具有預制主橫梁蓋的風力渦輪機轉子葉片部件的制造方法技術

一種用于制造具有預制主橫梁蓋的風力渦輪機轉子葉片部件的方法，包括以下步驟：提供具有葉片根端和葉片末端的模具；將由纖維材料制成的至少一層外根部強化層（28）插入到所述模具中；將所述預制主橫梁蓋布置在所述至少一層外根部強化層上；在所述主橫梁蓋上布置由纖維材料制成的至少一層內根部強化層；將所述模具閉合；通過與所述主橫梁蓋橫向間隔開布置的至少一條抽吸道從所述模具中抽出空氣；并且通過在所述主橫梁蓋下方具有多個出口的第一注入道供給液體塑料材料；通過在所述主橫梁蓋上方具有多個出口的第二注入道供給液體塑料材料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種制造具有預制主橫梁蓋的風力渦輪機轉子葉片部件的方法。風力渦輪機轉子葉片通常由纖維強化塑料材料例如玻璃纖維與聚酯樹脂或環氧樹脂的組合制造出。
技術介紹
公開文獻EP0525263A1披露了一種用于制造纖維強化塑料部件的真空導入工藝。在該已知的工藝中，將多層纖維材料插入到模具中。在這些纖維材料層的下方和上方，分別設有通過多層由被稱為剝離層片的層片制成的其它層與那些纖維材料層分開的分配介質。在模具的底面，在下分配介質下方設有注入道，并且在上分配介質上方設有抽吸道。通過抽吸道將氣密模具抽空，并且通過注入道吸入液體塑料材料。該材料通過下分配介質分配在模具的整個區域上，并且完全滲透那些纖維材料層。在塑料材料已硬化之后，從纖維強化塑料中去除分配介質和剝離層片。文獻W02007/038930A1披露了另一種制造纖維強化塑料部件的方法。在所述已知的方法中，采用多孔材料作為分配介質，并且該多孔材料可以與注入的塑料材料粘接。在塑料已硬化之后，分配介質保留在成品部件中。具體地說，它能夠形成該部件的表面。具體地說，在總長例如為50m或更長的特大型轉子葉片的情況下，由于強度的原因最好不僅采用玻璃纖維強化塑料材料而且還采用強度甚至更高的纖維材料。這對于主橫梁蓋尤其如此，它沿著轉子葉片的縱向方向延伸，而且形成轉子葉片的中央承載結構并且吸收出現的彎曲力矩。碳纖維強化主橫梁蓋通常用于這樣類型的轉子葉片。該碳纖維材料非常昂貴，并且因為其性能，尤其是其相對于液體基體材料的流阻與玻璃纖維材料的流阻不同，所以通常最好預先制造出碳纖維強化主橫梁蓋。例如，它們可以在第一次真空導入工藝中在單獨模具中制造出。一旦塑料材料已硬化，則可以從所述模具中將預制主橫梁蓋取出并且插入到模具中以便制造出風力渦輪機轉子葉片的半殼體。然后在第二制造步驟中加入半殼體的其它部件，并且在另一個真空注射成形過程中用液體塑料材料浸潰，因此將它們粘接在預制的主橫梁蓋上。預制主橫梁蓋在模具中的存在即不能被液體塑料材料浸潰的大型主體的存在對注入過程帶來了特定要求。這里還有，必須確保纖維材料的完全浸潰。與塑料的大體積聚合一樣，必須避免夾氣。為了在該情況下獲得可靠的制造過程，經驗已經表明，最好在預制主橫梁蓋的周圍中布置表面積較大的分配介質，它促進了液體塑料材料的快速均勻分配。這些結構不相關的分配介質由塑料材料完全浸潰并且一旦塑料材料已硬化則留在部件中。這明顯增大了轉子葉片的重量，并且尤其在轉子葉片與輪轂的連接區域中出現更高的負載。
技術實現思路
在這基礎上，本專利技術的目的在于在低風險工藝中提供一種制造具有預制主橫梁蓋的風力渦輪機轉子葉片部件的方法，該方法同時實現了部件重量減輕。該目的是通過具有權利要求1的技術特征的方法來實現的。所附的從屬權利要求給出了優選實施方案。該方法用于制造具有預制主橫梁蓋的風力渦輪機轉子葉片部件，并且包括以下步驟提供具有葉片根端和葉片末端的|吳具；將由纖維材料制成的至少一層外根部強化層插入到所述模具中；將所述預制主橫梁蓋布置在所述至少一層外根部強化層上；在所述主橫梁蓋上布置由纖維材料制成的至少一層內根部強化層；將所述模具閉合；通過與所述主橫梁蓋橫向間隔開布置的至少一條抽吸道從所述模具中抽出空氣；并且通過在所述主橫梁蓋下方且具有多個出口的第一注入道供給液體塑料材料；通過在所述主橫梁蓋上方且具有多個出口的第二注入道供給液體塑料材料。所述的制造方法步驟的順序當然可以至少在一定程度上改變，并且在各個步驟之間當然可以執行其它步驟。例如，可以將其它材料層插入到模具中。所提供的方法可以具有限定了風力渦輪機轉子葉片部件的外表面的內表面。模具的長度和寬度實際上分別對應于部件的長度和寬度，或者稍微更大。模具的長度例如可以為30m或更長、40m或更長或50m或更長，并且寬度例如可以為2m或更長或3m或更長。風力渦輪機轉子葉片部件尤其可以涉及轉子葉片或預制部件的殼體，它包括主橫梁蓋和轉子葉片的根部區域或由它們構成。模具具有葉片根端和葉片末端。如果在模具中所要制造的風力渦輪機轉子葉片涉及半殼體，則模具的這些端部用于制造半殼體的形成葉片根部和葉片頂部的部件的那些部分。如果該部件不是(完整的)半殼體，則模具的所述端部也可以僅僅代表其中制造出在成品轉子葉片的葉片根部和葉片頂部附近的部件部分的那些模具區域。根部強化層由纖維材料例如玻璃纖維制成。可以采用單向、雙向或多向鋪設的纖維材料棉麻布。根部強化層可以從模具的葉片根端即從所要制造的部件的葉片根部沿著朝著葉片末端的方向延伸出。它們通常不會在部件的整個長度上延伸，而是終止在某一半徑位置處。根部強化層在葉片根部的區域中對部件進行強化，并且使得負載從主橫梁蓋最好地傳遞到葉片根部中。由于強度的原因，這里主橫梁蓋封裝在內和外根部強化層之間。至少一層外根部強化層插入到模具中的事實不是必然意味著，它與模具的內部區域直接相鄰。相反，可以將其它材料布置在模具和至少一層外根部強化層之間，例如布置將在下面詳細描述的根部插入件、凝膠涂層或任意其它纖維材料。可以在位于葉片根端處的區域中將至少一層外根部強化層插入到模具中。將預制主橫梁蓋布置在至少一層外根部強化層上。僅其總長中的一部分可以位于外根部強化層上，并且尤其在葉片末端處的其另一個縱向部分位于模具的內部區域上。當然，也可以在模具和預制主橫梁蓋的所述部分之間和/或在至少一層外根部強化層和預制主橫梁蓋之間布置其它材料層。一旦已經布置好主橫梁蓋，則將至少一層纖維材料內根部強化層布置在預制主橫梁蓋上。針對外根部強化層給出的信息適用于內根部強化層的材料和該材料在模具的葉片根部區域中的布置。當然，也可以在主橫梁蓋和至少一層內根部強化層之間布置其它材料。可以在所述葉片根端處的區域中將至少一層內根部強化層插入模具中。至少一層外根部強化層和/或至少一層內根部強化層可以在模具的整個寬度上延伸，并且該部件在其葉片根端處的橫截面可以基本上為半圓形，并且這些根部強化層可以在整個半圓上延伸。一旦已經布置好內外根部強化層和主橫梁蓋以及任選其它材料材料，則將模具閉合。例如用真空膜將模具閉合成不透氣。為此，整個裝置可以由該膜覆蓋，并且可以將模具的邊緣粘接在真空膜上以便氣密。然后通過至少一條抽吸道從模具中抽出空氣，因此在模具內產生出真空或明顯低于大氣壓的壓力。同時或隨后，通過第一注入道和第二注入道供給要硬化的液體塑料材料，并且將該材料注入到抽真空的模具中。液體塑料材料例如可以為聚酯樹脂和/或環氧樹脂。供料例如可以通過利用軟管將注入道連接至裝有液體塑料材料的容器中來實現。該連接以及在模具內形成的負壓使得塑料材料通過注入道吸入并且流進模具的內部。第一注入道具有位于主橫梁蓋下方和/或位于根部材料下方和/或位于根部插入件下方的多個出口。第一注入道及其多個出口可以結合到該模具中。出口尤其可以終止成與模具的內部區域齊平。出口布置在主橫梁蓋下方，并且它們可以與主橫梁蓋間隔一定距離，并且“位于下方”這里與在部件制造期間形成的重力方向相關。液體塑料材料尤其是與通過第一注入道供給的材料相同的液體塑料材料然后通過具有位于主橫梁蓋上方的多個出口的第二注入道供給。“上方”在這里還與重力方向相關。第二注入道的出口同樣可以與主橫梁蓋間隔一定距離。第一注入道的出口可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于具有預制主橫梁蓋（32）的風力渦輪機轉子葉片部件的制造方法，其包括以下步驟：提供具有葉片根端（14）和葉片末端（18）的模具（10）；將由纖維材料制成的至少一個外根部強化層（28）插入到所述模具（10）中；將所述預制主橫梁蓋（32）布置在所述至少一個外根部強化層（28）上；在所述模具（10）中在所述主橫梁蓋（32）上布置由纖維材料制成的至少一個內根部強化層（38）；將所述模具（10）閉合；通過與所述主橫梁蓋（32）間隔一定橫向距離布置的至少一個抽吸道從所述模具（10）中抽出空氣；以及通過在所述主橫梁蓋（32）下方并具有多個出口的第一注入道（12）供給液體塑料材料；通過在所述主橫梁蓋（32）上方并具有多個出口的第二注入道（46）供給液體塑料材料。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：M·弗蘭科斯基，D·奧斯蒂納特，
申請(專利權)人：德國恩德能源有限公司，
類型：發明
國別省市：