用于制造風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片的、以及用于制造供此用的型芯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造供一件式地制造風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片用的型芯的、以及用于制造供此用的型芯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片是在設(shè)施運(yùn)行時(shí)高負(fù)荷的構(gòu)件，其中由于所述原因已經(jīng)關(guān)鍵的是良好的結(jié)構(gòu)上的整體性。在此，多年來已經(jīng)證實(shí)的是，尤其在由多個(gè)構(gòu)件組合的轉(zhuǎn)子葉片中，在接合部位的區(qū)域中可見潛在的結(jié)構(gòu)上的薄弱點(diǎn)，所述薄弱點(diǎn)可能需要提高的維護(hù)和維修耗費(fèi)。
[0003]雖然已知已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子葉片的普遍令人滿意的且可靠的結(jié)構(gòu)方式的葉片形狀還有制造方法。盡管如此，存在下述需求:使所需要的接合部位的數(shù)量最小化，以便在用于風(fēng)能設(shè)施的轉(zhuǎn)子葉片中減少損壞風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]在此，已知的方式是一件式地制造風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片。在此，提供型芯和多個(gè)模具部件，其中模具部件以組裝的形式形成待制造的轉(zhuǎn)子葉片的陰模。在模具部件和型芯之間構(gòu)成容積，所述容積用轉(zhuǎn)子葉片的對(duì)于結(jié)構(gòu)重要的材料填充。在此，特別優(yōu)選的是，使用復(fù)合材料、例如GFK或CFK材料。
[0005]當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片的外部形狀通過模具部件自身預(yù)設(shè)時(shí)，型芯負(fù)責(zé)限定轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部形狀，并且同時(shí)用于以層的方式設(shè)置在模具部件和型芯之間的容積中的材料精確地緊貼到由模具部件預(yù)設(shè)的外部形狀上。
[0006]用于一件式地制造風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片的方法例如從DE 602 107 29 T2中已知。在那里描述的方法描述堅(jiān)固的型芯的使用，所述型芯由有彈性的外層包圍。通過結(jié)合硬質(zhì)芯壓縮有彈性的外層，在組裝模具部件時(shí)，將纖維層按壓到模具部件上。
[0007]已知的方法具有多個(gè)缺點(diǎn)。一方面所述方法需要構(gòu)成堅(jiān)固的型芯，使得所述型芯非常精確地制成。由此，用于型芯的高的制造耗費(fèi)是必需的。此外，由于型芯的有彈性的外部區(qū)域存在下述風(fēng)險(xiǎn):在將模具部件擠壓在一起時(shí)，在型芯和模具部件之間的纖維材料層中出現(xiàn)彎曲和波紋形成，這整體上危害轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)上的整體性。此外，由于堅(jiān)固的型芯和為此所需要的生產(chǎn)耗費(fèi)，轉(zhuǎn)子葉片的幾何形狀限制為相對(duì)簡(jiǎn)單的幾何形狀。在DE 602107 29 T2中描述的結(jié)構(gòu)類型的型芯不能以令人滿意的質(zhì)量用于制造在空氣動(dòng)力學(xué)方面優(yōu)化的、可能具有交疊和底切的轉(zhuǎn)子葉片。此外，在將轉(zhuǎn)子葉片一件式地連接和硬化之后，剛性的模具本體不能夠或僅能夠非常難地從這樣的轉(zhuǎn)子葉片中取出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在此背景下，本發(fā)明基于下述目的，提出一種開始提及類型的方法，借助所述方法能夠提供盡可能克服在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)的型芯。
[0009]本發(fā)明在開始提及類型的方法中實(shí)現(xiàn)其所基于的目的，所述方法具有下述步驟:
[0010]-提供柔軟的空心體，例如薄膜軟管；
[0011]-將空心體裝入至少兩個(gè)模具部件之間，所述模具部件相對(duì)于彼此設(shè)置為，使得其構(gòu)成待制造的轉(zhuǎn)子葉片的陰模；
[0012]-在將空心體裝入模具部件之間之前或之后，用松散物料填充空心體；以及
[0013]-在填充并且裝入所述空心體之后，在空心體中產(chǎn)生負(fù)壓，使得空心體凝固。
[0014]在此，本發(fā)明利用下述知識(shí):空心體在施加負(fù)壓之后保持通過模具部件預(yù)設(shè)的形狀。用于此的是作用于加載有負(fù)壓的空心體的環(huán)境壓力。同時(shí)，將空心體用松散物料完全填充用于:在如果施加負(fù)壓時(shí)，模具本體隨后僅承受可忽略的容積損失。這尤其通過下述方式來確保:將空心體完全地用松散物料填充并且松散物料自身是壓力穩(wěn)定的。在用松散物料填充空心體時(shí)，松散物料已經(jīng)將大部分的空氣從空心體中擠壓出來，并且仍殘留的空氣能夠從完全填充的空心體中抽出，其中松散物料的彼此靠近的顆粒保持通過模具部件預(yù)設(shè)的形狀。根據(jù)本發(fā)明的方法的特別的優(yōu)點(diǎn)也表現(xiàn)在，空心體結(jié)合其在用于制造風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片的方法中的應(yīng)用本身能夠在最復(fù)雜的轉(zhuǎn)子葉片幾何形狀的情況下簡(jiǎn)單地移除。為此，僅需要的是:通過打開空心體來減小在空心體中的負(fù)壓，將所述空心體通風(fēng)并且將部分量的松散物料排出，使得能夠?qū)⒖招捏w從模具部件的內(nèi)部或轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部取出。
[0015]本發(fā)明通過下述方式有利地改進(jìn):將空心體在裝入的步驟之前用松散物料部分地、優(yōu)選以20%至70%填充。通過在將空心體裝入或放入模具部件之間之前已經(jīng)將空心體部分地填充，所述空心體能夠更好地在模具部件之內(nèi)定位。同時(shí)，所述空心體由于僅部分的填充然而還是可移動(dòng)的，使得所述空心體能夠很好地再定位和成形。因此，空心體的完全的填充隨后在所述空心體在模具部件之間定位之后進(jìn)行。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法包括下述步驟:在用松散物料填充的、裝入模具部件之間的空心體中產(chǎn)生暫時(shí)的超壓。暫時(shí)在此理解為5分鐘或更少的時(shí)間段。與松散物料的流動(dòng)性能相關(guān)地，在兩位數(shù)的秒范圍中或更小的時(shí)間段也能夠是足夠的。通過所述方法步驟，實(shí)現(xiàn)空心體填充的進(jìn)一步的、明顯的改進(jìn)。已經(jīng)證實(shí)的是，在填充模具部件之間的空心體時(shí)，尤其在底切的范圍中，有時(shí)出現(xiàn)空心體并非百分百地緊貼到通過模具部件預(yù)設(shè)的輪廓上。通過暫時(shí)將超壓施加到空心體的內(nèi)部，所述空心體在一定程度上充氣，由此空心體的壁精確地緊貼到周圍的模具部件上，并且已經(jīng)位于空心體中的松散物料如在安置過程中那樣進(jìn)入到現(xiàn)在附加地產(chǎn)生的空間中。
[0017]在產(chǎn)生超壓的步驟之后，方法有利地通過下述方式改進(jìn):將松散物料再次填充到空心體中。由此，將空心體的通過安置過程所釋放的空間再次用松散物料填滿。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在模具部件之間的容積的最優(yōu)的充分利用。
[0018]依照根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法還包括下述步驟:將優(yōu)選已經(jīng)裝入模具部件之間的空心體傾斜到與水平線成角度、優(yōu)選在5°至90°的范圍中的位置中。已經(jīng)證實(shí)的是，模具部件和位于其中的空心體的傾斜在填充時(shí)、并且優(yōu)選也在用超壓加載空心體時(shí)有利地促進(jìn)松散物料的跟隨和安置。在松散物料的各個(gè)顆粒之間的內(nèi)聚傾斜越強(qiáng)地構(gòu)成，并且松散物料的顆粒越強(qiáng)地彼此卡住，那么根據(jù)本發(fā)明越大地選擇傾斜角。附加地，松散物料的重力在此起促進(jìn)作用。
[0019]依照根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法還包括下述步驟:在與水平線成角度的位置中搖動(dòng)空心體，優(yōu)選已經(jīng)裝入模具部件之間的空心體。術(shù)語(yǔ)搖動(dòng)在此理解為空心體沿不同方向的突然的運(yùn)動(dòng)，使得振動(dòng)傳播至空心體的內(nèi)部。由此，更進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)松散物料的跟隨運(yùn)動(dòng)和安置運(yùn)動(dòng)。
[0020]更優(yōu)選的是，為了填充空心體，提供并且使用填入接管，所述填入接管豎直地與空心體的填入開口間隔開，使得松散物料在重力的作用下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入到空心體中。填入接管優(yōu)選高度能運(yùn)動(dòng)地構(gòu)成并且在空心體傾斜時(shí)跟蹤，使得在傾斜的空心體中也存在豎直的間距。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的改進(jìn)方案中，型芯是多件式的型芯，其中所述部件中的每個(gè)部件借助下述步驟制造:
[0022]-將空心體裝入模具部件之間，所述模具部件相對(duì)于彼此設(shè)置為，使得其構(gòu)成陰模；
[0023]-在將空心體裝入模具部件之間之前或之后，用松散物料填充空心體；以及
[0024]-在填充并且裝入所述空心體之后，在空心體中產(chǎn)生負(fù)壓，其中空心體在對(duì)應(yīng)于陰模的陽(yáng)模中凝固。
[0025]從特定的大小起，風(fēng)能設(shè)施轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)選附加地借助在轉(zhuǎn)子葉片的壁之間在內(nèi)部伸展的連接板加固。連接板優(yōu)選作為模具部件附加地在制造型芯時(shí)已經(jīng)一起嵌入到模具部件之間。在多件式的型芯中，各一部分在構(gòu)成轉(zhuǎn)子葉片的外壁的模具部件和連接板之間延伸。在此，多件式的空心體的每部分優(yōu)選根據(jù)用于一件式的空心體的在上文中描述的優(yōu)選的實(shí)施方式中的一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)成，其中尤其對(duì)于每部分:
[0026]-將相應(yīng)的空心體在裝入的步驟之前部分地、優(yōu)選以20%至70%用松散物料填充，并且在裝入的步驟之后完全地用松散物料填充，并且對(duì)于每部分執(zhí)行下述步驟中的一個(gè)、多個(gè)或所有的步驟:
[0027]-在用松散物料填充的、裝入模具部件之間的空心體中產(chǎn)生短暫的超壓；
[0028]-在產(chǎn)生超壓的步驟之后再次填充松散物料；
[0029]和/ 或
[0030]-將優(yōu)選已經(jīng)裝入模具部件之間的空心體傾斜到與水平線成角度的、優(yōu)選在5°至90°的范圍中的位置中，
[0031]-在與水平線成角度的位置中搖動(dòng)空心體，優(yōu)選是已經(jīng)裝入模具部件之間的空心體。
[0032]優(yōu)選地，借助于加高的填入接管或分別借助于單獨(dú)的填入接管對(duì)每部分進(jìn)行填充。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的方法中優(yōu)選的是，作為松散物料使用優(yōu)選非內(nèi)聚性的松散物料，所述松散物料尤其由球狀的顆粒構(gòu)成。非內(nèi)聚性的單件物料在此理解為單件物料具有不受阻礙的流動(dòng)性能，并且各個(gè)單件物料顆粒不由于粘附到其他顆粒上受到阻礙。在此，能夠忽略由于顆粒的靜電充電造成的附著過程，所述靜電充電例如有時(shí)通過在流動(dòng)期間的摩擦造成。松散物料的顆粒優(yōu)選球形地或多面體狀地構(gòu)成。在球狀的顆粒和具有六個(gè)或更多個(gè)面的多面體中，通常存在特別好的流動(dòng)性能。
[0034]松散物料的顆粒優(yōu)選構(gòu)成為塑料體，優(yōu)選由聚合物材料構(gòu)成。聚合物的組中的大多數(shù)材料是可以考慮的，材料優(yōu)選選自由聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、(膨脹的)聚苯乙烯構(gòu)成的組。特別優(yōu)選的是，松散物料的材料由可生物分解的聚酯構(gòu)成。如果有意地將借助根據(jù)本發(fā)明的方法制造的型芯也在硬化轉(zhuǎn)子葉片期間保留在模具部件之間，那么松散物料的材料優(yōu)選具有足夠的耐溫性。只要玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于80°C、優(yōu)選大于150°C，那么得到所述耐溫性。由于在空心體的內(nèi)部施加的負(fù)壓，那么松散物料的顆粒當(dāng)然也穩(wěn)定地保持形狀，即使所述顆粒不能承受在硬化期間的溫度時(shí)也如此。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在此理解為借助于動(dòng)態(tài)差式掃描量熱法(DSC)