CN104853904A - 用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法、呈结构复合物形式的半成品和用于硬化能uv硬化的基质材料的uv灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法，所述方法具有下述步骤：-在所述转子叶片处提供待加工的所述纤维塑料复合物，-准备所述纤维塑料复合物的局部的加工区域，-提供包括纤维材料和可UV硬化的基质材料的纤维基质复合物，-将所述纤维基质复合物施加到所述纤维塑料复合物的所述局部的加工区域上，以及-使所述基质材料硬化。根据本发明提出，借助于UV辐射进行所述基质材料的硬化。

Description

用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法、呈结构复合物形式的半成品和用于硬化能UV硬化的基质材料的UV灯

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法以及一种呈复合物形式的、尤其是呈结构复合物形式的半成品和一种用于硬化转子叶片处的可UV硬化的基质材料的UV灯。

背景技术

转子叶片在其运行时间期间通常经受使收益最小化的损伤、例如因腐蚀、磨损或者雷击引起的损伤。为了能够快速且成本适宜地消除甚至较小的损伤，下述维修方法是尤其适合的，所述维修方法可以现场在风能设备处执行。维修大多在使用纤维复合材料的情况下进行。在此通常使用例如在WO 2012/084949 A1中所描述的双组分的粘胶、具有作为催化剂的过氧化物的自由基硬化的树脂或者温度硬化的树脂作为基质材料。

双组分的粘胶具有下述缺点：所述粘胶在制造混合物之后必须迅速地处理，这尤其是对于在已安装的转子叶片处的维修是不利的。

而温度硬化的树脂仅在施加提高的温度之后才硬化，也就是说可以更长地处理；然而硬化时间在通用的、用于转子叶片维修的系统中为大约6小时。在该时间期间，一方面必须经由相应的加热器确保硬化温度。另一方面，这引起风能设备的较长的停机时间。除此之外，温度硬化会因相应纤维复合材料的不同的膨胀系数导致应力。此外，温度硬化的树脂在室温中仅能受限地储存并且部分地需要冷却链，以便不过早地硬化。

发明内容

所期望的是，能够快速且成本适宜地在转子叶片处执行维修，尤其是不在部件的处理时间或者储存时间方面受限。本发明针对这一点，其目的是给出一种用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的改进的方法和一种相应的设备。

涉及所述方法的该目的根据本发明通过一种用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法实现，所述方法具有下述步骤：

-在转子叶片处提供待加工的纤维塑料复合物，

-准备纤维塑料复合物的局部的加工区域，

-提供包括可UV硬化的基质材料和纤维材料的纤维基质复合物，

-将纤维基质复合物施加到纤维塑料复合物的局部的加工区域上，以及

-使基质材料硬化。根据本发明提出：基质材料的硬化借助于UV辐射实现。

借助于根据本发明的方法，可显著减少用于转子叶片维修的维修时间并从而显著减少风能设备的停机时间。使用可UV硬化的基质材料与使用传统的方法相比允许明显更短的硬化时间，此外，可通过更长的处理时间在塔基处执行预备措施来代替在转子叶片处执行，这引起更安全且更有效的工作。除了维修转子叶片，所述方法还能够用于转子叶片的制造。

本发明的方案也针对权利要求12的呈结构复合物形式的半成品，其具有纤维基质复合物，所述纤维基质复合物包括可UV硬化的基质材料和纤维材料，所述纤维基质复合物设置在安置在纤维基质复合物下侧的载体膜和安置在纤维基质复合物上侧的UV保护部之间。这样的结构复合物、尤其是具有双重铺设的载体膜，特别有利地适合于实施根据本发明的方法。

本发明的方案也针对权利要求13的UV灯，所述UV灯构成用于硬化转子叶片处的可UV硬化的基质材料，该UV灯包括在壳体中的UV光源。根据本发明提出：壳体可不透光地放置到转子叶片处的局部的加工区域上。

所述方法的有利的改进方案可从从属权利要求中得出，所述改进方案关于其它的优点改进本发明的方案。

纤维基质复合物可以在根据本发明的方法中作为预浸料或者纤维基质半成品来提供。在这种情况中，预浸料或者半成品可以以更大的件数来预制；纤维基质复合物现场单独准备可以有利地取消。

也可以有利的是，提供纤维基质复合物包括下述子步骤：提供干燥的纤维基质并且将可UV硬化的基质材料引入到纤维基质中。这样例如可以在准备相应的局部的加工区域期间在塔基处进行纤维基质复合物的制造。

有利的是，基质材料是可UV硬化的树脂、尤其是丙烯酸树脂、尤其是乙烯基酯树脂。优选的是，乙烯基酯树脂相比于常用的环氧树脂特征在于更高的抗冲击强度和抗疲劳强度。

优选的是，使用特定的光引发剂或者特定的由树脂和光引发剂构成的特别调整过的组合。

在所述方案的一个特别优选的改进方案中，以载体膜上的结构复合物形式提供纤维材料并且在将纤维基质复合物施加到局部的加工区域上时去除载体膜。借助于载体膜使纤维基质复合物施加到纤维塑料复合物上变得容易。特别优选的是，对此将载体膜双重地铺设为，使得当纤维基质复合物被施加到转子叶片上时，所述载体膜可以容易地从纤维基质复合物处揭下。

在将基质材料引入到纤维材料中之后，纤维基质复合物有利地设有UV保护部。这样可以避免因自然的UV辐射引起的不期望的硬化反应。UV保护部应优选在基质材料的硬化过程之前去除。

优选地，基质材料借助于UV辐射的硬化时间小于30min。

当包含纤维塑料复合物的转子叶片安装在风能设备上时，有利地使用所述方法。

同样，包含纤维塑料复合物的转子叶片可以作为单独部件存在，例如在工厂中维修和制造时。

在另一个改进方案中，纤维塑料复合物具有施加到基层上的以树脂浸渍的层压复合层的序列和一个或多个施加在所述层压复合层上的覆盖层、尤其是外部的保护层，并且所述准备包括剥蚀、尤其是磨掉和/或磨削覆盖层和层压层，优选到基层为止。

有利地借助于UV灯进行硬化，其中UV光源安放在UV灯的壳体中，所述壳体放置到、尤其是不透光地放置到局部的加工区域上。这提供了如下优点：可以有针对性地并且局部地进行硬化。

本发明的另一个方面在于用于硬化转子叶片处的可UV硬化的基质材料的UV灯，其包括壳体中的UV光源。根据本发明提出，壳体不透光地放置到转子叶片处的局部的加工区域上。

在一个有利的实施方式中，UV灯具有模具边缘，优选UV灯设有反射器层。

UV灯的其它有利的改进方案在第一变型形式中包括壳体，所述壳体具有通过壳体边缘限定的扁平的放置平面。在第二变型形式中，壳体可以具有通过壳体边缘限定的拱起的放置面。在第三变型形式中，壳体可以具有通过壳体边缘限定的折弯的放置平面。这样的或者其它的放置平面实现了将壳体精确配合地并从而不透光地安置在转子叶片上。

优选地，壳体的放置平面通过可模块化地安置在壳体基本部分上的壳体附加部分实现，其中所述壳体基本部分包含UV光源，所述壳体附加件具有扁平的或者拱起的或者折弯的放置平面。借助于该模块化的壳体附加部分，壳体基本部分可以用于转子叶片上的所有部位，其方式是：根据加工区域使用不同的附加部分。

附图说明

现在如下根据附图来描述本发明的实施例。这些附图不必按比例地示出所述实施例，更确切地说，用于阐述的附图以示意性和/或略微变形的方式介绍。在此要考虑的是，可以对关于实施方式的形式和细节进行多种多样的改型和改变，而不偏离本发明的总体构思。在说明书中、在附图中以及在权利要求中公开的本发明的特征不仅能够单独地反映本发明的改进方案而且能够任意组合地反映本发明的改进方案。此外，在本发明的范围中涵盖由在说明书中、在附图中和/或在权利要求中公开的特征中的至少两个构成的所有组合。本发明的总体构思既不限于所示出的和所描述的优选的实施方式的精确的形式或者细节也不限于如下主题，所述主题相对于在权利要求中所要求保护的主题受到限制。在所给出的测定范围中，在所提到的边界之内的值也应作为边界值公开并且可任意地使用并且可要求保护。本发明的其它优点、特征和细节从对优选的实施例的下述描述中以及根据附图得出；这些附图示出：

图1示出用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法的一个优选的实施方式的流程图；

图2示出在图1的方法中所使用的纤维基质复合物的一个实施方式的示意图；

图3示出UV灯的一个优选的实施方式的示意图，所述UV灯根据视图(B)在图1的方法中使用于视图(A)中示意性示出的风能设备的转子叶片处。

具体实施方式

图1示出用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法的流程图。在步骤S1中，首先提供纤维塑料复合物，或者作为风能设备上的已安装的转子叶片或者作为单独部件。在步骤S2中随后准备待加工的部位。步骤S1和S2在此也可以在时间上与步骤S3至S7并行地进行。

步骤S3包括可选的步骤：在载体膜上提供纤维材料，所述载体膜也可以双重地铺设。随后要么提供(S4)预浸料或者纤维基质半成品形式的纤维基质复合物要么首先提供(S5)干燥的纤维材料，在步骤S6中将可UV硬化的基质材料引入到所述纤维材料中。

在步骤S7中，可选地可以将UV保护部、例如呈UV保护膜形式的UV保护部安置在纤维基质复合物上。在步骤S8中，将纤维基质复合物施加到纤维塑料复合物上。如果纤维基质复合物存在于载体膜上，那么将该载体膜部分地从纤维基质复合物处去除并且该纤维基质复合物通过其此时空出的部位涂覆到纤维塑料复合物的局部的加工区域上。纤维基质复合物此时固定在纤维塑料复合物上。此后，可以揭下其余的载体膜并且将纤维基质复合物逐步地压在局部的加工区域上。这在避免空气夹杂的情况下实现了均匀的涂覆。在步骤S9中最后借助于UV光使基质材料硬化。优选地，这借助于UV灯进行，所述UV灯不透光地放置到局部的加工区域上。

图2示出在所述方法中使用的纤维基质复合物的一个优选的实施方式的示意图。由纤维材料2和可UV硬化的基质材料3构成的纤维基质复合物1在此施加到双重铺设的载体膜4上，并且借助于UV保护薄膜5保护免受自然的UV辐射。借助于载体膜的双重铺设，在将纤维基质复合物涂覆到纤维塑料复合物的局部的加工部位上时明显地使载体膜的揭下变得容易。

图3是UV灯的一个特别优选的实施方式的示意图，所述UV灯可使用于风能设备的转子叶片处。图3A在此示出风能设备100；图3B示出转子叶片10与所放置的UV灯的一部分在部位A-A处的剖视图。为了加工转子叶片10，该转子叶片优选进入到6点钟部位中(以虚线示出)。在已经在纤维基质复合物20上所涂覆的局部的加工区域15上安置UV灯30。UV灯30由包含UV光源31的壳体基本部分32以及在该部位处匹配于转子叶片的倒圆部的壳体附加部分33构成，并且从而实现了不透光地安置UV灯30。借助于这样的壳体附加部分可以在转子叶片的所有部位处使用UV灯。

Claims (16)

1.一种用于加工转子叶片的纤维塑料复合物的方法，所述方法具有下述步骤：

-在所述转子叶片处提供待加工的所述纤维塑料复合物，

-准备所述纤维塑料复合物的局部的加工区域，

-提供包括纤维材料和能UV硬化的基质材料的纤维基质复合物，

-将所述纤维基质复合物施加到所述纤维塑料复合物的所述局部的加工区域上，以及

-使所述基质材料硬化，

其特征在于，借助于UV辐射进行所述基质材料的硬化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

-将所述纤维基质复合物提供作为预浸料、纤维基质半成品，或者

-提供所述纤维基质复合物包括下述子步骤：提供干燥的纤维材料和将能UV硬化的所述基质材料引入到所述纤维材料中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基质材料是能UV硬化的树脂、尤其是丙烯酸树脂、尤其是乙烯基酯树脂。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以安置在载体膜上的结构复合物形式、尤其是安置在所述纤维基质复合物下侧的载体膜上的结构复合物形式提供所述纤维材料，并且在将所述纤维基质复合物施加到所述局部的加工区域上时去除所述载体膜。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，双重地铺设所述载体膜。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述基质材料引入到所述纤维材料中之后使所述纤维基质复合物设有UV保护部、尤其是在所述纤维基质复合物上侧安置的UV保护部，并且在所述基质材料的硬化过程之前去除所述UV保护部。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基质材料借助于UV辐射的硬化时间短于30min。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在实施所述步骤时，将包含所述纤维塑料复合物的所述转子叶片安装在风能设备上。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在实施所述步骤时，包含所述纤维塑料复合物的所述转子叶片作为单独部件存在。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-所述纤维塑料复合物具有施加在基层上的已树脂浸渍的层压复合层的序列以及一个或多个施加在其上的覆盖层、尤其是外部的保护层，以及

-准备步骤包括：剥蚀、尤其是磨掉和/或磨削覆盖层和层压层，优选直到基层为止。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，硬化借助于UV灯进行，其中UV光源安放在所述UV灯的壳体中，所述壳体放置在所述局部的加工区域上、尤其是不透光地放置在所述局部的加工区域上。

12.一种呈结构复合物形式的半成品，其具有纤维基质复合物，所述纤维基质复合物包括能UV硬化的基质材料和纤维材料，所述纤维基质复合物设置在安置在所述纤维基质复合物下侧的载体膜和安置在所述纤维基质复合物上侧的UV保护部之间。

13.一种用于使转子叶片处的能UV硬化的基质材料硬化的UV灯，其包括壳体中的UV光源，其特征在于，所述壳体能够不透光地安置在所述转子叶片处的局部的加工区域上。

14.根据权利要求13所述的UV灯，其特征在于，所述壳体具有模具边缘和/或设计有反射器层。

15.根据权利要求13或14所述UV灯，其特征在于，所述壳体具有通过壳体边缘限定的扁平的放置平面，和/或所述壳体具有通过壳体边缘限定的拱起的放置面，和/或所述壳体具有通过壳体边缘限定的折弯的多重放置面。

16.根据权利要求15所述的UV灯，其特征在于，所述壳体的所述放置平面通过能模块化地安置在壳体基本部分上的壳体附加部分实现，所述壳体基本部分包含所述UV光源，所述壳体附加部分具有扁平的或者拱起的或者折弯的放置面。