至h5)。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述堆叠件对准装置(160)由多个单个对准元件(180)形成，每个单个对准元件(180)具有水平基部(162)和一个竖向壁(164)，并且安装在两个相邻的所述堆叠件(140)的所述顶侧部(148)上，并且在两个相邻的所述堆叠件(140)之间设置一定距离。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述水平基部(162)沿着所述堆叠件(140)的所述主延伸方向(144)平行延伸，并且至少部分地覆盖相应的两个相邻的所述堆叠件(140)的所述顶侧部(148)。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述水平基部(162)横向于所述堆叠件(140)的所述主延伸方向(144)延伸，并且至少部分地、优选地完全地覆盖两个相邻的所述堆叠件(140)的所述顶侧部(148)。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中，每个单个对准元件(180)包括远离所述堆叠件(140)的所述顶侧部(148)延伸的手柄元件(168)。

12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中，每个单个对准元件(180)的一个竖向壁(164)具有比相应的两个相邻的所述堆叠件(144)的最大厚度(t)更大的长度(h1)。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，两个或更多个堆叠件对准装置(160)设置成沿着所述堆叠件(140)的所述主延伸方向(144)以一定距离安装。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在提供拉挤板条(142)的若干堆叠件(140)的步骤中，所述板条(142)支承在两个或更多个框架(156)上，在所述框架(156)之间具有自由空间(158)，其中，所述堆叠件对准装置(160)在所述框架(156)之间安装在所述堆叠件(140)上。

15.一种堆叠件对准装置，所述堆叠件对准装置用于在模具(172)中制造用于风力涡轮机转子叶片(110)的翼梁帽(136)，所述堆叠件对准装置包括：

技术总结
本发明涉及一种用于在模具中制造用于风力涡轮机转子叶片的翼梁帽的方法和堆叠件对准装置，该方法包括以下步骤：‑提供拉挤板条的若干堆叠件，其中，每个堆叠件包括主延伸方向、顶侧部和底侧部，其中，堆叠件沿着堆叠件的主延伸方向并排布置，‑将堆叠件对准装置安装到堆叠件上，堆叠件对准装置构造成在每两个相邻的堆叠件之间设置一定距离，使得在每两个相邻的堆叠件之间形成有间隙，并且堆叠件保持处于预定对准，‑将堆叠件与堆叠件对准装置一起转移到模具中，由此保持预定对准，‑将堆叠件对准装置移除，以及‑借助于在模具中进行的树脂灌注来连接堆叠件，以制造翼梁帽。

技术研发人员：勒内·费勒特,安德烈·巴罗斯,杰汉泽布·克汗,乌奈·阿沃雷亚,奥尔·多梅诺,桑蒂亚戈·伊格莱西亚斯·罗塞斯
受保护的技术使用者：恩德能源欧洲股份两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5