【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造特别地用于制造风力涡轮的转子叶片的预成型件元件的方法。此外，本专利技术涉及一种用于制造风力涡轮转子叶片的方法以及预成型件元件、风力涡轮转子叶片、风力涡轮和用于制造用于风力涡轮转子叶片的预成型件元件的模具。
技术介绍
1、风力涡轮转子叶片通常通过使用液体复合物模制过程来制造，其中液体热固性塑料或热塑性塑料(通常是树脂)经由压差浸渍通过纤维增强材料。压差可以通过在灌注材料的入口处的正压或出口处的真空产生，该真空将液体基质材料抽吸通过纤维增强结构。
2、较高的压差将导致较快的流动，其中液体将流过纤维结构的速度取决于结构的流动阻力或取决于结构对相应液体的渗透性。在真空辅助树脂灌注制造过程中，可通过真空获得的最大压差被限制在大约1巴。为了进一步增加流速，需要增加材料的渗透率。
3、在风力涡轮转子叶片的真空辅助灌注中，通常，用于形成转子叶片的材料叠堆中的流动网格和流动通道的组合用于增加流率，特别是通过纤维增强结构的流率。
4、风力涡轮转子叶片的结构由在转子叶片的根部部段处的大量增强结构层组成，该根部部段沿着转子叶片的翼展方向朝向尖端减小。因此，叶片的根部端部具有需要用树脂灌注的纺织品部件的总体积的大份额和树脂必须流过的最高数量的层，例如用于到达设置在转子叶片结构的芯材料的表面中的流动通道。
5、其结果是，堆叠部件的厚度方向渗透率成为对树脂流动影响最大的因素之一。然而，可以用组装转子叶片的不同部件可以具有不同的流渗透率。特别地，可以布置在部件叠堆的表面上的流动网格可以具
6、然而，纺织品增强部件可以具有低许多数量级的渗透率，特别是在分别与纤维方向或纤维长度正交的方向上。例如，对于可以在风力涡轮转子叶片所需的高性能复合结构中使用的无屈曲增强织物，在贯穿厚度方向(因此正交于纤维的方向)上的渗透率通常比在面内方向上的渗透率低10至100倍。
7、由于纺织品结构的渗透率对浇注叶片所需的总时间具有显著影响，材料中的任何变化都可能显著地影响制造风力涡轮转子叶片所需的过程时间。这也对可以利用的材料具有影响，其中通常增强在纤维丝束之间具有较小间隙的纺织品可以在最终层合物中产生比使用具有较大间隙的纺织品结构更好的物理、机械和疲劳特性。然而，较小的间隙导致较低的渗透率，特别是在垂直于纤维的方向上，并且因此导致较长的过程时间。相反，在丝束之间具有较大间隙的纺织品可以在贯穿厚度方向上具有更好的渗透率，但是可能不利地影响可以从这些结构获得的稳定性。
8、特别是在风力涡轮转子叶片制造中，要放置在叶片的根部端部处的大量层导致占用模具节拍时间的显著部分的材料布置。其结果是，可以使用由一种或多种不同类型的预成型件构建部件组成的预成型件元件。例如，可以使用包括多个增强纺织品部件的预成型件元件，这些增强纺织品部件在它们布置在用于制造转子叶片的模具中之前粘附到彼此。这些预成型件元件可以单独地制造并提升到转子叶片模具中的适当位置中，以减少模具节拍时间并允许更高的生产率。
技术实现思路
1、本专利技术基于提供一种改进的预成型件元件的目的问题，其特别地改进了使用预成型件元件的基于树脂灌注的制造过程中的树脂的分布。
2、根据本专利技术，该问题通过如最初描述的方法解决，该方法包括以下步骤：
3、-提供具有模制表面的模具、一个或多个预成型件构建部件、粘合剂和穿透布置，该穿透布置包括从基部结构和/或从模制表面突出的多个细长穿透元件，其中，预成型件构建部件中的至少一个是包括多根纤维的纺织品部件，
4、-将预成型件构建部件和粘合剂布置在模制表面上，其中，纺织品部件和粘合剂布置成至少部分地彼此接触，其中，纺织品部件和/或穿透布置被布置成使得穿透元件突出到纺织品部件中，局部地间隔纤维，
5、-活化粘合剂以用于至少部分地软化和/或液化粘合剂，
6、-固化活化的粘合剂，以及
7、-分离穿透布置和预成型件部件以用于形成预成型件元件，该预成型件元件包括在穿透元件的位置处从预成型件元件的外表面突出到纺织品部件中的通道。
8、穿透布置的使用允许在待制造的预成型件元件中产生通道。由于当穿透布置的穿透元件布置在纺织品部件中时粘合剂的活化和随后的固化，在预成型件部件和穿透布置的分离之后，通道保留在预成型件元件中。这些通道从预成型件元件的至少一个表面突出到预成型件元件中，其中通道的方向垂直于或至少基本上垂直于纺织品部件中的纤维的方向。因此，在预成型件元件中产生的通道可以用作在使用预成型件元件的树脂灌注过程中施加的树脂的流动路径。
9、由于通道，预成型件元件有利地在与纤维的方向正交的方向上显示出增加的渗透率。通过穿透元件在预成型件元件中局部产生多个通道的可能性允许使用在纤维或纤维丝束之间分别具有小间隙的纺织品部件，使得纺织品部件或由此制造的预成型件元件的结构稳定性不受影响。在预成型件元件的制造期间由穿透元件产生的相对较小的通道对纺织品部件的稳定性不具有显著影响，因为在它们之间的区域中，纺织品部件的纤维没有间隔开，使得它们的整体机械行为不会显著地改变。
10、有利地，在预成型件元件的制造期间使用穿透布置增加了在风力涡轮转子叶片的制造中预成型件元件的厚度方向渗透率。这显著地减少了转子叶片的制造中的模具节拍时间，并且因此也减少了与转子叶片的制造相关联的成本。此外，预成型件元件的使用不会不利地影响转子叶片的制造。此外，分别在纤维或纤维丝束之间具有较小间隙的纺织品部件的使用以及因此在风力涡轮转子叶片的设计中更好的结构特性变得可能。
11、预成型件元件使用具有模制表面的模具制造，其中，一个或多个预成型件构建部件布置在模制表面上。模制表面用于限定待制造的预成型件元件的形状或几何形状。预成型件构建部件包括至少一个纺织品部件，该纺织品部件包括多根纤维。可能的是，预成型件元件由多个纺织品部件和/或由纺织品部件和非纺织品部件(例如由轻木、聚合物、固化的聚合物泡沫等组成的刚性芯元件)的组合制成。
12、粘合剂布置在该至少一个纺织品部件处或内部。粘合剂(其也可以称为结合剂或增粘剂)可以例如被粒化并分布在纺织品部件的表面上。粘合剂可以是例如热塑性、热固性聚合物或环氧基粘合剂，其特别地与用于制造风力涡轮转子叶片的期望树脂相容，使得其不会负面地影响层合结构的机械特性。可能的是，固化的结合剂至少部分地溶解在树脂中，或者固化的结合剂保持不受灌注的树脂的影响。
13、在热塑性或可热活化的粘合剂(例如热固性结合剂)的情况下，通过将结合剂加热到高于玻璃化转变温度，然后将纺织品压实或真空成型为最终的预成型件几何形状来活化结合剂。在这种情况下，活化的粘合剂的固化可以通过冷却来发生，使得相邻地布置的部件通过固化的粘合剂保持在空间中。
14、由于在该步骤期间纤维之间的体积的一部分由穿透布置的穿透元件阻挡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于制造预成型件元件(23)的方法，该预成型件元件(23)特别地用于制造风力涡轮(1)的转子叶片(4)，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿透布置(13)包括板形基部结构(14)，所述穿透元件(15)从所述板形基部结构(14)突出，其中，所述基部结构(14)布置于所述纺织品部件(10)的顶部，所述穿透元件(15)突出到所述纺织品部件(10)中，和/或所述穿透布置(13)包括从所述模制表面(8)突出的多个穿透元件(15)，其中，所述纺织品部件(10)布置成与所述模制表面(8)直接接触。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用至少部分地包括圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形或多边形横截面区域的穿透元件(15)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有在2mm和15mm之间的突出长度和/或在0.5mm和2mm之间的直径的穿透元件(15)和/或使用至少部分地可缩回的穿透元件(15)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用包括渐缩末端部段(17)
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述穿透元件(15)均匀地分布在所述基部结构(14)上和/或所述模制表面(8)上，和/或所述基部结构(14)和/或所述模制表面(8)包括具有不同分布和/或密度的穿透元件(15)的至少两个区域。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述布置的纺织品部件(10)至少部分地被压缩，其中，所述穿透元件(15)完全在所述压缩的纺织品部件(10)内延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用能够通过热、无线电波和/或超声波激发活化的粘合剂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热装置用于活化所述粘合剂，其中，所述加热装置邻近所述穿透布置(13)布置。
10.一种用于使用根据前述权利要求中任一项所述制造的一个或多个预成型件元件(23)制造风力涡轮(1)的转子叶片(4)的方法。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预成型件元件(23)布置在叶片模具(27)中，其中，树脂被灌注到所述预成型件元件(23)中，其中，所述树脂被供应到包括所述通道(24)的所述至少一个表面(25)的至少一部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，至少一个流动增强层(28)布置于包括所述通道(24)的所述至少一个表面(25)，其中，所述树脂被供应到所述流动增强层(28)的一部分。
13.一种用于根据权利要求1至9中任一项所述制造的风力涡轮转子叶片(4)的预成型件元件。
14.一种根据权利要求10至12中任一项所述制造的风力涡轮转子叶片。
15.一种包括根据权利要求14所述的风力涡轮转子叶片(4)的风力涡轮。
16.一种用于制造特别地用于制造风力涡轮转子叶片(4)的预成型件元件(23)的模具，其中，所述模具(7)包括模制表面(8)和穿透布置(13)，其中，所述穿透布置(13)包括从所述模制表面(8)突出的多个细长穿透元件(15)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于制造预成型件元件(23)的方法，该预成型件元件(23)特别地用于制造风力涡轮(1)的转子叶片(4)，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿透布置(13)包括板形基部结构(14)，所述穿透元件(15)从所述板形基部结构(14)突出，其中，所述基部结构(14)布置于所述纺织品部件(10)的顶部，所述穿透元件(15)突出到所述纺织品部件(10)中，和/或所述穿透布置(13)包括从所述模制表面(8)突出的多个穿透元件(15)，其中，所述纺织品部件(10)布置成与所述模制表面(8)直接接触。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用至少部分地包括圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形或多边形横截面区域的穿透元件(15)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有在2mm和15mm之间的突出长度和/或在0.5mm和2mm之间的直径的穿透元件(15)和/或使用至少部分地可缩回的穿透元件(15)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用包括渐缩末端部段(17)的穿透元件(15)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述穿透元件(15)均匀地分布在所述基部结构(14)上和/或所述模制表面(8)上，和/或所述基部结构(14)和/或所述模制表面(8)包括具有不同分布和/或密度的穿透元件(15)的至少两个区域。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述布置的纺织品部件(10)至少部分地被压缩，其中，所述穿...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·范奥斯特罗姆，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：
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