用于制造用于風能設備轉子葉片的半成品的設備和方法,以及借此的轉子葉片和風能設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造用于風能設備轉子葉片的葉片端部的設備，所述設備具有纏繞芯棒，所述纏繞芯棒為了卷起優(yōu)選帶狀的、纖維復合材料而是可轉動的。
【背景技術】
[0002]基本上，在轉子葉片技術領域中，并且尤其是在風能設備的轉子葉片技術領域中，對于轉子葉片的轂側的端部件提出特別的穩(wěn)定性要求，因為這些端部件負責用于力從葉片導入到轂中，并且經受尤其高的靜態(tài)的以及動態(tài)的負荷。因此有重要的是，用于風能設備的轉子葉片的葉片端部可以高的生產精度并且在維持高的質量標準的情況下制造。
[0003]用于上述轉子葉片的葉片端部通常由多個構件構成，其中至少一些由纖維復合材料制造。從現有技術中已知的是，拼接由干燥形式的纖維復合材料構成的多個模制件。這樣拼接的“干燥的”纖維復合模制件迄今為止通常相對于彼此氣密性地封閉、抽真空并且緊接著以所謂的真空注射法或者也可以是灌注法以流體來浸泡(此后稱為“浸泡流體”)。所述流體在滲透纖維復合材料之后硬化，因此整個結構失去結合和穩(wěn)定性。
[0004]在該已知的方法中，所述方法通常提供令人滿意的結果，然而在特定的個別情況中會引起，浸泡流體不同樣快地進入到由纖維復合材料構成的模制件的不同的結構區(qū)域中。由于不均勻的流動前沿的這種構成，在極端情況下會引起，纖維復合材料不是到處都以相同的方式借助于浸泡流體潤濕。在未充分潤濕的部位處因此會引起硬化狀態(tài)中的構件較低的強度，這提高了失效風險。
[0005]此外，在現有技術中考慮到生產經濟性被而認為不利的是:為了制造各個模制件的這樣的組合，迄今為止必須插入或者提供附加的機構，所述機構僅實現浸泡流體的引導和抽真空，例如真空薄膜和流體管道。
[0006]為了構成葉片端部的基本結構，例如從DE 10 2010 026 018 Al中已知一種用于風能設備的轉子葉片的纏繞技術。但是在現有技術中發(fā)現的缺點在此未被消除。

【發(fā)明內容】

[0007]以上述實施方案為背景，本發(fā)明基于下述目的，如下改進根據開始所描述的類型的用于制造葉片端部的設備，使得盡可能大程度地消除在現有技術中發(fā)現的缺點。
[0008]因此本發(fā)明尤其是基于下述目的，提出一種設備，借助于所述設備能夠制造在強度中具有較低的波動的葉片端部。本發(fā)明此外尤其是基于下述目的，在開始提到類型的設備中提供提尚的生廣經濟性。
[0009]本發(fā)明在開始提到類型的設備中通過如下方式實現其所基于的目的，即通過所述設備具有沿著纏繞芯棒可行進的、用于在圍繞纏繞芯棒卷起之前浸泡纖維復合材料的浸泡裝置，和優(yōu)選與浸泡裝置同步地沿著纏繞芯棒可進行的、用于提供纖維復合材料的倉儲裝置。
[0010]本發(fā)明基于下述常識，借助于浸泡過程能夠實現纖維復合材料整體上更好的潤濕。該浸泡過程使得除了用于葉片端部的纖維復合材料外還不需要裝入其它的結構元件、例如真空薄膜或者流體管道。
[0011]本發(fā)明此外尤其是利用浸泡裝置和提供纖維復合材料的倉儲裝置優(yōu)選同步地沿著可轉動的纏繞芯棒行進，使得在連續(xù)的過程中，纖維復合材料能夠卷起到纏繞芯棒上并且同時短暫地在卷起過程本身之前在浸泡裝置中設有浸泡流體。通過緊接著浸泡的時間臨近的卷起實現浸泡流體在纖維復合材料結構內部極其有利的均勻的分布。作為浸泡流體根據本發(fā)明例如考慮(人造)樹脂。根據本發(fā)明例如考慮CFK或者GFK作為纖維復合材料。
[0012]通過纏繞芯棒能夠穩(wěn)定地轉動并且浸泡裝置和倉儲裝置的相對于纏繞芯棒的明顯更小的結構單元沿著纏繞芯棒行進的方式，此外提供了設備方面的優(yōu)化的結構。
[0013]本發(fā)明通過如下方式來改進:倉儲裝置具有多個可轉動地安裝的、用于容納纖維復合材料輥的輥支架。這些纖維復合材料輥中的相應的主輥對于纖維復合材料開卷是有效的，其中纖維復合材料經由浸泡裝置由所述設備運送到纏繞芯棒并且通過纏繞芯棒的旋轉而卷起到該纏繞芯棒上。在必要的輥更換中，在上述輥完全地開卷之前，優(yōu)選操作之前處于待機的(副)輥，以便能夠以盡可能小的時間延遲將纖維復合材料從下一個輥饋入到運送路徑中并且開卷。
[0014]在任何情況下其余的、非有效的輥用于儲備纖維復合材料并且確保:用于更換輥的盡可能低的更換時間損害纏繞過程。通過提供上述類型的倉儲裝置能夠將新的、未用過的纖維復合材料棍插到之前開卷的纖維復合材料棍的部位處，而不中斷所述設備和卷起過程。
[0015]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，輥支架具有馬達驅動器。此外優(yōu)選的是，纏繞芯棒也具有馬達驅動器。
[0016]尤其優(yōu)選的是，輥支架的馬達驅動器和纏繞芯棒的馬達驅動器優(yōu)選借助于電子的控制單元可彼此相關地運行。優(yōu)選地，輥支架的驅動力和開卷速度被控制為，使得盡管輥直徑變小但是所述驅動力和開卷速度還確保開卷的纖維復合材料的恒定的帶速度。同樣優(yōu)選適用于纏繞芯棒，盡管連續(xù)地卷起的纖維復合材料層的直徑增加，但是所述纏繞芯棒維持卷起的或者繞起的纖維復合材料的恒定的軌道速度。
[0017]優(yōu)選地，電子的控制單元或者附加的電子的控制單元構建用于，相應于之前定義的規(guī)定控制浸泡裝置和倉儲裝置沿著纏繞芯棒的行進運動的推進力。
[0018]優(yōu)選地，在根據本發(fā)明的設備上設有測量機構，所述測量機構構成用于檢測在倉儲裝置處的開卷的軌道速度和/或用于檢測在纏繞芯棒處的被卷起的纖維復合材料的軌道速度。這例如能夠是光學測量機構，所述測量機構測量在相應的輥處的厚度增加或者厚度減小。在與可從馬達驅動器讀取的轉動速度的組合中，因此也可確定軌道速度。
[0019]在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方式中，倉儲裝置具有多個輥支架的轉塔式的布置。通過倉儲裝置構成為轉塔的方式，各個輥能夠在其輥支架中通過倉儲器的旋轉而進入到用于開卷的相應的運行位置中。優(yōu)選地，當準備更換轉子時，兩個相鄰的輥是有效的。優(yōu)選地，在此由作為下一個待運行的輥支架預先饋送一定量的纖維復合材料，因此該纖維復合材料能夠盡可能沒有時間延遲地、必要時與之前的輥的端部部段重疊地由倉儲裝置沿著朝向浸泡裝置的方向運送。
[0020]優(yōu)選地，轉塔式的布置以旋轉的方式安裝，并且尤其是馬達驅動的。多個輥支架例如能夠星形地設置在匯聚的臂或者支承環(huán)上。
[0021]轉塔式的布置的可旋轉性也確保了，能夠以尤其低的耗費在與有效的輥相對置的一側上實行輥更換。
[0022]根據本發(fā)明的一個尤其優(yōu)選的實施方式，所述設備具有在倉儲裝置的區(qū)域中的、優(yōu)選安置在倉儲裝置上的、可與輥支架的開卷方向不平行地行進的縫合機，所述縫合機用于將從第一輥支架處優(yōu)選完全開卷的第一纖維復合材料輥上的部段、尤其是端部部段與從第二輥支架處優(yōu)選尚未完全開卷的第二纖維復合材料輥的部段、優(yōu)選起始部段連接。根據該實施方式，在運行時借助于縫合機將所用的輥的輥端部與尚未用的輥的起始處縫合，使得新的輥從舊的輥的端部通過纏繞芯棒的纏繞過程與在運送路徑中沿著朝向浸泡裝置的方向牽拉。此外，使用縫合機實現了輥更換的不中斷的實施，這對生產經濟性起尤其有利的作用。作為縫合機例如能夠使用工業(yè)縫合機，也稱為縫袋機。縫針腳的足夠大的間距確保不以不允許的方式影響借助于浸泡流體的浸透。
[0023]在其它的優(yōu)選的實施方式中，替代于或者附加于縫合機，提供裝訂機裝置和/或粘接裝置以用于將纖維復合材料的部段彼此接合。
[0024]此外優(yōu)選的是，在根據本發(fā)明的設備中，在一個優(yōu)選的實施方式中，浸泡裝置具有多個轉向輥，所述轉向輥用于使從倉儲裝置朝向纏繞芯棒延伸的纖維復合材料的多次轉向。優(yōu)選地，轉向輥以距浸泡盆的底部相同的或者不同的間距設置。由此，被運送經過浸泡裝置的纖維復合材料多次地沿著不同的方向彎曲。這分別引起，通過遠離纖維復合材料軌道的中性纖維的交替的伸展和壓緊實現浸泡流體在纖維復合材料內部的更均勻的分布。優(yōu)選地，在運行時，浸泡盆以流體來填充，使得纖維復合材料多次地浸入到浸泡流體中。
[0025]根據本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方式，浸泡裝置具有多個張緊輥，所述張緊輥為了張緊纖維復合材料可與該纖維復合材料接觸，其中優(yōu)選在兩個相鄰的轉向輥之間分別設置至少一個張緊輥。張緊輥優(yōu)選構成為，防止纖維復合材料在浸泡裝置中松弛和滑轉，以便確保纖維復合材料穿過浸泡裝置的盡可能均勻的穿過時間。由此改進了涂覆的均勻性和浸透的程度的波動大小。
[0026]優(yōu)選地，一個、多個或者所有的張緊輥具有用于檢測輥張緊力的測量機構。這例如能夠是力測量裝置，所述力測量裝置檢測垂直于纖維復合材料的軌道運動的壓緊力。該測量機構優(yōu)選借助于所述設備的電子控制裝置來作用，或者與分開的電子控制裝置和必