[发明专利]具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法。风力涡轮机转子叶片通常由纤维强化塑料材料例如玻璃纤维与聚酯树脂或环氧树脂的组合制造出。

背景技术

公开文献EP0525263A1披露了一种用于制造纤维强化塑料部件的真空导入工艺。在该已知的工艺中，将多层纤维材料插入到模具中。在这些纤维材料层的下方和上方，分别设有通过多层由被称为剥离层片的层片制成的其它层与那些纤维材料层分开的分配介质。在模具的底面，在下分配介质下方设有注入道，并且在上分配介质上方设有抽吸道。通过抽吸道将气密模具抽空，并且通过注入道吸入液体塑料材料。该材料通过下分配介质分配在模具的整个区域上，并且完全渗透那些纤维材料层。在塑料材料已硬化之后，从纤维强化塑料中去除分配介质和剥离层片。

文献WO2007/038930A1披露了另一种制造纤维强化塑料部件的方法。在所述已知的方法中，采用多孔材料作为分配介质，并且该多孔材料可以与注入的塑料材料粘接。在塑料已硬化之后，分配介质保留在成品部件中。具体地说，它能够形成该部件的表面。

具体地说，在总长例如为50m或更长的特大型转子叶片的情况下，由于强度的原因最好不仅采用玻璃纤维强化塑料材料而且还采用强度甚至更高的纤维材料。这对于主横梁盖尤其如此，它沿着转子叶片的纵向方向延伸，而且形成转子叶片的中央承载结构并且吸收出现的弯曲力矩。碳纤维强化主横梁盖通常用于这样类型的转子叶片。该碳纤维材料非常昂贵，并且因为其性能，尤其是其相对于液体基体材料的流阻与玻璃纤维材料的流阻不同，所以通常最好预先制造出碳纤维强化主横梁盖。例如，它们可以在第一次真空导入工艺中在单独模具中制造出。一旦塑料材料已硬化，则可以从所述模具中将预制主横梁盖取出并且插入到模具中以便制造出风力涡轮机转子叶片的半壳体。然后在第二制造步骤中加入半壳体的其它部件，并且在另一个真空注射成形过程中用液体塑料材料浸渍，因此将它们粘接在预制的主横梁盖上。

预制主横梁盖在模具中的存在即不能被液体塑料材料浸渍的大型主体的存在对注入过程带来了特定要求。这里还有，必须确保纤维材料的完全浸渍。与塑料的大体积聚合一样，必须避免夹气。

为了在该情况下获得可靠的制造过程，经验已经表明，最好在预制主横梁盖的周围中布置表面积较大的分配介质，它促进了液体塑料材料的快速均匀分配。这些结构不相关的分配介质由塑料材料完全浸渍并且一旦塑料材料已硬化则留在部件中。这明显增大了转子叶片的重量，并且尤其在转子叶片与轮毂的连接区域中出现更高的负载。

发明内容

在这基础上，本发明的目的在于在低风险工艺中提供一种制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件的方法，该方法同时实现了部件重量减轻。

该目的是通过具有权利要求1的技术特征的方法来实现的。所附的从属权利要求给出了优选实施方案。

该方法用于制造具有预制主横梁盖的风力涡轮机转子叶片部件，并且包括以下步骤：

提供具有叶片根端和叶片末端的模具；

将由纤维材料制成的至少一层外根部强化层插入到所述模具中；

将所述预制主横梁盖布置在所述至少一层外根部强化层上；

在所述主横梁盖上布置由纤维材料制成的至少一层内根部强化层；

将所述模具闭合；

通过与所述主横梁盖横向间隔开布置的至少一条抽吸道从所述模具中抽出空气；并且

通过在所述主横梁盖下方且具有多个出口的第一注入道供给液体塑料材料；

通过在所述主横梁盖上方且具有多个出口的第二注入道供给液体塑料材料。

所述的制造方法步骤的顺序当然可以至少在一定程度上改变，并且在各个步骤之间当然可以执行其它步骤。例如，可以将其它材料层插入到模具中。

所提供的方法可以具有限定了风力涡轮机转子叶片部件的外表面的内表面。模具的长度和宽度实际上分别对应于部件的长度和宽度，或者稍微更大。模具的长度例如可以为30m或更长、40m或更长或50m或更长，并且宽度例如可以为2m或更长或3m或更长。风力涡轮机转子叶片部件尤其可以涉及转子叶片或预制部件的壳体，它包括主横梁盖和转子叶片的根部区域或由它们构成。

模具具有叶片根端和叶片末端。如果在模具中所要制造的风力涡轮机转子叶片涉及半壳体，则模具的这些端部用于制造半壳体的形成叶片根部和叶片顶部的部件的那些部分。如果该部件不是（完整的）半壳体，则模具的所述端部也可以仅仅代表其中制造出在成品转子叶片的叶片根部和叶片顶部附近的部件部分的那些模具区域。