[发明专利]一种装置和使用这种装置对齐芯元件的方法

说明书

本发明涉及用于制造风力涡轮机叶片构件的套件、制造这种风力涡轮机叶片构件的方法及其风力涡轮机叶片构件。单个面板部分（20）通过布置在相邻的面板部分（20）之间的互锁装置（22,37,39）进行互锁。互锁装置（22,37,39）包括至少一个端部轮廓，其配置成插入到面板部分（20）中的至少一个匹配的凹槽（23a）中。在互锁装置（22,37,39）与面板部分（20）之间形成间隙（34），以使得套件能够适应于风力涡轮机叶片的外形。

技术领域

本发明涉及用于制造风力涡轮机叶片构件的套件，包括第一和第二面板部分，每个面板部分具有布置在周边边缘中的凹槽，其配置成接收互锁装置的一个端部。

本发明进一步涉及制造风力涡轮机叶片的方法，包括以下步骤：铺设多层纤维材料，然后将如上所述的面板部分的套件布置在这些层的顶部上，并最后铺设进一步的多层纤维材料，其中，随后将树脂引入到纤维材料和芯材料中并且然后固化。

本发明还涉及用如上所述的面板部分的套件制造的风力涡轮机叶片。

背景技术

众所周知，用于现代风力涡轮机的风力涡轮机叶片已变得更大且更重，以增加来自风力涡轮机的能量生产。这是通过增加风力涡轮机叶片的空气动力学轮廓，并因此增加叶片长度来实现的。增加风力涡轮机叶片的尺寸还增加了风力涡轮机叶片上的空气动力学载荷和静载荷。

风力涡轮机叶片可以通过将多层叠层(laminate)的纤维材料铺设在叶片模具中（可选地，在已将凝胶涂层施加到模制表面之后）来制造。由芯材料构成的面板可以布置在第一组多层纤维材料与第二组多层纤维材料之间以形成夹层结构。然后将树脂引入到纤维材料和芯材料中，并最后固化以形成具有所期望的空气动力学轮廓的第一叶片壳体部件。然后对第二叶片壳体部件重复该过程。通过粘合剂将两个固化的叶片壳体部件连接在一起。叶片壳体的外表面或仅暴露的胶线可以加工成它们的成品形状，并且然后被涂覆以形成成品风力涡轮机叶片。

芯面板由多个相对于彼此对齐的单个面板部分组成。每个面板部分包括附接到柔性织物或片材的多个单个芯块，诸如在US 8470425 B2中公开的。已知的问题是面板部分的错位导致了形成在面板部分之间的大的间隙或形成在夹层结构中的褶皱。这可以导致主叠层的不正确位置，其进而影响风力涡轮机叶片的整体性能和结构特性。这可以通过施加由金属或塑料制成的U形钉(staple)来互锁相邻的面板部分进行解决。在相邻的面板部分之间厚度中的任何台阶必须磨成平滑过渡。

DE 102009054690 A1公开了使用互锁装置来锁定单个面板部分的另一种方式。每个面板部分包括布置在周边边缘中的单独的凹槽，用于接收互锁装置的一个端部。互锁装置被迫使进入到凹槽中并填满整个凹槽，由此防止面板部分相对于彼此弯曲。该凹槽与相邻的面板部分中的相对面向的凹槽对齐，并且将互锁装置插入到对齐的凹槽中。互锁装置的相对面向的端部被成形为燕尾榫，所述燕尾榫具有半圆形的端部轮廓和沿侧表面的清晰的限定分明的边缘。

DE 102009054690 A1的锁定装置具有比面板部分的局部厚度大的局部厚度，因此相对面向的侧表面各自从相邻的面板部分的对应的侧表面突出。锁定装置的突出部件被设计为阻止任何横向的树脂流动，并沿锁定装置的长度引导树脂流动。

US 2015/0151509 A1公开了一种替代的芯面板，其中，一层纤维材料被编织在单个芯杆或条之间中，所述单个芯杆或条在纵向方向上延伸。该层沿一个杆的上表面延伸，穿过相邻的杆之间所形成的间隙，并进一步沿相邻的杆的下表面延伸。该层纤维材料用于在树脂注入或注射过程中促进在上皮肤和下皮肤之间的树脂流动。芯面板包括不同厚度的面板部分和具有从一个端部到另一个端部成锥形的厚度的中间面板部分。

GB 2153408 A公开了一种具有连续的突出互锁元件的阵列的面板部分，其中，该阵列与另一个面板部分上的互锁元件的匹配的阵列接合。突出元件形成了紧密配合，并因此没有间隙形成在突出元件与凹槽之间。因此，面板部分借助于防止在面板部分之间任何相对移动的压缩来互锁。

发明目的