專利名稱：用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件。
背景技術(shù)：
由DE 10 2008 021 498 Al已知一種用于制造用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件的方法，其中，構(gòu)造成塊狀的各固定元件設(shè)置在一個(gè)圓弧上，并用間隔元件將其相互間隔開。DE 10 2006 022 272 B4已知用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片連接件，其中能使橫向銷與連接裝置相互作用連接。為了提高橫向銷的抗彎剛度建議，使所述橫向銷沿連接裝置的縱向具有較大的橫截面。由US 4，412，784已知一種轉(zhuǎn)子葉片，其中，沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸的縱向銷栓通過一個(gè)橫向穿過轉(zhuǎn)子葉片橫向銷栓固定。在縱向銷栓的區(qū)域內(nèi)，具有第一材料的層通過具有交叉的纖維走向的復(fù)合材料加強(qiáng)。由EP 1798 412 A2已知一種用于轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件，其中沿轉(zhuǎn)子葉片的方向的銷栓通過橫向穿過轉(zhuǎn)子葉片的橫向銷栓固定?？v向銷栓的容納部由混合層壓體構(gòu)成，所述混合層壓體由交替的玻璃纖維層和碳纖維層構(gòu)成，其中各纖維沿葉片縱向延伸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件，所述葉片連接件允許將長(zhǎng)的、乃至非常長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子葉片穩(wěn)定地連接的轉(zhuǎn)子轂上。根據(jù)本發(fā)明所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的葉片連接件來實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施形式構(gòu)成從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的葉片連接件設(shè)定和確定為用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片例如可以與轉(zhuǎn)子轂或螺距軸承連接。根據(jù)本發(fā)明的葉片連接件也可以用于將一個(gè)葉片部段連接在另一個(gè)葉片部段上。葉片連接件具有沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸的多個(gè)容納部，用于各一個(gè)縱向銷栓和用于各一個(gè)設(shè)有用于縱向銷栓的內(nèi)螺紋的構(gòu)件，所述構(gòu)件可以設(shè)置在容納部中，以便與縱向銷栓連接。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式中，轉(zhuǎn)子葉片至少在葉片連接件的區(qū)域內(nèi)由兩種材料制成。根據(jù)本發(fā)明設(shè)有第一材料，所述第一材料是復(fù)合材料，優(yōu)選是纖維加強(qiáng)的復(fù)合材料。此外設(shè)有第二材料，所述第二材料是設(shè)有由金屬和/或陶瓷組成的加強(qiáng)層的復(fù)合材料(混合層壓體)。所述混合層壓體(Hybridlaminat)可以附加于由金屬和/或陶瓷組成的加強(qiáng)層還包含加強(qiáng)纖維。根據(jù)本發(fā)明所述容納部完全由第一材料構(gòu)成。這里第一材料構(gòu)成至少一個(gè)圓周面。具有明顯比第一材料大的剛度的第二材料面式地與第一材料的圓周面連接。這意味著，用于縱向銷栓的容納部由第一材料構(gòu)成，所述第一材料在葉片連接件的區(qū)域內(nèi)面式地與具有由金屬和/或陶瓷組成的加強(qiáng)層的第二材料連接。本發(fā)明基于這樣的認(rèn)知，即，當(dāng)用于縱向銷栓的容納部由傳統(tǒng)的復(fù)合材料構(gòu)成時(shí)，可以特別簡(jiǎn)單地制造葉片連接件。葉片連接件的加強(qiáng)通過設(shè)有由金屬和/或陶瓷組成的加強(qiáng)層的混合層壓體實(shí)現(xiàn)，所述混合層壓體與復(fù)合層壓體面式地連接。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，設(shè)有具有螺紋孔的橫向銷栓作為所述構(gòu)件，所述橫向銷栓裝入橫向于容納部延伸的橫向銷栓容納部中。裝入橫向銷栓容納部中的橫向銷栓對(duì)于縱向銷栓起支座的作用，并將所作用的力導(dǎo)入轉(zhuǎn)子葉片。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，構(gòu)成容納部的第一材料形成環(huán)繞的環(huán)，所述環(huán)具有內(nèi)部的圓周面和外部的圓周面，內(nèi)部的圓周面朝向轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)側(cè)，而外部的圓周面朝向轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)。葉片連接件的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)由第二材料構(gòu)成，第二材料與第一材料的內(nèi)部的圓周面和/或外部的圓周面連接。在這種實(shí)施形式中，第一材料沿圓周方向橫向于橫向銷栓容納部連貫地延伸穿過轉(zhuǎn)子葉片壁。第二材料覆蓋第一材料的內(nèi)部的圓周面和/或外部的圓周面并形成轉(zhuǎn)子葉片壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，而第一材料沿轉(zhuǎn)子葉片的圓周方向形成一種芯部。橫向銷栓容納部的壁部?jī)?yōu)選至少部分地由第二材料構(gòu)成。在葉片連接件的穩(wěn)定性方面這意味著，橫向銷栓至少部分地由第二材料包圍，所述第二材料的強(qiáng)度明顯大于構(gòu)成用于縱向銷栓的容納部的第一材料。橫向銷栓容納部的壁部?jī)?yōu)選在其端部段中由第二材料構(gòu)成，以便固定裝入的橫向銷栓。橫向銷栓容納部的端部段這里由第二材料構(gòu)成，所述第二材料在外部和/或內(nèi)部與構(gòu)成容納部的第一材料連接。在第二實(shí)施形式，所述構(gòu)件構(gòu)造成具有內(nèi)螺紋的套筒。所述套筒設(shè)置在轉(zhuǎn)子壁中的用于縱向銷栓的容納部中。在一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案中，構(gòu)成容納部的第一材料構(gòu)成圓周形的一個(gè)弧段，其中每個(gè)弧段具有一個(gè)內(nèi)表面、一個(gè)外表面和兩個(gè)側(cè)面。所述套筒可以以本身已知的方式層壓到第一材料中。第二材料分別設(shè)置在兩個(gè)弧段的相鄰的側(cè)面之間，并與所述兩個(gè)弧段相連。沿著葉片連接件的圓周方向由此形成這樣一種結(jié)構(gòu)，其中第一和第二材料交替地設(shè)置并且用于縱向銷栓的容納部和套筒分別由第一材料構(gòu)成。設(shè)置在用于縱向銷栓的兩個(gè)弧段之間的第二材料沿容納部的縱向方向加強(qiáng)葉片連接件。第二材料沿圓周方向形成用于由第一材料組成的各弧段的定位輔助結(jié)構(gòu)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)由第一材料構(gòu)成，所述第一材料與設(shè)置在各弧段之間的第二材料連接，并與由第一材料構(gòu)成的弧段的外表面和內(nèi)表面連接。所述第一材料優(yōu)選具有各向異性或正交各向同性的結(jié)構(gòu)。包含在第二材料中的加強(qiáng)層表現(xiàn)為各向同性的，由此第二材料具有類各向同性的特性。所述構(gòu)件的兩個(gè)所述的帶有套筒和橫向銷栓的實(shí)施形式也可以相互組合，其中此時(shí)套筒附加地具有外螺紋，利用所述外螺紋套筒能旋入橫向銷栓中。


下面根據(jù)兩個(gè)實(shí)施例來來詳細(xì)說明本發(fā)明。其中:圖1示出轉(zhuǎn)子葉片壁在橫向銷栓的區(qū)域內(nèi)的剖視圖，圖2示出沿圖1的A-A線的剖視圖，圖3示出轉(zhuǎn)子葉片壁在套筒的區(qū)域內(nèi)的剖視圖，以及圖4示出沿圖3的B-B線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出轉(zhuǎn)子葉片連接件的剖視圖，其中，螺距軸承(Pitchlager)的環(huán)12借助于縱向銷栓10固定在轉(zhuǎn)子葉片上。原則上縱向銷釘10也可以被引導(dǎo)穿過轉(zhuǎn)子轂的相應(yīng)部段。在轂側(cè)，螺距軸承的環(huán)12通過螺母14和墊圈16固定在縱向銷栓10上?？v向銷栓10在其朝向轉(zhuǎn)子葉片的端部上具有螺紋18。螺紋18旋擰在橫向銷栓20中。橫向銷栓20通過橫向銷栓容納部22橫向于縱向銷栓10的縱向方向裝入轉(zhuǎn)子葉片壁部中，并具有帶有內(nèi)螺紋的孔?？v向銷栓10與所述內(nèi)螺紋相旋擰。橫向銷栓容納部這里從內(nèi)向外或相反地延伸通過轉(zhuǎn)子葉片壁部。所述橫向銷栓容納部也可以設(shè)計(jì)成盲孔。轉(zhuǎn)子葉片壁部的內(nèi)側(cè)和外側(cè)在橫向銷栓20和螺距軸承12之間由混合層壓體24構(gòu)成?；旌蠈訅后w24由纖維復(fù)合材料構(gòu)成，在所述纖維復(fù)合材料中置入加強(qiáng)層。加強(qiáng)層可以由金屬和/或陶瓷構(gòu)成?；旌蠈訅后w具有大的剛度。用于縱向銷栓10的容納部25的區(qū)域由復(fù)合材料26構(gòu)成，所述復(fù)合材料可以設(shè)置加強(qiáng)纖維，特別是碳素纖維。在橫向銷栓20的葉片尖端側(cè)，混合層壓件24在轉(zhuǎn)子葉片的預(yù)定區(qū)域上延續(xù)到轉(zhuǎn)子葉片壁的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。在轉(zhuǎn)子葉片的一個(gè)沒有示出的區(qū)域中，混合層壓件此時(shí)可以逐漸終止并由帶有或沒有加強(qiáng)纖維的復(fù)合材料26代替。在直接與橫向銷栓鄰接的葉片尖端側(cè)的區(qū)域內(nèi)，在混合層壓體24之間設(shè)置復(fù)合材料26，該復(fù)合材料完全填充橫向銷栓20后面的葉片尖端側(cè)的空間。圖2示出圖1中線A-A上的剖視圖?？梢郧宄乜闯鲈谌菁{部25中引導(dǎo)的縱向銷栓10。容納部25完全由復(fù)合材料26包圍。這里要注意，圖2中的視圖是雙重剖切的，葉片連接件在棱邊28和30上沿圓周方向環(huán)繞地持續(xù)，從而側(cè)面32例如構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的外偵牝側(cè)面34此時(shí)構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)側(cè)。圖2示出轉(zhuǎn)子葉片壁的內(nèi)部和外部的區(qū)域在葉片連接件的區(qū)域內(nèi)由混合層壓體24形成，所述混合層壓體面式地與復(fù)合材料26連接。圖3示出轉(zhuǎn)子葉片連接件的一個(gè)可選的實(shí)施形式，其中縱向銷栓10’通過螺紋18’旋擰到套筒36’中?？v向銷栓10’被引導(dǎo)穿過螺距軸承12’的內(nèi)環(huán)或外環(huán)。螺距軸承12’通過螺母14’和墊片16’固定在縱向銷栓10’的轉(zhuǎn)子轂側(cè)的端部上。套筒36設(shè)置在用于縱向銷栓10’的容納部25’中，并朝轉(zhuǎn)載葉片的轉(zhuǎn)子轂側(cè)的端部延伸。套筒36層壓到復(fù)合材料26’中，所述復(fù)合材料構(gòu)成基本上圓柱形的轉(zhuǎn)子葉片壁的一個(gè)弧段。所述復(fù)合材料26’沿徑向由覆蓋層包圍，所述覆蓋層由相同或另外的傳統(tǒng)復(fù)合材料26’組成，這種復(fù)合材料構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片壁部的外側(cè)32’和內(nèi)側(cè)34’。圖4示出沿圖3的線B-B的剖視圖。帶有縱向銷栓10’的內(nèi)部套筒36嵌入由復(fù)合材料26’構(gòu)成容納部中。該容納部構(gòu)造成圓柱體的一個(gè)弧段。復(fù)合材料26’完全包圍套筒36并形成圓周面。在圖4的視圖也是雙重剖切的，從而葉片連接件在邊緣28’和30’上沿圓周方向環(huán)繞地延伸。側(cè)面32例如構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片壁部的外側(cè)，而側(cè)面24構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片壁部的內(nèi)側(cè)。混合層壓體24’如圖4所示是沿葉片連接件的圓周方向設(shè)置在兩個(gè)相鄰的帶有容納部25’的弧段之間，混合層壓體24’面式地與包圍容納部25’的弧段的側(cè)面相連。轉(zhuǎn)子葉片壁部的外側(cè)32’和內(nèi)側(cè)34’由復(fù)合材料26’構(gòu)成的層覆蓋。在轉(zhuǎn)子葉片壁的在圖3中沒有示出的區(qū)域內(nèi)，混合層壓體24’在其厚度上漸縮，優(yōu)選是梯形的，從而此時(shí)轉(zhuǎn)子葉片壁部完全由復(fù)合材料26 ’構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件，具有多個(gè)沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸的容納部(25)，所述容納部能分別容納一個(gè)縱向銷栓(10)以及分別容納一個(gè)設(shè)有用于縱向銷栓(10)的內(nèi)螺紋的構(gòu)件(20 ;36)，轉(zhuǎn)子葉片至少在葉片連接件的區(qū)域內(nèi)由兩種材料制成，其特征在于，第一材料(26)是復(fù)合材料，而第二材料(24)是設(shè)有至少一個(gè)由金屬和/或陶瓷組成的加強(qiáng)層的復(fù)合材料，容納部(25)由第一材料(26)組成，而第二材料(24)與第一材料連接。
2.如權(quán)利要求1所述的葉片連接件，其特征在于，第一材料(26)是纖維加強(qiáng)的復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的葉片連接件，其特征在于，設(shè)有帶有螺紋孔的橫向銷栓(20)作為所述構(gòu)件，所述橫向銷栓裝入橫向于容納部延伸的橫向銷栓容納部(22)中。
4.如權(quán)利要求3所述的葉片連接件，其特征在于，構(gòu)成容納部的第一材料(26)圓柱形地在葉片連接件中環(huán)繞并具有內(nèi)部和外部的圓周面，同樣圓柱形環(huán)繞的第二材料(24)與第一材料的內(nèi)部和/或外部的圓周面連接。
5.如權(quán)利要求3或4所述的葉片連接件，其特征在于，橫向銷栓容納部的壁至少部分地由第二材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的葉片連接件，其特征在于，橫向銷栓容納部的壁至少在其端部段由第二材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1或2所述的葉片連接件，其特征在于，所述構(gòu)件構(gòu)造成具有內(nèi)螺紋的套筒(36)并設(shè)置在容納部(25)中。
8.如權(quán)利要求7所述的葉片連接件，其特征在于，構(gòu)成容納部(25)的第一材料(26)構(gòu)造成一個(gè)圓柱體的弧段，所述弧段分別具有一個(gè)內(nèi)表面、一個(gè)外表面和兩個(gè)側(cè)面，所述第二材料(24’ )分別設(shè)置在兩個(gè)弧段的兩個(gè)相鄰的側(cè)面之間并與所述側(cè)面相連。
9.如權(quán)利要求8所述的葉片連接件，其特征在于，轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)由第一材料(26)構(gòu)成，該構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的第一材料與構(gòu)成所述弧段的第一材料和/或與設(shè)置在各弧段之間的第二材料連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片連接件，具有多個(gè)沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向延伸的容納部(25)，所述容納部分別能容納一個(gè)縱向銷栓(10)并分別與一個(gè)具有用于縱向銷栓(10)的內(nèi)螺紋的構(gòu)件(20；36)相接觸，轉(zhuǎn)子葉片至少在葉片連接件的區(qū)域內(nèi)由兩種材料制成，其特征在于，第一材料(26)是復(fù)合材料，而第二材料(24)是設(shè)有至少一個(gè)由金屬和/或陶瓷組成的加強(qiáng)層的復(fù)合材料，容納部(25)由第一材料(26)組成，而第二材料(24)與第一材料連接。
文檔編號(hào)F03D11/00GK103104423SQ20121029691
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
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