CN102233626A - 改进的风力涡轮机叶片制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力涡轮机叶片制造装置，其包括由铰接机构(4)连接并且具有各自细长的第一和第二模制表面(21、31)的第一模具(2)和第二模具(3)，其中第一模具(2)适合于在第一和第二旋转步骤中通过铰接机构(4)从模具打开位置旋转到模具闭合位置，其特征在于铰接机构(4)被设置成在第一旋转步骤的至少一部分期间使第一模具(2)经受组合的旋转及平移运动。

Description

改进的风力涡轮机叶片制造装置
技术领域
本发明涉及一种风力涡轮机叶片制造装置，该装置包括通过铰接机构连接、并且具有各自细长的第一和第二模制表面的第一模具以及第二模具。本发明还涉及一种用于制造风力涡轮机叶片的方法。
背景技术
风力涡轮机行业的基本趋势是风力涡轮机变得越来越大。这引发了一些关于制造叶片的问题，这些叶片的长度可超过50米。对于如此大的物品，期望将所需的工厂空间保持在较低水平，因为这样的空间对于制造商而言意味着巨大投资。
风力涡轮机叶片通常在两个细长的模具中制造而成，所述模具在彼此旁边横向地设置，它们的纵向方向基本上平行，其中模具由某种铰接机构连接。在模具中，各个加压及抽吸侧外壳被放置在诸如玻璃和环氧树脂的纤维加强塑料中。这样做使得模具表面面向上方。在固化后，外壳彼此粘合，通常借助设置在它们之间的主梁或者类似的结构性加强元件。对于外壳的这种组装，内部设有固化外壳的一个模具通过铰接机构翻转到另一个模具的顶部之上，从而使得模具表面彼此面向，并且外壳通过适当位置的粘结剂而结合在一起。这种方法的变形在DK200200306U3以及EP1562733B1中进行了描述。
为了减小所需的高度，WO2007/054088提出了具有两轴线铰接机构的叶片制造装置，由此一个模具围绕着一个轴线翻转到一半路途，以及围绕着另一个轴线翻转剩余的路途。尽管这样能够在模具表面面向上方时减小翻转步骤所需的高度，但是这种装置在模具的横向方向上需要相对较大的水平尺寸，从而在翻转之前允许足够的空间用于双轴线铰接机构。
发明内容
本发明的目的是改进风力涡轮机叶片的制造。本发明的另一目的是减少制造风力涡轮机叶片所需的空间。
这些目的是通过一种风力涡轮机叶片制造装置而实现的，该装置包括由铰接机构连接并且具有各自细长的第一和第二模制表面的第一模具和第二模具，其中第一模具适合于在第一和第二旋转步骤中通过所述铰接机构从模具打开位置旋转到模具闭合位置，其特征在于，所述铰接机构被设置成在所述第一旋转步骤的至少一部分期间使所述第一模具经受组合的旋转及平移运动。
第一模具在第一和第二旋转步骤期间分别地围绕着第一和第二旋转轴线旋转。在所述WO2007/054088中，对于翻转模具的旋转轴线在每个旋转步骤期间都保持固定。本发明引入了组合的旋转及平移运动，在此期间第一旋转轴线移动。由此，铰接机构能够设置成使得第一模具特别是其重心在第一旋转步骤中能够远离第二模具平移。这相应地允许第一和第二模具部分在第一模具的模具打开位置时被设置成彼此靠近，由此能够保持整个叶片制造装置的宽度，同时保留了由双旋转轴线铰接机构所提供的低高度需求的优点。
第一模具部分还可以在第一旋转步骤期间移动远离第二模具部分，原因是第一旋转轴线与第二模具之间的距离在第一旋转步骤的至少一部分期间大于第一模具与第二模具之间的距离。
应当理解的是，第一和第二模制表面在纵向方向上从各个根部端延伸到各个末端，它们对应于在叶片制造装置中制造的叶片的相应根部端和末端。(根据这种表达方式，横向方向被定义为垂直于纵向方向、从叶片前缘的位置到叶片后缘的位置的延伸。)进一步理解的是，第一和第二模制表面的纵向方向基本上是平行的，并且第二模制表面被定向成基本上面向上方。
还应当理解的是，第一和第二旋转轴线基本上平行于第一模制表面的纵向方向，并且它们并不重合，而是通常大致平行。同时，在模具打开位置时，第一模制表面基本上面向上方，以及在模具闭合位置时，第一模制表面位于第二模制表面上方，以及第一与第二模制表面面向彼此。进一步，应当理解的是，在第一旋转步骤期间，第一模具从模具打开位置旋转到中间位置，其中第一模制表面被翻转向着第二模具部分。同时，在第二翻转步骤期间，第一模具从中间位置旋转到模具闭合位置。
优选地，铰接机构包括至少一个旋转元件，该旋转元件在第一元件连接部旋转地连接到固定单元，该固定单元在第一旋转步骤期间适合于保持固定，以及该旋转元件在第二元件连接部旋转地连接到第一模具，第二元件连接部与第二模具之间的距离至少在第一模具的模具打开位置期间短于第一元件连接部与第二模具之间的距离。
优选地，第一和第二元件连接部的旋转轴线平行于第一旋转轴线。固定元件可以是铰接机构的一部分，或者它可以是单独的单元，例如连接到设置有制造装置的建筑物中的地面上。
优选地，第一模具的重心与第二模具之间的距离短于第二元件连接部与第二模具之间的距离。优选地，旋转元件适合于相对于第一模具在相反方向上旋转。优选地，铰接机构包括至少一个驱动单元，其适合于在第一旋转步骤期间作用在至少一个旋转元件的至少一个上，从而驱使旋转元件绕着第一元件旋转部旋转。优选地，第二旋转轴线与第二模具之间的距离至少在模具打开位置时短于第二元件连接部与第二模具之间的距离。优选地，第一模具设置有至少一个辊子，其适合于承载第一模具的至少一部分重量，辊子与第二模具之间的距离至少在模具打开位置时短于第二元件连接部与第二模具之间的距离。优选地，辊子与第二模具之间的距离至少在模具打开位置时短于第一模具的重心与第二模具之间的距离。
所述目的还可以通过根据权利要求10-15任一所述的制造风力涡轮机叶片的方法而实现。
附图说明
下面，参考附图描述本发明的实施例，其中图1-图4显示了风力涡轮机叶片制造装置的短的端部的侧视图，模具处于各自不同的位置，以及图5示意性地显示在图1-图3中所示位置期间的制造装置的模具。
具体实施方式
图1显示了风力涡轮机叶片制造装置1，其包括通过铰接机构4连接的第一模具2和第二模具3。模具2、3具有各自细长的第一和第二模制表面21、31，所述表面沿着相应纵向平行方向延伸到“显示图1的纸张”中。在图1中，第一模具2处于模具打开位置，其中第一和第二模制表面21、31被定向成向着上方。
如下所述，第一模具2适合于在第一及第二旋转步骤中通过铰接机构4分别地围绕着第一和第二旋转轴线从模具打开位置旋转到模具闭合位置。
铰接机构4包括多个旋转元件41，其沿着第一模具2的纵向方向分布，并且在图1中只显示出一个。旋转元件41在各个第一元件连接部411以旋转的方式连接到铰接机构4的固定单元42。固定单元42适合于在第一旋转步骤期间保持固定。旋转元件41在各个第二元件连接部412以旋转的方式连接到第一模具2。在第一模具2处于模具打开位置时，第二元件连接部412与第二模具3之间的距离要短于第一元件连接部411与第二模具3之间的距离。
应当认识的是，在模具打开位置，第一模具2的中心CG2与第二模具3之间的距离优选地短于第二元件连接部412与第二模具3之间的距离。
同时参考图2和图3。对于每个旋转元件41，铰接机构都包括驱动单元43，驱动单元适合于在固定单元42与各个旋转元件41之间产生作用，从而驱使旋转元件41绕着第一元件连接部411旋转。这将会导致第一模具2在相反方向上旋转，如图2中所示，以竖立在如图3所示的中间位置，其中第一模制表面21被翻转向着第二模具3。驱动单元43可以是任意适当的类型，例如液压致动器或者电力马达。
对于这个第一旋转步骤，第一模具设置有在第一模具2的纵向方向上分布的多个辊子22，在附图中只显示出一个。在图1中所示的模具打开位置时，辊子22与第二模具3之间的距离短于第二元件连接部412与第二模具3之间的距离。同时，在模具打开位置时，辊子22与第二模具3之间的距离短于第一模具2的重心与第二模具3之间的距离。在第一旋转步骤期间，辊子22将承载第一模具2的一部分重量，并且它们将会在远离第二模具3的方向上移动。
如图4中所示，在第二翻转步骤期间，第一模具2围绕着第二轴线A2从中间位置旋转到模具闭合位置，其中第一模制表面21位于第二模制表面31上方，并且第一和第二模制表面彼此相对。第二轴线A2是通过铰接机构在固定单元42与第二模具3之间的关节式接头提供的。在模具打开位置(图1)，第二轴线A2与第二模具3之间的距离短于旋转元件41与第二模具3之间的距离。
应当认识的是，制造装置在这个实施例中适合于在第一模具2已经到达图4中所示的模具闭合位置之后提供第一模具2相对较短的平移运动(没有显示)，从而使第一和第二模制表面21、31彼此更加靠近。这个平移运动将最终使制造装置在制造阶段闭合，其中在模具2、3中固化的风力涡轮机叶片外壳通过设置在它们之间的主梁而被结合到一起。
下面参考图5。在第一旋转步骤期间，第一模具2经受组合的旋转及平移运动，以及第一模具2的重心CG2从如PCG21所示的位置移动到如PCG22所示的位置。这样，第一模具2的重心CG2与第二模具3之间的距离增加，(如双箭头DC1、DC2所表示)。
图5还示意性地显示出在第一旋转步骤中第一旋转轴线如何运动。(这种移动的旋转轴线有时被称作瞬时旋转中心)。当第一模具2开始旋转时，第一旋转轴线大致地位于如十字A11所示的位置。当第一模具2处在虚线P21所示的位置时，第一旋转轴线位于如十字A12所示的位置。随着第一模具旋转的继续，第一旋转轴线在大致由箭头M1所示方向运动。可以看到，在第一旋转步骤期间，第一旋转轴线A11、A12以远离第二模具3的方式并且也向上地进行移动。

Claims (15)

1.一种风力涡轮机叶片制造装置，包括由铰接机构(4)连接并且具有各自细长的第一和第二模制表面(21、31)的第一模具(2)和第二模具(3)，其中：
-第一模具(2)适合于在第一和第二旋转步骤中通过所述铰接机构(4)从模具打开位置旋转到模具闭合位置，其特征在于：
-所述铰接机构(4)被设置成在所述第一旋转步骤的至少一部分期间使所述第一模具(2)经受组合的旋转及平移运动。
2.如权利要求1所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述铰接机构(4)被设置成使所述第一模具(2)在所述第一旋转步骤期间远离所述第二模具(3)平移。
3.如权利要求1或2任一所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述铰接机构(4)包括至少一个旋转元件(41)，所述旋转元件在第一元件连接部(411)旋转地连接到固定单元(42)，所述固定单元适合于在第一旋转步骤期间保持固定，以及所述旋转元件在第二元件连接部(412)旋转地连接到所述第一模具(2)，所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述第一模具(2)的模具打开位置期间短于所述第一元件连接部(411)与所述第二模具(3)之间的距离。
4.如权利要求3所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述第一模具(2)的重心与所述第二模具(3)之间的距离短于所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离。
5.如权利要求3或4任一所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述旋转元件(41)适合于相对于所述第一模具(2)沿着相反方向旋转。
6.如权利要求3-5任一所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述铰接机构(4)包括至少一个驱动单元(43)，所述驱动单元适合于在所述第一旋转步骤期间作用在所述至少一个旋转元件(41)中的至少一个上，从而驱使所述旋转元件(41)围绕着所述第一元件连接部(411)旋转。
7.如权利要求3-6任一所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述第一模具(2)适合于在所述第一以及第二旋转步骤期间分别地围绕第一和第二旋转轴线(A11、A12、A2)旋转，并且所述第二旋转轴线(A2)与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述模具打开位置时短于所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离。
8.如权利要求3-7任一所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述第一模具(2)设置有至少一个辊子(22)，所述至少一个辊子适合于承载所述第一模具(2)的至少一部分重量，所述辊子(22)与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述模具打开位置时短于所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离。
9.如权利要求8所述的风力涡轮机叶片制造装置，其特征在于，所述辊子(22)与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述模具打开位置时短于所述第一模具(2)的重心与所述第二模具(3)之间的距离。
10.一种用于制造风力涡轮机叶片的方法，所述方法使用一种制造装置，所述制造装置包括通过铰接机构(4)连接并且具有各自细长的第一和第二模制表面(21、31)的第一模具(2)和第二模具(3)，所述方法包括在第一和第二旋转步骤中将所述第一模具(2)从模具打开位置旋转到模具闭合位置，其中，在所述第一旋转步骤的至少一部分期间，所述第一模具(2)经受了组合的旋转及平移运动。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第一旋转步骤中，第一模具(2)远离所述第二模具(3)平移。
12.如权利要求10或11任一所述的方法，其特征在于，包括在所述第一旋转步骤期间使至少一个旋转元件(41)围绕所述旋转元件(41)与固定单元(42)之间的第一元件连接部(411)旋转，所述固定单元在所述第一旋转步骤期间保持固定，以及同时使所述第一模具(2)围绕所述第一模具(2)与所述旋转元件(41)之间的第二元件连接部(412)旋转，所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述第一模具(2)处于模具打开位置时短于所述第一元件连接部(411)与所述第二模具(3)之间的距离。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一模具(2)的重心与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述第一模具(2)处于模具打开位置时短于所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述旋转元件(4)相对于所述第一模具(2)沿着相反方向旋转。
15.如权利要求12-14任一所述的方法，其特征在于，所述第一模具(2)在所述第一及第二旋转步骤期间分别围绕第一和第二旋转轴线(A11、A12、A2)旋转，并且所述第二旋转轴线(A2)与所述第二模具(3)之间的距离至少在所述模具打开位置时短于所述第二元件连接部(412)与所述第二模具(3)之间的距离。
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