用于制造用于風(fēng)能設(shè)備轉(zhuǎn)子葉片的半成品的設(shè)備和方法,以及借此的轉(zhuǎn)子葉片和風(fēng)能設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造用于風(fēng)能設(shè)備轉(zhuǎn)子葉片的葉片端部的設(shè)備，所述設(shè)備具有纏繞芯棒，所述纏繞芯棒為了卷起優(yōu)選帶狀的、纖維復(fù)合材料而是可轉(zhuǎn)動(dòng)的。
【背景技術(shù)】
[0002]基本上，在轉(zhuǎn)子葉片技術(shù)領(lǐng)域中，并且尤其是在風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片技術(shù)領(lǐng)域中，對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片的轂側(cè)的端部件提出特別的穩(wěn)定性要求，因?yàn)檫@些端部件負(fù)責(zé)用于力從葉片導(dǎo)入到轂中，并且經(jīng)受尤其高的靜態(tài)的以及動(dòng)態(tài)的負(fù)荷。因此有重要的是，用于風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的葉片端部可以高的生產(chǎn)精度并且在維持高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的情況下制造。
[0003]用于上述轉(zhuǎn)子葉片的葉片端部通常由多個(gè)構(gòu)件構(gòu)成，其中至少一些由纖維復(fù)合材料制造。從現(xiàn)有技術(shù)中已知的是，拼接由干燥形式的纖維復(fù)合材料構(gòu)成的多個(gè)模制件。這樣拼接的“干燥的”纖維復(fù)合模制件迄今為止通常相對(duì)于彼此氣密性地封閉、抽真空并且緊接著以所謂的真空注射法或者也可以是灌注法以流體來(lái)浸泡(此后稱(chēng)為“浸泡流體”)。所述流體在滲透纖維復(fù)合材料之后硬化，因此整個(gè)結(jié)構(gòu)失去結(jié)合和穩(wěn)定性。
[0004]在該已知的方法中，所述方法通常提供令人滿意的結(jié)果，然而在特定的個(gè)別情況中會(huì)引起，浸泡流體不同樣快地進(jìn)入到由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的模制件的不同的結(jié)構(gòu)區(qū)域中。由于不均勻的流動(dòng)前沿的這種構(gòu)成，在極端情況下會(huì)引起，纖維復(fù)合材料不是到處都以相同的方式借助于浸泡流體潤(rùn)濕。在未充分潤(rùn)濕的部位處因此會(huì)引起硬化狀態(tài)中的構(gòu)件較低的強(qiáng)度，這提高了失效風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中考慮到生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性被而認(rèn)為不利的是:為了制造各個(gè)模制件的這樣的組合，迄今為止必須插入或者提供附加的機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)僅實(shí)現(xiàn)浸泡流體的引導(dǎo)和抽真空，例如真空薄膜和流體管道。
[0006]為了構(gòu)成葉片端部的基本結(jié)構(gòu)，例如從DE 10 2010 026 018 Al中已知一種用于風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子葉片的纏繞技術(shù)。但是在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)在此未被消除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]以上述實(shí)施方案為背景，本發(fā)明基于下述目的，如下改進(jìn)根據(jù)開(kāi)始所描述的類(lèi)型的用于制造葉片端部的設(shè)備，使得盡可能大程度地消除在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)。
[0008]因此本發(fā)明尤其是基于下述目的，提出一種設(shè)備，借助于所述設(shè)備能夠制造在強(qiáng)度中具有較低的波動(dòng)的葉片端部。本發(fā)明此外尤其是基于下述目的，在開(kāi)始提到類(lèi)型的設(shè)備中提供提尚的生廣經(jīng)濟(jì)性。
[0009]本發(fā)明在開(kāi)始提到類(lèi)型的設(shè)備中通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)其所基于的目的，即通過(guò)所述設(shè)備具有沿著纏繞芯棒可行進(jìn)的、用于在圍繞纏繞芯棒卷起之前浸泡纖維復(fù)合材料的浸泡裝置，和優(yōu)選與浸泡裝置同步地沿著纏繞芯棒可進(jìn)行的、用于提供纖維復(fù)合材料的倉(cāng)儲(chǔ)裝置。
[0010]本發(fā)明基于下述常識(shí)，借助于浸泡過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)纖維復(fù)合材料整體上更好的潤(rùn)濕。該浸泡過(guò)程使得除了用于葉片端部的纖維復(fù)合材料外還不需要裝入其它的結(jié)構(gòu)元件、例如真空薄膜或者流體管道。
[0011]本發(fā)明此外尤其是利用浸泡裝置和提供纖維復(fù)合材料的倉(cāng)儲(chǔ)裝置優(yōu)選同步地沿著可轉(zhuǎn)動(dòng)的纏繞芯棒行進(jìn)，使得在連續(xù)的過(guò)程中，纖維復(fù)合材料能夠卷起到纏繞芯棒上并且同時(shí)短暫地在卷起過(guò)程本身之前在浸泡裝置中設(shè)有浸泡流體。通過(guò)緊接著浸泡的時(shí)間臨近的卷起實(shí)現(xiàn)浸泡流體在纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部極其有利的均勻的分布。作為浸泡流體根據(jù)本發(fā)明例如考慮(人造)樹(shù)脂。根據(jù)本發(fā)明例如考慮CFK或者GFK作為纖維復(fù)合材料。
[0012]通過(guò)纏繞芯棒能夠穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)并且浸泡裝置和倉(cāng)儲(chǔ)裝置的相對(duì)于纏繞芯棒的明顯更小的結(jié)構(gòu)單元沿著纏繞芯棒行進(jìn)的方式，此外提供了設(shè)備方面的優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明通過(guò)如下方式來(lái)改進(jìn):倉(cāng)儲(chǔ)裝置具有多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的、用于容納纖維復(fù)合材料輥的輥支架。這些纖維復(fù)合材料輥中的相應(yīng)的主輥對(duì)于纖維復(fù)合材料開(kāi)卷是有效的，其中纖維復(fù)合材料經(jīng)由浸泡裝置由所述設(shè)備運(yùn)送到纏繞芯棒并且通過(guò)纏繞芯棒的旋轉(zhuǎn)而卷起到該纏繞芯棒上。在必要的輥更換中，在上述輥完全地開(kāi)卷之前，優(yōu)選操作之前處于待機(jī)的(副)輥，以便能夠以盡可能小的時(shí)間延遲將纖維復(fù)合材料從下一個(gè)輥饋入到運(yùn)送路徑中并且開(kāi)卷。
[0014]在任何情況下其余的、非有效的輥用于儲(chǔ)備纖維復(fù)合材料并且確保:用于更換輥的盡可能低的更換時(shí)間損害纏繞過(guò)程。通過(guò)提供上述類(lèi)型的倉(cāng)儲(chǔ)裝置能夠?qū)⑿碌摹⑽从眠^(guò)的纖維復(fù)合材料棍插到之前開(kāi)卷的纖維復(fù)合材料棍的部位處，而不中斷所述設(shè)備和卷起過(guò)程。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，輥支架具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。此外優(yōu)選的是，纏繞芯棒也具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。
[0016]尤其優(yōu)選的是，輥支架的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和纏繞芯棒的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選借助于電子的控制單元可彼此相關(guān)地運(yùn)行。優(yōu)選地，輥支架的驅(qū)動(dòng)力和開(kāi)卷速度被控制為，使得盡管輥直徑變小但是所述驅(qū)動(dòng)力和開(kāi)卷速度還確保開(kāi)卷的纖維復(fù)合材料的恒定的帶速度。同樣優(yōu)選適用于纏繞芯棒，盡管連續(xù)地卷起的纖維復(fù)合材料層的直徑增加，但是所述纏繞芯棒維持卷起的或者繞起的纖維復(fù)合材料的恒定的軌道速度。
[0017]優(yōu)選地，電子的控制單元或者附加的電子的控制單元構(gòu)建用于，相應(yīng)于之前定義的規(guī)定控制浸泡裝置和倉(cāng)儲(chǔ)裝置沿著纏繞芯棒的行進(jìn)運(yùn)動(dòng)的推進(jìn)力。
[0018]優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備上設(shè)有測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)構(gòu)成用于檢測(cè)在倉(cāng)儲(chǔ)裝置處的開(kāi)卷的軌道速度和/或用于檢測(cè)在纏繞芯棒處的被卷起的纖維復(fù)合材料的軌道速度。這例如能夠是光學(xué)測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量在相應(yīng)的輥處的厚度增加或者厚度減小。在與可從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器讀取的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的組合中，因此也可確定軌道速度。
[0019]在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，倉(cāng)儲(chǔ)裝置具有多個(gè)輥支架的轉(zhuǎn)塔式的布置。通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)裝置構(gòu)成為轉(zhuǎn)塔的方式，各個(gè)輥能夠在其輥支架中通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)器的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)入到用于開(kāi)卷的相應(yīng)的運(yùn)行位置中。優(yōu)選地，當(dāng)準(zhǔn)備更換轉(zhuǎn)子時(shí)，兩個(gè)相鄰的輥是有效的。優(yōu)選地，在此由作為下一個(gè)待運(yùn)行的輥支架預(yù)先饋送一定量的纖維復(fù)合材料，因此該纖維復(fù)合材料能夠盡可能沒(méi)有時(shí)間延遲地、必要時(shí)與之前的輥的端部部段重疊地由倉(cāng)儲(chǔ)裝置沿著朝向浸泡裝置的方向運(yùn)送。
[0020]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)塔式的布置以旋轉(zhuǎn)的方式安裝，并且尤其是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的。多個(gè)輥支架例如能夠星形地設(shè)置在匯聚的臂或者支承環(huán)上。
[0021]轉(zhuǎn)塔式的布置的可旋轉(zhuǎn)性也確保了，能夠以尤其低的耗費(fèi)在與有效的輥相對(duì)置的一側(cè)上實(shí)行輥更換。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)備具有在倉(cāng)儲(chǔ)裝置的區(qū)域中的、優(yōu)選安置在倉(cāng)儲(chǔ)裝置上的、可與輥支架的開(kāi)卷方向不平行地行進(jìn)的縫合機(jī)，所述縫合機(jī)用于將從第一輥支架處優(yōu)選完全開(kāi)卷的第一纖維復(fù)合材料輥上的部段、尤其是端部部段與從第二輥支架處優(yōu)選尚未完全開(kāi)卷的第二纖維復(fù)合材料輥的部段、優(yōu)選起始部段連接。根據(jù)該實(shí)施方式，在運(yùn)行時(shí)借助于縫合機(jī)將所用的輥的輥端部與尚未用的輥的起始處縫合，使得新的輥從舊的輥的端部通過(guò)纏繞芯棒的纏繞過(guò)程與在運(yùn)送路徑中沿著朝向浸泡裝置的方向牽拉。此外，使用縫合機(jī)實(shí)現(xiàn)了輥更換的不中斷的實(shí)施，這對(duì)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性起尤其有利的作用。作為縫合機(jī)例如能夠使用工業(yè)縫合機(jī)，也稱(chēng)為縫袋機(jī)?？p針腳的足夠大的間距確保不以不允許的方式影響借助于浸泡流體的浸透。
[0023]在其它的優(yōu)選的實(shí)施方式中，替代于或者附加于縫合機(jī)，提供裝訂機(jī)裝置和/或粘接裝置以用于將纖維復(fù)合材料的部段彼此接合。
[0024]此外優(yōu)選的是，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，浸泡裝置具有多個(gè)轉(zhuǎn)向輥，所述轉(zhuǎn)向輥用于使從倉(cāng)儲(chǔ)裝置朝向纏繞芯棒延伸的纖維復(fù)合材料的多次轉(zhuǎn)向。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向輥以距浸泡盆的底部相同的或者不同的間距設(shè)置。由此，被運(yùn)送經(jīng)過(guò)浸泡裝置的纖維復(fù)合材料多次地沿著不同的方向彎曲。這分別引起，通過(guò)遠(yuǎn)離纖維復(fù)合材料軌道的中性纖維的交替的伸展和壓緊實(shí)現(xiàn)浸泡流體在纖維復(fù)合材料內(nèi)部的更均勻的分布。優(yōu)選地，在運(yùn)行時(shí)，浸泡盆以流體來(lái)填充，使得纖維復(fù)合材料多次地浸入到浸泡流體中。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，浸泡裝置具有多個(gè)張緊輥，所述張緊輥為了張緊纖維復(fù)合材料可與該纖維復(fù)合材料接觸，其中優(yōu)選在兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)向輥之間分別設(shè)置至少一個(gè)張緊輥。張緊輥優(yōu)選構(gòu)成為，防止纖維復(fù)合材料在浸泡裝置中松弛和滑轉(zhuǎn)，以便確保纖維復(fù)合材料穿過(guò)浸泡裝置的盡可能均勻的穿過(guò)時(shí)間。由此改進(jìn)了涂覆的均勻性和浸透的程度的波動(dòng)大小。
[0026]優(yōu)選地，一個(gè)、多個(gè)或者所有的張緊輥具有用于檢測(cè)輥張緊力的測(cè)量機(jī)構(gòu)。這例如能夠是力測(cè)量裝置，所述力測(cè)量裝置檢測(cè)垂直于纖維復(fù)合材料的軌道運(yùn)動(dòng)的壓緊力。該測(cè)量機(jī)構(gòu)優(yōu)選借助于所述設(shè)備的電子控制裝置來(lái)作用，或者與分開(kāi)的電子控制裝置和必