專利名稱：用于制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的方法
用于制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的方法本發(fā)明涉及一種制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的方法，該轉(zhuǎn)子葉片在可投入使 用的狀態(tài)下從用于連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子輪轂處的葉根區(qū)域縱向地延伸到葉尖，并且轉(zhuǎn) 子葉片為其制造而分成至少兩個分段。用于風(fēng)力渦輪機(jī)的分開的或分段的轉(zhuǎn)子葉片在原理上很久以來就已經(jīng)為人所知， 例如由專利文獻(xiàn)DE 3113079A1中已知，其用于簡化其制造、運(yùn)輸和裝配。因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù) 中運(yùn)輸優(yōu)選地應(yīng)同樣被簡化，所以轉(zhuǎn)子葉片的分段優(yōu)選在風(fēng)力渦輪機(jī)的安裝地點(diǎn)處才組裝 起來，并且針對此來進(jìn)行設(shè)計。與此相比，本發(fā)明的目的在于使得尤其是用于批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子葉片的制造變得簡 單，并且在時間上可被縮短。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權(quán)利要求1的方案來實(shí)現(xiàn)，其中轉(zhuǎn)子葉片為了其制造被 分成多于兩個分段，至少對于這些分段中的一些而言設(shè)置有單獨(dú)的、在時間上并行使用的 制造模具，并且這些分段互相連接成轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件，以便轉(zhuǎn)子葉片的在制造模 具之外的最終加工。通過本發(fā)明的方法，相對于在其中轉(zhuǎn)子葉片(必要時由兩個半殼構(gòu)成)整體上在 一較大的制造模具中用較長的制造時間來制造的制造方法來說，較小的分段可有利地在時 間上并行地來制造，由此縮短了整個制造周期，并且能夠更輕便地構(gòu)成相關(guān)的制造模具和 分段。由此便有利地提高了生產(chǎn)率。同樣地使得質(zhì)量控制變得簡單，因?yàn)樵谟捎谥圃戾e誤 而可能出現(xiàn)廢品時必要時僅關(guān)系到一個分段而不是整個轉(zhuǎn)子葉片。此外，對于將分段連接 成最終轉(zhuǎn)子葉片而言，根據(jù)本發(fā)明有利地不需要且也未設(shè)置昂貴的制造模具，而是設(shè)計了 用于在一個或每個制造模具之外的最終加工連接。此外，本發(fā)明的一改進(jìn)方案作如下設(shè)置，即轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件同樣可在制 造模具之外進(jìn)行后處理，例如可進(jìn)行回火。根據(jù)本發(fā)明方法的另一改進(jìn)方案作如下設(shè)置，即轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件在制造 模具之外進(jìn)行最終處理，例如時效硬化、清除粘合劑殘余或樹脂殘余等。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明作如下設(shè)置，即至少分段的連接在單獨(dú)的連接裝置中、尤其是 在膠框(Kleberahmen)中實(shí)現(xiàn)，后處理或最終處理或許可同樣地實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明方法的一優(yōu)選實(shí)施形式的特征在于，分段用塑料技術(shù)來制造。在此尤 其可作如下考慮，即在塑料技術(shù)中使用至少一種樹脂和至少一種尤其是由玻璃纖維和/或 碳纖維構(gòu)成的纖網(wǎng)織物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明可使用注塑技術(shù)(樹脂傳遞成型；RTM)或注入 技術(shù)(樹脂注入成型；RIM)，尤其是由真空支持的注入技術(shù)(真空輔助樹脂注入；VAR)。然 而，備選地或額外地同樣可使用層壓技術(shù)。本發(fā)明的另一改進(jìn)方案作如下設(shè)置，即提供大約在轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向上延 伸的用于轉(zhuǎn)子葉片分塊化的至少一次分割。這有助于縮短相關(guān)制造模具的使用時間，且同 時不影響所制成轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，這是因?yàn)樵谥圃熘幸龑?dǎo)和/或傳遞力的部件和分 段可連續(xù)地基本上在轉(zhuǎn)子葉片的整個長度上延伸。然而如下根據(jù)本發(fā)明同樣是可能的，即 額外地或備選地提供橫向于轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向延伸的劃分，由此構(gòu)成的分段能夠被快速、可靠且無質(zhì)量損害地互相連接。本發(fā)明的一改進(jìn)方案作如下設(shè)置，即在連接裝置中將一個或多個接桿、一個或多 個帶子、一個或多個轉(zhuǎn)子葉根部件、至少一個轉(zhuǎn)子葉尖分段、殼體分段和/或由分段形成的 轉(zhuǎn)子葉片殼體互相連接。尤其是，在連接裝置中互相粘結(jié)分段和/或(其它的)零件。本發(fā)明的另一改進(jìn)方案作如下設(shè)置，即為了零件和/或零件連接體的加熱、退火、 烘干和/或時效硬化，優(yōu)選地在連接裝置的區(qū)域中使用至少一個加熱裝置。本發(fā)明的另一改進(jìn)方案的特征在于，首先對分段和/或其它零件進(jìn)行時效硬化或 預(yù)先硬化，然后將其放入到連接裝置中并在該處將它們互相連接，之后對該連接和/或分 段和/或其它零件的連接體進(jìn)行烘干和/或時效硬化，這同樣可有利地在連接裝置中進(jìn)行 而不占用制造模具。特別有利的是，本發(fā)明的另一改進(jìn)方案的特征在于，能夠?qū)崿F(xiàn)在時間上并行的零 件制造，其中待制零件尤其地根據(jù)其形式、特性和/或大小來設(shè)計，使得為此并行使用的制 造模具的模具占用時間彼此均衡，和/或使被占用最長的制造模具的占用時間最小，其中 該占用時間決定了制造周期的周期時間，這能導(dǎo)致或有助于生產(chǎn)率的顯著提高。尤其是，此外按照根據(jù)本發(fā)明方法的一改進(jìn)方案可通過分塊化來預(yù)制至少一個帶 子接桿組件，并將其放到連接裝置中以與轉(zhuǎn)子葉片的其它分段相連。在此，帶子接桿組件可 優(yōu)選地大致制造成包括至少兩個帶子和兩個接桿的箱式梁。本發(fā)明的一改進(jìn)方案可作如下設(shè)置，即通過轉(zhuǎn)子葉片的基本上在轉(zhuǎn)子葉片的縱向 延伸方向上延伸的兩次分割來構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的中間縱向分段，其包括帶子和接桿。額外地 或備選地可作如下設(shè)置，即轉(zhuǎn)子葉片通過基本上在轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向上延伸的至少 一次分割而至少被分成前緣分段和后緣分段。本發(fā)明的一改進(jìn)方案(對此同樣要求獨(dú)立的保護(hù))優(yōu)選地作如下設(shè)置，即提供了 轉(zhuǎn)子葉片的直至穿過轉(zhuǎn)子葉根部件的分割，從而使得例如用于轉(zhuǎn)子葉根的插入件同樣可被 分塊或配屬于分段。本發(fā)明的另一改進(jìn)方案作如下設(shè)置，即在轉(zhuǎn)子葉片的分塊化時將吸入面和壓力面 或上殼體和下殼體彼此分開。通過根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片在縱向方向上的額外分割，對于 分塊化而言例如尤其可構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的四等分或六等分。在附圖中示出了實(shí)施例，從其中同樣可得到另外的發(fā)明特征，但本發(fā)明的范圍并 不局限于此。其中

圖1顯示了轉(zhuǎn)子葉片的半殼的典型頂視圖，圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的分塊化的第一實(shí)施例，圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的分塊化的第二實(shí)施例，圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的分塊化的第三實(shí)施例。首先預(yù)先說明，在附圖中僅顯示了本發(fā)明的原理上的實(shí)施例，其中可在本發(fā)明的 范圍內(nèi)產(chǎn)生多樣的變型。此外，所有附圖均未按正確比例或尺寸完全準(zhǔn)確地畫出。示出的 實(shí)施例應(yīng)僅作為原理上的可能性示意性地描繪。圖1顯示了轉(zhuǎn)子葉片的半殼1的頂視圖。根據(jù)本發(fā)明，所示半殼1分成多個分段 2-5。這些分段2-5中的所有或一些均可基本上在時間上并行地來制造或預(yù)制，然后以圖1 所示方式連接成轉(zhuǎn)子葉片的半殼1，這可在相應(yīng)的連接裝置中進(jìn)行。在該連接裝置中，分段2-5例如可彼此粘結(jié)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明作如下設(shè)置，即一個分段由所謂的轉(zhuǎn)子葉根2形成，且其余的 半殼被分成三個分段3-5。分段3-5通過橫向劃分6-8而設(shè)計成使它們具有大約相同的大 小且可大約同樣快地制造。分段3-5也可例如通過縱向劃分而被分成另外的分段，或者半 殼1也可例如僅通過縱向劃分而被分割或分塊。優(yōu)選地，在分段2-5上延伸有一未分開的連接這些分段的帶子，其在布置在風(fēng)力 渦輪機(jī)處的轉(zhuǎn)子葉片承受到負(fù)載時也可且尤其能用于力傳遞。作為一個帶子的替代，必要 時也可設(shè)置兩個或多個彼此基本平行且相互間隔開地延伸的帶子，即例如基于其所靠近的 轉(zhuǎn)子葉片邊緣來定義的所謂前緣帶子和后緣帶子。完整的轉(zhuǎn)子葉片例如由此構(gòu)造成空心體，即，在半殼1上放置鏡像的第二半殼1并 將兩個半殼1互相連接。例如可將熱空氣引入到該空心體中，以便于進(jìn)一步使轉(zhuǎn)子葉片退 火且完全地時效硬化。半殼1或其分段優(yōu)選借助于塑料技術(shù)來構(gòu)成，例如通過將玻璃纖維 織物和/或碳纖維織物置于制造模具中且之后用真空薄膜來整體地蓋住的辦法，在制造模 具中可規(guī)定、嵌入或?qū)盈B這些分段的三維造型。該真空薄膜環(huán)繞地沿著制造模具上的邊緣 以真空密封的方式被密封，例如利用粘性的粘結(jié)線或兩側(cè)的粘合帶。因此，該真空薄膜于是 形成了相對于固定制造模具的柔性陰模。在所謂的真空注入技術(shù)中，通過空氣排出在真空 薄膜與制造模具之間產(chǎn)生低壓，即“真空”。通過該低壓，纖網(wǎng)織物被彼此壓緊，且樹脂從儲 藏部中被吸入到真空薄膜下，樹脂在整個模具上均勻地分布，且纖網(wǎng)織物在樹脂時效硬化 之后固定地互相連接成各個分段的固定塑料模具部件。樹脂的均勻分布可由此來實(shí)現(xiàn)，即 放置多個用于樹脂的輸入管，將合適的網(wǎng)格織物或柵格織物一同置入到模具中，其有利于 且可引導(dǎo)樹脂的分布和平面流動。圖2到4分別示意性地且以縮小透視法顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的典型分塊 化，在圖中可以觀察到轉(zhuǎn)子葉根2。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的分塊化的第一實(shí)施例。在該分塊化中，通過 轉(zhuǎn)子葉片的基本上在轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向上延伸的兩個分割9，10構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的中 間縱向分段11，其包括帶子12和接桿13。同時由此至少構(gòu)成一個前緣分段14和一個后緣 分段15。分割9，10延伸到轉(zhuǎn)子葉根2中。因此，在該分塊化中基本上形成三個分段11， 14，15，它們可在時間上并行地且因此能在不同的制造模具中更快地制造，且之后可在每個 制造模具之外互相連接成完整的轉(zhuǎn)子葉片，由此形成轉(zhuǎn)子葉片，其在質(zhì)量上且尤其是在力 傳遞和負(fù)荷能力方面不遜于已知的轉(zhuǎn)子葉片。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的分塊化的第二實(shí)施例。此處同樣通過兩個縱 向劃分9，10形成前緣分段14和后緣分段15。作為中間分段的替代，此處然而額外地使用 了用于構(gòu)造轉(zhuǎn)子葉片的單個的帶子12和接桿13。然而，優(yōu)點(diǎn)基本上與根據(jù)圖2的第一實(shí)施 例相同。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片的分塊化的第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子 葉片被分為下殼體16和上殼體17。額外地，這兩個殼體16，17各通過一個縱向劃分18，19 被進(jìn)一步分塊。此處，分割18，19同樣延伸通過轉(zhuǎn)子葉根2，轉(zhuǎn)子葉片最終基本上被四等分。 然而此處，優(yōu)點(diǎn)基本上同樣與根據(jù)圖2的第一實(shí)施例相同。最后還要強(qiáng)調(diào)一些本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。然而，該強(qiáng)調(diào)或重述同樣不應(yīng)意味著會引起對本發(fā)明范圍的限制。首先，本發(fā)明基于如下思想，即制造轉(zhuǎn)子葉片的單個分段，其可各自在自己的制造 模具中在時間上彼此并行地制造。在葉片分段于不同模具中并行制造時，具有最長周期時 間的分模具決定了整個工藝的周期時間，因此可以有利地相應(yīng)縮短該周期時間。葉片的適 合分塊化一方面能彼此均衡模具時間且由此實(shí)現(xiàn)高的利用率，另一方面能減少周期時間， 由此可提高整個工藝的周期時間并因此提高葉片生產(chǎn)能力。為了達(dá)到在由單個模具總成可滿足的需求之上的確定葉片需求，不是整個模具總 成而僅是周期時間接近于總周期時間的那個模具須被倍增。具有較短周期時間的模具可反 復(fù)使用，以便于維護(hù)其它的模具。由此可同時降低空間需求并提高生產(chǎn)率。同時能同樣地 減少投資需求。例如分段的粘結(jié)和退火同樣可在模具之外并行地實(shí)現(xiàn)。通過對此必要時所 需的膠框，空間需求和投資需求同樣也不會實(shí)質(zhì)性增加。
權(quán)利要求
1.一種用于制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的方法，所述轉(zhuǎn)子葉片在能投入使用的狀 態(tài)中由用于聯(lián)接到所述風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子輪轂處的葉根區(qū)域縱向地延伸到葉尖，并且為了 制造而被劃分成至少兩個分段，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片為了其制造被分成多于兩個分段，其中至少對于所述分段 中的一些而言設(shè)置有單獨(dú)的、在時間上并行使用的制造模具，并且為了所述轉(zhuǎn)子葉片在制 造模具之外的最終加工，所述分段被互相連接成轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件在制造模 具之外進(jìn)行后處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件在制造 模具之外進(jìn)行最終處理。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少所述分段的連接在單獨(dú) 的連接裝置中、尤其是在膠框中實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述分段用塑料技術(shù)來制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述塑料技術(shù)中使用了至少一種樹脂 和至少一種尤其是由玻璃纖維和/或碳纖維構(gòu)成的纖網(wǎng)織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使用了注塑技術(shù)(樹脂傳遞成型；RTM)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，使用了注入技術(shù)(樹脂注入成型； RIM)，尤其是由真空支持的注入技術(shù)(真空輔助樹脂注入；VAR)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用了層壓技術(shù)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了所述轉(zhuǎn)子葉片的分塊 化，進(jìn)行大約在所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向上延伸的至少一次分割。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述連接裝置中將一個或 多個接桿、一個或多個帶子、一個或多個轉(zhuǎn)子葉根部件、至少一個轉(zhuǎn)子葉尖分段、殼體分段 和/或由分段形成的轉(zhuǎn)子葉片殼體互相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述連接裝置中將分段和/或(其它 的)零件被互相粘結(jié)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了零件和/或零件連接體 的加熱、退火、烘干和/或時效硬化，優(yōu)選地在所述連接裝置的區(qū)域中設(shè)置有至少一個加熱直ο
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，首先對所述分段和/或其它 零件進(jìn)行時效硬化或預(yù)先硬化，之后將所述分段和/或其它零件放入到所述連接裝置中并 在該處進(jìn)行互相連接，其后對所述連接和/或所述分段和/或其它零件的連接體進(jìn)行烘干 和/或時效硬化。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，進(jìn)行在時間上并行的零件制 造，其中待制零件尤其根據(jù)其形式、特性和/或大小來相應(yīng)地設(shè)計成使得為此并行使用的 制造模具的模具占用時間彼此均衡，和/或使被占用最長的制造模具的占用時間最小，其 中所述占用時間決定了制造周期的周期時間。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過所述分塊化來預(yù)制至少 一個帶子接桿組件，所述帶子接桿組件放入到所述連接裝置中，以用于與所述轉(zhuǎn)子葉片的其它分段連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述帶子接桿組件基本上被制造成包 括至少兩個帶子和兩個接桿的箱式梁。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)、尤其是根據(jù)權(quán)利要求10和17所述的方法，其特征在 于，通過所述轉(zhuǎn)子葉片的基本上在所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向上延伸的兩次分割來構(gòu)成 所述轉(zhuǎn)子葉片的中間縱向分段，其包括所述帶子和接桿。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片通過基本上在 所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸方向上延伸的至少一次分割至少被分成前緣分段和后緣分段。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)、優(yōu)選地根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其特征在 于，進(jìn)行所述轉(zhuǎn)子葉片的直至穿過轉(zhuǎn)子葉根部件的分割。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子葉片被分塊化時 將吸入面和壓力面彼此分開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的方法，該轉(zhuǎn)子葉片在能投入使用的狀態(tài)中由用于連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子輪轂處的葉根區(qū)域縱向延伸至葉尖，并且為了制造而被分成至少兩個分段。根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)是促進(jìn)和加快轉(zhuǎn)子葉片的制造，尤其轉(zhuǎn)子葉片的批量生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明該目的由此來實(shí)現(xiàn)，即轉(zhuǎn)子葉片為了其制造而被分成多于兩個分段，至少對于這些分段中的一些而言設(shè)置有單獨(dú)的、在時間上并行使用的制造模具，并且這些分段互相連接成轉(zhuǎn)子葉片或轉(zhuǎn)子葉片部件，以便轉(zhuǎn)子葉片在制造模具之外的最終加工。
文檔編號B29C65/00GK102076484SQ200980124288
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者本·?？思{, 耶斯·庫倫坎普夫 申請人:瑞能系統(tǒng)股份公司