用于風(fēng)輪機葉片構(gòu)建的導(dǎo)軌裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于風(fēng)輪機的轉(zhuǎn)子葉片，并且涉及在構(gòu)建這樣的葉片過程中使用一個或多個導(dǎo)軌來輸送材料的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1中描述了典型的水平軸風(fēng)輪機。風(fēng)輪機I包括塔架2、安裝在塔架2頂部的機艙3以及操作聯(lián)接至位于機艙3內(nèi)的發(fā)電機5的轉(zhuǎn)子4。風(fēng)輪機I將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能。除了發(fā)電機5，機艙3可以容納將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能所需要的各種部件，并且還包括運行及優(yōu)化風(fēng)輪機I的性能所需要的各種部件。塔架2支撐由機艙3、轉(zhuǎn)子4和機艙3內(nèi)的其它風(fēng)輪機部件所提供的負載。
[0003]轉(zhuǎn)子4包括中央輪轂6和三個細長的大致呈平面構(gòu)型的轉(zhuǎn)子葉片7a、7b、7c，它們自中央輪轂6徑向向外延伸。當(dāng)運行時，葉片7a、7b、7c被構(gòu)造成與經(jīng)過的空氣流相互作用，從而產(chǎn)生升力，該升力致使中央輪轂6圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。超過最低程度的風(fēng)將啟動轉(zhuǎn)子4，并允許其在基本上垂直于風(fēng)向的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)通過發(fā)電機5而被轉(zhuǎn)化為電能，并通常會被供給至公共電網(wǎng)。
[0004]風(fēng)輪機葉片具有根部，其在所述根部連接至中央輪轂。所述根部的橫截面大致為圓形的，并且對于長度為80米或更長的葉片來說，根部的直徑可達4米或5米。葉片的與所述根部相對的一端為葉尖。沿著葉片在根部和葉尖之間的方向被稱為是翼展方向。在被稱為弦向方向的橫向方向上，葉片在前緣和后緣之間延伸。
[0005]圖2示出示例性的轉(zhuǎn)子葉片構(gòu)造，利用圖2的分解立體圖示出在這樣的轉(zhuǎn)子葉片的構(gòu)造中所使用的元件。轉(zhuǎn)子葉片由兩個半殼202和206形成，每個半殼均包括細長的增強結(jié)構(gòu)204?；旧涎刂L(fēng)輪機葉片的整個長度由根部延伸至葉尖的這兩個增強結(jié)構(gòu)被稱為翼梁帽。完整的風(fēng)輪機葉片由兩個半殼202和206以及置于其中的兩個抗剪腹板205形成?？辜舾拱?05用于將翼梁帽連接在一起，以傳遞剪切力。
[0006]包括在圖2中示出的實施例在內(nèi)，風(fēng)輪機葉片典型地由纖維增強塑料(FRP)來制造，并且特別地由玻璃增強塑料(GRP)來制造，其可被形成為干片材并被置于模具中，從而形成葉片殼體的各個層。為了增強葉片，具有更高強度系數(shù)的纖維或增加數(shù)量的FRP層可被特別地應(yīng)用于在運行過程中會承受更大的力的位置處。使用更高強度的纖維通常會增加成本，并且因此理想的是對特別是在彎矩最大的葉片根部使用增大厚度的FRP來代替增強葉片結(jié)構(gòu)。
[0007]增大FRP層的數(shù)量會增加用于在模具中鋪放每個單獨的FRP片材的時間。每個FRP片材都必須被仔細地鋪放至模具中，確保片材中不存在成型缺陷，例如彎曲、扭結(jié)或褶皺。FRP片材中的任何彎曲、扭結(jié)或褶皺都將導(dǎo)致應(yīng)力集中，并因此將降低纖維強度。
[0008]特別是對于葉片根部使用不同的材料也會存在其自身的問題，因為所述片材更需要被快速地組裝，并需要選擇正確的材料進行準(zhǔn)確的布置。
[0009]將片材材料輸送至葉片模具內(nèi)的恰當(dāng)位置的現(xiàn)有技術(shù)方法理論上來說并不適用于大規(guī)模制造。例如，使用起重機將一個或多個片材材料拾取并提升至恰當(dāng)位置并不是理想的，因為難于利用起重機來精確地定位片材。此外，起重機一次僅能夠攜帶和放置一個或一堆片材，并且移動緩慢。
[0010]因此，就需要提供一種使用模具來制備風(fēng)輪機葉片的方法，其減少將片材材料(例如FRP)組裝至模具中期望位置處所需要的時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明由主要方面限定，現(xiàn)在將對其進行描述。優(yōu)選的技術(shù)特征在其它方面中列出。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種裝置，該裝置用于將片材材料定位在風(fēng)輪機葉片模具中，以形成風(fēng)輪機葉片的殼體。所述模具具有限定殼體的一部分的輪廓的模具表面。所述裝置包括導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌在使用時與模具鄰近地安裝，并沿著在沿模具的縱向長度的方向上的路徑。所述裝置進一步包括聯(lián)接至所述導(dǎo)軌的片材安裝裝置，所述片材安裝裝置被構(gòu)造成以可釋放的方式保持片材材料并沿著導(dǎo)軌移動。
[0013]通過將導(dǎo)軌安裝在葉片模具上方，所述導(dǎo)軌可以與葉片模具鄰近地被保持，從而使得所述片材可以更加快速并且更加精確地定位。令導(dǎo)軌與模具鄰近可以使得安裝在導(dǎo)軌上的片材材料在沿著導(dǎo)軌移動時可至少部分地經(jīng)過由模具限定的通道。與葉片模具鄰近還可以通過將導(dǎo)軌布置成至少部分地被風(fēng)輪機葉片模具支撐或者被與葉片模具相鄰的結(jié)構(gòu)支撐來實現(xiàn)。
[0014]一個或多個其它的片材安裝裝置可被聯(lián)接至導(dǎo)軌，從而允許每次不止一個片材沿著導(dǎo)軌移動。這允許一次輸送多個片材，或者在片材正被定位在模具中的同時輸送另一片材。
[0015]所述模具優(yōu)選包括模具根部，其對應(yīng)于風(fēng)輪機葉片的根部，在使用時，導(dǎo)軌在模具根部的上方經(jīng)過。這允許片材材料容易地結(jié)合至葉片的根部內(nèi)，并且是有用的，因為對于結(jié)構(gòu)增強來說，根部可能需要最多層的材料。
[0016]片材安裝裝置可以包括滑架，例如滾軸或轉(zhuǎn)輪，其與導(dǎo)軌接合從而允許安裝裝置沿著導(dǎo)軌移動。一個或多個夾具可被連接至滑架，用于沿著至少一側(cè)保持片材。
[0017]可以提供第一和第二夾具，每個夾具均構(gòu)造成在相對兩端保持片材，并且支撐件和夾具之間的聯(lián)接位置為這樣的，即:使得在使用時片材以松弛狀態(tài)被保持。以松弛狀態(tài)保持片材能夠令所述片材形成彎曲，該彎曲與在片材將被附接的位置的模具曲率基本上一致。支撐件可以進一步包括一個或多個橫桿，其在任一端處或者任一端附近可釋放地聯(lián)接至第一和第二夾具，所述裝置進一步包括可釋放的約束機構(gòu)，用于防止第一和第二夾具相對于橫桿移動。所述可釋放的約束機構(gòu)可優(yōu)選為穿過所述橫桿的一個或多個銷。
[0018]所述裝置可以包括第一和第二導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌在使用時與模具鄰近地安裝，并沿著在沿模具的縱向長度的方向上的路徑。此外，可以提供分別連接至第一和第二導(dǎo)軌的第一和第二片材安裝裝置，所述安裝裝置被構(gòu)造成以可釋放的方式保持片材材料并沿著導(dǎo)軌移動。第一和第二安裝裝置任選地可以被構(gòu)造成分別保持第一和第二片材，每個片材具有這樣的長度，即，使得當(dāng)被鋪放在風(fēng)輪機葉片模具中時，片材沿著葉片模具的模具表面從前緣或后緣延伸至模具表面的前緣和后緣之間的中間點。這允許將更短的片材移動至模具的相對兩側(cè)的位置?？商鎿Q地，第一和第二安裝裝置可以被構(gòu)造成在使用時保持單個片材，所述片材具有這樣的長度，即:使得當(dāng)被鋪放在風(fēng)輪機葉片模具中的期望位置處時，沿著葉片模具的模具表面基本上從后緣延伸至前緣。這允許片材從平坦取向安裝至模具內(nèi)的期望位置處。
[0019]當(dāng)使用第一和第二導(dǎo)軌時，它們在使用時優(yōu)選沿著由模具限定的葉片弦向方向分離開。在某些實施例中，分離的間距可沿著導(dǎo)軌的長度變化。具體地說，第一導(dǎo)軌可以沿著在其長度的一部分上與由模具限定的葉片前緣基本上等間距的路徑。另外，或者可替換地，第二導(dǎo)軌可以沿著在其長度的一部分上與由模具限定的葉片后緣基本上等間距的路徑。在片材被置于其中的模具區(qū)域中，第一和第二導(dǎo)軌之間的間距可以被構(gòu)造成使得所述片材在使用時被保持為松弛狀態(tài)，在該松弛狀態(tài)具有與在該位置處的模具曲率基本上一致的曲率。
[0020]所述裝置可以進一步包括一個或多個片材卸除組件，其位于沿著導(dǎo)軌的一個或多個位置處。優(yōu)選地，每個卸除組件均包括引導(dǎo)件，該引導(dǎo)件限定了用于將片材從安裝裝置引導(dǎo)至模具上的隨后要附接的期望位置的路徑。所述引導(dǎo)件優(yōu)選連接至模具以允許將片材精確地布置在期望位置處。優(yōu)選地，每個引導(dǎo)件均包括肋，其從與導(dǎo)軌鄰近的位置處延伸至模具上的位置。在使用時，片材可以與片材安裝裝置脫離并連接至這些肋中的一個或多個。
[0021]片材安裝裝置或者卸除組件任選地可以進一步包括橋接元件，其可由第一位置移動至第二位置，在所述第一位置中由引導(dǎo)件限定的路徑與片材安裝裝置分離，在第二位置中由引導(dǎo)件限定的路徑與片材安裝裝置聯(lián)接從而允許片材沿著該路徑到達期望位置。片材安裝裝置任選地可以進一步包括引導(dǎo)機構(gòu)，例如滾軸或轉(zhuǎn)輪，在使用時，片材被聯(lián)接至該引導(dǎo)機構(gòu)。當(dāng)橋接元件處于第一位置時，所述引導(dǎo)機構(gòu)的運動會受到限制，并且當(dāng)橋接元件處于第二位置時，所述引導(dǎo)機構(gòu)能夠與引導(dǎo)件接合，從而沿著路徑移動至殼體上的期望位置。特別地，當(dāng)處于第一位置時，引導(dǎo)機構(gòu)被橋接元件限制運動。
[0022]上文提及的肋可被用于在模具上支撐導(dǎo)軌。優(yōu)選地，支撐臂將每個肋