專利名稱：用于風力渦輪艙室的艙罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于風力渦輪艙室的艙罩，其包括由桿和蓋板制成的框架。
背景技術(shù)：
在DE 102006001931A1中公開了用于風力渦輪艙室的艙罩，其包括框架和由該框架保持的覆蓋元件。框架和蓋板被彎曲以增大抵抗從所裝配艙罩的外部進行作用的力的穩(wěn)定性，并且框架和蓋板均由無芯的夾層結(jié)構(gòu)制成?？蚣苁欠袷亲灾危⑽幢惶峒?。使用有自支撐框架和沒有支撐功能的蓋板的空間框架概念在汽車工業(yè)中是己失口白勺° 發(fā)表在 Automobiltechnische Zeitschrift-ATZ 110. Jahrgang, Oktober 2008, pp 878-883 的文章“Alternative Fahrzeugkarosserien-Entwicklung eines Stahl-Spae-Frame-Konzepts (可替代的汽車一鋼空間框架設(shè)計的開發(fā))”公開了一種用于機動車體的、具有鋁或鋼制成的自支撐框架的空間框架設(shè)計。具有非支撐特征的板被安裝到該框架。如果是鋁空間框架設(shè)計，則框架采用由桿擠壓工藝制成的型材來制作。在由鋼制成的空間框架中使用的型材則由液壓成型工藝制造。相對于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目標是提供一種用于風力渦輪艙室的有利艙罩， 并提供一種有利的風力渦輪艙室。

發(fā)明內(nèi)容
第一目標通過如權(quán)利要求1中要求的用于風力渦輪艙室的艙罩得以解決，第二目標通過如權(quán)利要求13中要求的風力渦輪艙室得以解決。各從屬權(quán)利要求包含本發(fā)明的進
一步展開。用于風力渦輪艙室的本發(fā)明的艙罩包括由桿和蓋板制成的框架。所述桿由金屬， 例如鋼或鋁制成。特別地，如果使用鋁，則可實現(xiàn)非常輕質(zhì)的艙罩。根據(jù)本發(fā)明，所述框架為自支撐的。此外，本發(fā)明的艙罩的蓋板可由包括聚合物材料和/或包括含有金屬泡沫的夾層材料的材料制成。特別地，所述蓋板中的至少一個由包括結(jié)構(gòu)化聚合物材料的材料制成，該結(jié)構(gòu)比非結(jié)構(gòu)化聚合物材料提供了更高的剛度。在由鋁桿制成的空間框架中，所述空間框架的桿可通過功能性形狀(例如節(jié)點)被連接，這些節(jié)點通過鋁的壓鑄制成。該功能性形狀使成形閉合件成為可能。壓鑄的節(jié)點和鋁桿可被放入到成形閉合件中并另外被膠合。 空間框架的鋼桿可通過不同的焊接工藝或通過壓鑄節(jié)點連接。通常，所述桿和/或節(jié)點可通過成形閉合件、螺紋連接、膠合連接或焊接連接等等彼此連接。通過提供由金屬制成的自支撐框架，即所謂的空間框架，可以提供穩(wěn)定且同時輕質(zhì)的艙罩。與在DE 102006001931A1中公開的艙罩相比，框架和蓋板都不需要被彎曲以實現(xiàn)艙罩的穩(wěn)定性。在桿由鋁制成的情況下，桿可通過擠壓工藝(擠壓的鋁桿)形成。另一方面，如果桿由鋼制成，則桿可通過液壓成型工藝(液壓成形的鋼桿)制成。擠壓的鋁桿提供的優(yōu)點在于可期望桿的更高耐久性。這歸因于下述事實不需要焊接工藝將桿彼此連接或者將蓋板連接到桿。因而，既不需要用于焊接連接的法蘭，也不需要用于焊接設(shè)備的空間。通過桿擠壓，可形成不同設(shè)計的接觸模式。例如，功能性可集成到桿中，例如螺釘形狀、螺栓孔或魚叉梁。魚叉梁形狀可用于將鋁桿與橡膠制成的密封裝置或襯墊連接起來。還可以通過使用形成鋁桿的擠壓工藝來提供在同一個桿內(nèi)具有不同壁厚的鋁桿。如果空間框架由鋼桿制成，則桿可通過液壓成型工藝形成。因而，桿可通過單一工藝制成具有中空形狀和復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。該工藝快速且具有較高的工藝安全性。一方面， 接觸模式的數(shù)量和單個部件的數(shù)量可減少。另一方面，通過冷加工硬化工藝，可達到僅次于均質(zhì)耐久性的較高的形狀品質(zhì)。存在較高的輕質(zhì)構(gòu)造可能。與擠壓的鋁桿相比，缺點是在作為液壓成型工藝的準備工作的彎曲方面要花費大量的努力?？偠灾?，液壓成形的鋼桿以及擠壓的鋁桿都可通過節(jié)點連接。在鋁桿的情況下， 節(jié)點可通過桿自身的功能形狀壓鑄或者形成。在鋼桿的情況下，節(jié)點可以為壓鑄。根據(jù)本發(fā)明，所述艙罩的至少一個蓋板可由包括聚酰胺、和/或聚碳酸酯、和/或含有鋁泡沫的夾層材料的材料制成。特別地，所述蓋板中的至少一個可由聚酰胺材料構(gòu)成， 和/或所述蓋板中的至少一個可由聚碳酸酯材料構(gòu)成，和/或所述蓋板中的至少一個可由含有鋁泡沫的夾層材料構(gòu)成。特別地，由聚合物材料制成的蓋板顯示出沒有腐蝕情況。如果需要更高的剛度，可使用由含有鋁泡沫的夾層材料制成的板?？商娲兀哂薪Y(jié)構(gòu)形狀的聚碳酸酯或聚酰胺板可用于增大剛度?？臻g框架的桿和蓋板可被膠合在一起。另外或可替代地，在桿由鋁制成的情況下， 蓋板可通過成形閉合件(form closure)，例如通過使用魚叉梁，連接到桿。因而，在兩種情況下，均不需要將蓋板連接到空間框架的焊接工藝。因而，所述艙罩的組裝過程易于實現(xiàn)且操作起來安全。接合元件可集成到蓋板和/或集成到桿中。此外，蓋板可包括類似于密封(特別是噴涂密封)、光照、艙口、鎖定等等的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供一種具有本發(fā)明的艙罩的風力渦輪艙室。這種艙室的優(yōu)點根據(jù)關(guān)于本發(fā)明的艙罩所論述的優(yōu)點而直接得出。


進一步的特征、性能和優(yōu)點根據(jù)以下結(jié)合附圖的實施例的描述將變得清楚。圖1以仰視圖顯示了本發(fā)明艙罩的實施例的空間框架。圖2以側(cè)視圖顯示了圖1的空間框架。圖3以俯視圖顯示了圖1的空間框架。圖4以透視圖顯示了附接到空間框架的具有蓋板的圖1的艙罩。圖5顯示了結(jié)構(gòu)化蓋板的第一設(shè)計。圖6顯示了結(jié)構(gòu)化蓋板的第二設(shè)計。圖7顯示了空間框架的桿與蓋板之間的第一類接頭。圖8顯示了空間框架的桿與蓋板之間的第二類接頭。圖9顯示了空間框架的桿與蓋板之間的第三類接頭。圖10顯示了貫穿由夾層材料制成的蓋板的截面。
具體實施例方式現(xiàn)在將關(guān)于附圖來描述用于風力渦輪艙室的本發(fā)明的艙罩的示例性實施例。圖1 至圖3分別以仰視圖(圖1)、側(cè)視圖(圖2)和俯視圖(圖3)顯示了艙罩1的空間框架。在這些附圖中顯示了組成空間框架的桿3和節(jié)點5?？臻g框架的底側(cè)包括用于接納風力渦輪的塔的圓形開口 7。此外，底側(cè)包括空間框架節(jié)段9，其具有比標準空間框架節(jié)段11更大的尺寸。在本發(fā)明的意義上，標準空間框架節(jié)段是在每一個方向上由單個空間框架桿界定的空間框架節(jié)段。通過去除相鄰空間框架節(jié)段 11之間的桿來形成更大尺寸的空間框架節(jié)段，使得在艙罩中形成了像更大尺寸的節(jié)段9或類似的更大尺寸的節(jié)段13、15、17、19 (比較圖3的頂視圖)這樣的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)至少部分地由桿界定，其自身通過至少兩個桿和這兩個桿之間的節(jié)點組裝。同時，在本實施例中，大多數(shù)標準空間框架節(jié)段11由聚酰胺板21覆蓋，更大尺寸的空間框架節(jié)段9、13、15、17、19由聚碳酸酯板23覆蓋。這些聚碳酸酯板包括鉸鏈，使得它們形成根據(jù)需要能被打開的艙口。另外，在本實施例中，聚碳酸酯板23被結(jié)構(gòu)化以增大其剛度。為了增大板23的剛度，聚酰胺蓋板21也設(shè)置以一定結(jié)構(gòu)。兩種可能的結(jié)構(gòu)均示例性地顯示在圖5和圖6中。在艙罩1的那些甚至需要更高剛度的區(qū)域中，使用由含鋁泡沫芯部的夾層材料制成的蓋板25。需要更高剛度的區(qū)域通常是圍繞在塔的開口 7周圍的區(qū)域、艙罩的前側(cè)、艙罩的后側(cè)、和艙罩蝕刻部。在本實施例中，艙罩的蓋板由透明的聚碳酸酯板23、用于覆蓋艙罩框架側(cè)部的聚酰胺板21、以及鋁夾層板25組成，鋁夾層板25在本實施例中由鋁層27和其間的鋁泡沫層 29 (見圖10)組成。鋁層與泡沫之間的連接可在不使用膠合或焊接的情況下實現(xiàn)。本實施例的空間框架的桿3和節(jié)點5由鋁制成，但還可以由其他金屬，特別是由鋼制成。鋁桿通過擠壓工藝產(chǎn)生，擠壓工藝是非常快速且安全的工藝。此外，擠壓工藝允許為鋁桿自由地設(shè)計具有功能性的形狀。例如，可形成切口、帶鉤部或不帶鉤部的突起、螺釘形狀、用于螺栓連接的孔等等。節(jié)點5可通過鋁壓鑄工藝制成。類似于鋁桿，鋁節(jié)點可提供有功能性形狀，這使得在節(jié)點與桿之間可以實現(xiàn)成形閉合件。在本實施例中，節(jié)點和桿通過這種成形閉合件接合。另外還有膠合。然而，單獨的成形閉合件或膠接也是可以的。如果空間框架的桿和/或節(jié)點由鋁之外的其他金屬，例如由鋼制成，則桿可通過焊接直接連接(即不使用節(jié)點)，或者桿通過使用桿之間的壓鑄的鋼節(jié)點連接。用于空間框架的鋼桿例如可通過液壓成型工藝生產(chǎn)，這允許通過單一工藝的中空形狀和復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。另外，液壓成型工藝快速且具有較高的工藝安全性。除了將桿彼此連接以形成空間框架之外，還存在用于將蓋板連接到空間框架，特別是連接到空間框架的桿所需的連接部。如果蓋板由諸如聚酰胺或聚碳酸酯之類的聚合物材料制成，則例如密封和光照之類的應(yīng)用、或者例如孔、法蘭、突起、切口等的接合元件可集成到板中。在聚碳酸酯板23形成有艙口的情況下，鉸鏈可集成到艙口中。由聚酰胺或聚碳酸酯或其他聚合物材料制成的板不具有象金屬板那樣的腐蝕。板與空間框架的桿3的示例性接頭顯示在圖7至圖9中。在所有三個附圖中，聚酰胺板21被顯示。然而，聚碳酸酯板23或者在一些情況下具有鋁泡沫的夾層板也可通過附圖中顯示的相同方式接合到空間框架的桿3。除了圖7至圖9中顯示的接合方式之外，通過膠接的接合通常也是可以的。除了圖7至圖9顯示的接頭之外，也可存在膠接。圖7顯示了空間框架的桿3，其具有沿著桿3的長度伸延的兩個魚叉梁31。魚叉梁31通過帶有鉤部的突起實現(xiàn)，其可通過用于生產(chǎn)本實施例的鋁桿3的擠壓工藝而容易地形成。蓋板21包括以切口 33形式的集成接合元件，切口 33可接納魚叉梁31，并且切口 33 具有的寬度略微小于魚叉梁31的最大寬度。鉤部的形狀使得鉤部的尖頂顯示出遠離梁3。 另外，集成到板21中的切口 33的壁可具有與魚叉梁31的鉤部相反的形狀。因而，鉤部不會阻礙魚叉梁31進入到蓋板21的切口 33中的運動。另一方面，一旦魚叉梁被插入，則魚叉梁離開切口的運動受到鉤部形狀的阻礙。因而，一旦蓋板固定到鋁桿3，則魚叉梁的鉤部防止蓋板運動離開鋁桿3。圖8顯示了與圖7所示的結(jié)構(gòu)相反的結(jié)構(gòu)。替代了帶有鉤部的突起，鋁桿3’顯示出切口，該切口的壁配備有鉤部，而蓋板21’包括突起形式的集成接合元件，該突起可插入到切口中。突起的寬度略微大于位于相對的切口壁中的鉤部的尖頂之間的距離，使得蓋板 21’的突起37 —旦被插入，則其被緊固并對滑出切口加以抵抗。另外，突起37的側(cè)壁可具有與切口壁相反的形狀。注意，鋁桿3’的壁厚在桿的切口側(cè)變大。這可通過上述的擠壓工藝而容易地實現(xiàn)。將蓋板固定到鋁桿的進一步替代方案顯示在圖9中。在此，所示鋁桿3’配備有螺釘接收部，其可通過上述的擠壓工藝而容易地形成。蓋板21’’包括用于接納螺釘41的通孔，螺釘41可擰到接收部39中。除了圖7至9所示的接頭之外，更多替代性接頭通常也是可能的。例如，桿3可提供有法蘭，蓋板21、23、25可例如通過螺栓、螺釘或螺母等等固定到該法蘭。此外，焊接工藝也是可以的。在此情況下，金屬凸緣可固定到蓋板，蓋板然后焊接到梁，特別地，如果梁是鋼梁的情況。在具有鋁泡沫的夾層板25的情況下，將夾層板25接合到桿3可通過螺栓、通過螺釘(例如如圖9所示)、通過膠合、或者通過膠接與成形閉合件(例如，通過突起接合裝置來提供)的組合而實現(xiàn)。所提出的用于風力渦輪艙室的艙罩設(shè)計減少了組裝、運輸和費用的努力。特別地， 用于形成空間框架的桿的鋁桿擠壓工藝非常快速且安全。另外，用于形成鋼桿的液壓成型工藝同樣快速且安全。在本發(fā)明中使用的材料在不損失剛度和裝載性能的情況下減少了艙罩的重量。此外，由于減少了腐蝕，所以艙罩的耐久性，以及因而配備有這種艙罩的艙室的耐久性都被增大。
權(quán)利要求
1.一種用于風力渦輪艙室的艙罩(1)，所述艙罩(1)包括由桿(3)和蓋板(21、23、25) 制成的框架，其特征在于 所述框架為自支撐的； 所述桿(3)由金屬制成；以及所述蓋板(21、23、25)由包括了聚合物材料和/或包含金屬泡沫(29)的夾層材料的材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3)由鋼或鋁制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3)由液壓成型的鋼或擠壓的鋁制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3)通過節(jié)點(5)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3)和/或節(jié)點(5)通過成形閉合件、螺紋連接、膠合連接或者焊接連接而彼此連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述蓋板(21、25)中的至少一個由包括結(jié)構(gòu)化聚合物材料的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，至少一個蓋板(21、23、25)由包括聚酰胺、和/或聚碳酸酯、和/或包含鋁泡沫(29)的夾層材料的材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3)和所述蓋板(21、23、25)被膠合在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3 )由鋁制成，并且所述蓋板通過成形閉合件連接到所述桿(3 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述桿(3 )由鋁制成，并且所述蓋板通過魚叉梁(31)連接到桿(3 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述蓋板(21、23)包括集成接合元件(33、37)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的艙罩(1)， 其特征在于，所述蓋板包括集成的應(yīng)用。
13.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的艙罩(1)的風力渦輪艙室。
全文摘要
提供了一種用于風力渦輪艙室的艙罩(1)。該艙罩(1)包括由桿(3)和蓋板(21、23、25)制成的框架。其特征在于，所述框架為自支撐的，所述桿(3)由金屬制成，并且所述蓋板(21、23、25)由包括聚合物材料和/或包括金屬泡沫(29)的夾層材料的材料制成。
文檔編號B32B15/20GK102213189SQ201110085018
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者沃萊布 M. 申請人:西門子公司