CN105683564B - 用于运输并储存风轮机叶片的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于储存并运输风轮机叶片(100)的装置(1000)和方法。所述叶片(100)被插入上结构(220)和下结构(240)之间，将夹紧力施加在叶片表面上。在操作期间可以借助装置(400)来调整所述夹紧力的大小，所述装置(400)包括在操作期间布置在所述上结构(220)和所述下结构(240)之间的弹性构件(440)。由所述弹性元件(420)施加的弹力的大小与所述夹紧力的大小成比例。此外，所述弹力的大小与所述弹性元件(440)关于特征静止长度的压缩量线性相关。

Description

用于运输并储存风轮机叶片的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于大型风轮机的叶片的领域。特别是，本发明提供了一种用于安全方便地储存并运输具有巨大尺寸的风轮机叶片的系统和方法。

背景技术

近年来，更加关注于减少因燃烧化石燃料而产生的温室气体排放。用于减少温室气体排放的一种解决方案是开发可再生能源。特别地，从风产生的能量已被证明是一种环境安全而可靠的能源，这可以减少对化石燃料的依赖。

风能可以被风轮机捕获，风轮机是将风的动能转换成机械能、随后将机械能转换成电力的旋转机械。普通的水平轴风轮机包括塔架、位于所述塔架顶点处的机舱、以及借助所述轴支撑在所述机舱中的转子。所述转子设置有一个或若干叶片，所述叶片可以被设定成通过风施加的力围绕所述轴旋转。

为了增加被风轮机截获的风力的量，现代风轮机设计的趋势是增加叶片的长度。例如，现代设备中使用的叶片可能高达80米长并且在根侧具有5米以上的直径。

鉴于这些相当大的尺寸，将涡轮叶片从生产现场运输到装设现场在某些情况下可能是有问题的。对于较长的叶片，运输通常通过使用诸如图1示出的车辆来进行。车辆1包括前牵引单元3和后非牵引单元5。叶片2被悬置在前运输单元3与后运输单元5之间，并与之固装。当车辆1中不存在叶片2时，后非牵引单元5并不直接连接到前牵引单元3。相反，经由叶片2将牵引力从前牵引单元3传递到后非牵引单元5。

通常，为了将叶片2的末端紧固到车辆1的非牵引单元5，使用夹紧系统。在这种情况下，至关重要的是，夹紧力是已知的并且可以调整到期望的值。特别是，当牵引单元3在运动时，夹紧力必须足够高，以使叶片2能够拉动后非牵引单元5而没有滑出夹紧件。另一方面，夹紧力的大小不能随意增加，因为夹紧力太高将对叶片表面造成损坏或断裂。

欧洲专利号EP 2 105 349 B1描述了运输单元的实例，其可以用作图1所示的车辆中的后非牵引单元。参照图2，非牵引单元5包括运载器装置26，固装在平台28的可旋转部分25上。风轮机叶片2的后端可固定到多个固定框架27。通过将水平顶杆29固定到横向界定固定框架27的一对竖直杆30而使叶片2固装到固定框架27。然而，在EP 2 105 349 B1描述的非牵引单元中，施加在叶片上的夹紧力可能既不是精确已知的，也不能调整到预定值。

虽然极其重要，但是将夹紧力调整到预定值是特别具有挑战性的。由于夹紧件和叶片两者的制造公差，夹紧钳爪的位置必须逐叶片调整，以便确保夹紧力满足需要的值。

此外，用于实现夹紧力调整的可靠装置可能既不依靠也不涉及任何摩擦力。例如，可能考虑使用可能通过施加预定力矩而关于配合螺母拧紧的螺钉或螺栓。然而，夹紧力将在这种情况下取决于螺栓上的螺纹与螺母上的配合螺纹之间的摩擦。这种摩擦可能取决于许多因素而急剧变化。例如，如果螺钉或螺栓是新的并被适当润滑，则在一定时间之后摩擦基本不同于同一系统的摩擦。而且，在固定的时间间隔(例如一年)下，取决于外部因素(诸如夹紧件所处的环境条件)，摩擦通常以不同方式变化。由此，如果夹紧件一直主要储存在室内设施中，则螺母与螺栓之间的摩擦变化不同于在考虑的时间间隔期间螺母一直主要保持在户外的情况。在所有情况下，螺栓与螺母之间这种不可预知的摩擦改变将直接地传递到夹紧力，因此夹紧力无法设定为已知的期望大小。

出于类似的原因，为了向叶片直接地或间接地施加弹力，不建议在夹紧件中使用一个碟形弹簧垫圈或碟形弹簧垫圈的堆叠。已知碟形弹簧垫圈应显示其负载的滞后周期与主要由弹簧垫圈与负载表面之间的摩擦造成的偏转特性曲线。当平行地堆叠若干碟形弹簧垫圈时，该滞后效应得到增强。由此，鉴于施加到单个碟形弹簧垫圈或其系统的负载，在不知晓系统的先前历史的情况下大体上无法提前确定该偏转。对称地，鉴于堆叠中每个碟形弹簧垫圈的偏转的预定值，无法明确地确定弹力。

此外，相邻弹簧垫圈之间或弹簧垫圈与负载表面的摩擦可能随着时间的推移而变化。这尤其适合弹簧垫圈用于主要储存在户外的夹紧件中的情况。

由此，如果碟形弹簧垫圈用在风轮机叶片的夹紧系统中，则碟形弹簧垫圈必须频繁更换，使得针对所有的叶片都可以实现所需要的夹紧力。由于需要的成本高以及尤其随着时间的推移来控制夹紧力的可能性有限，该解决方案显然是不令人满意的。

鉴于上述的问题和缺点，存在这样一种需要，即：当储存并运输风轮机叶片(特别是具有巨大尺寸的叶片)时，适于使用改进的夹紧系统。更具体地，在现有技术中存在一种对风轮机叶片的夹紧系统的需要，其中可以可靠而精确地知晓夹紧力的大小。此外，风轮机叶片制造领域中的再一种需求在于一种风轮机叶片的夹紧系统，其中可随意调整夹紧力的大小。

发明内容

本发明基于的发明思想是，可通过引入适于将夹紧力施加在风轮机叶片上的弹性构件(诸如线圈弹簧)来改进从现有技术已知的夹紧系统。所要求保护的夹紧系统特别适用于夹紧用于叶片运输的车辆的非牵引单元的风轮机叶片。所述车辆包括借助所述叶片连接到所述非牵引单元的牵引单元，其中安装有所要求保护的夹紧系统。

基于该概念，提供了如第一方面所述的用于储存并运输风轮机叶片的夹紧装置。所述装置包括适于抵接到所述风轮机叶片的相对两侧上的第一结构和第二结构。所述装置还包括夹紧力调整装置，所述夹紧力调整装置允许调整由所述第一结构和所述第二结构施加到所述风轮机叶片上的所述夹紧力的大小。所述夹紧力调整装置包括弹性构件，所述弹性构件被布置在所述第一结构和所述第二结构之间，以向所述第一结构和所述第二结构施加弹力，所述弹力的大小与所述弹性构件关于特征静止长度的偏转量具有预定和单一的相关性。于是，所述夹紧力的大小与所述弹力的大小成比例。所述夹紧力调整装置进一步包括偏置机构，所述偏置机构适于偏转所述弹性构件，以允许调整所述弹力的大小。

本发明还提供了如第十二方面所述的夹紧风轮机叶片的方法。

由其它方面和以下描述提供本发明的其它优选实施方式。

附图说明

图1示出了用于运输根据现有技术的风轮机叶片的车辆；

图2示出了用于运输根据现有技术的风轮机叶片的车辆的非牵引单元的放大视图；

图3示出了根据本发明的一个实施方式的夹紧系统的立体图；

图4示出了根据本发明的一个实施方式的夹紧系统的一部分的放大图。

具体实施方式

在下面，将借助附图示出的本发明的实施方式的详细描述来澄清并解释本发明。然而，应当理解的是，本发明并不限于附图示出且在下面描述的实施方式。

应当理解的是，局部相对位置或方向性表达将总是参照图3和图4中指示的一组笛卡尔坐标轴。竖直方向由z轴取向指示，而x轴和y轴限定了正交于竖直z轴的基准水平平面。由此，当平面或方向分别平行于竖直z轴且平行于水平xy平面时，该平面或方向将被称为“竖直”和“水平”。此外，诸如“上面”或“下面”的术语将总是用来指竖直z轴的正方向。由此，如果点A在竖直z轴上的正交投影大于(小于)点B在z轴上的正交投影，则点A在点B的“上面”或“之上”(“下面”或“之下”)。

图3示出了用于根据本发明的一个实施方式的风轮机叶片100的夹紧系统1000的立体图。

夹紧系统或简称为夹紧件1000包括上结构220和下结构240，其关于彼此的相对位置可以被调整。当风轮机叶片100被插入夹紧系统1000中时，上结构220和下结构240适于抵接到叶片100的对置表面102和104上，从而向叶片100施加夹紧力。夹紧力的由上结构220施加到叶片100的上表面102的上分量沿着竖直z轴的方向。另一方面，夹紧力的由下结构240施加到叶片100的下表面104的下分量沿着与竖直z轴相反的方向。

下结构240包括下臂242，下臂242具有在图3中基本平行于水平x轴的纵轴。下臂242由分别牢固地固定到下结构240的第一端部和第二端部的第一支柱280a和第二支柱280b横向界定。第一支柱280a和第二支柱280b还可形成为下臂242的一体部分。根据图3所示的实施方式，第一支柱280a和第二支柱280b具有相互平行的纵轴，该纵轴的方向平行于竖直z轴。然而，在其它实施方式中，第一支柱280a和第二支柱280b具有沿着非竖直方向的纵轴。第一支柱280a和第二支柱280b的纵轴可彼此不平行。

上结构220包括上臂222，上臂222具有基本平行于下结构240的下臂242的纵轴。上臂222由上结构220的第一端部220a和第二端部220b(分别附接至上臂222的第一端部和第二端部)横向界定。

下结构240包括连接到下臂242的下接触元件246。下接触元件246包括下抵接表面246as，下抵接表面246as适于抵接到叶片100的下表面104上。类似地，上结构220包括连接到上臂222的上接触元件226。优选地，上接触元件226以可滑动的方式连接到上臂222，以能够围绕枢轴228旋转。上接触元件226包括上抵接表面226as，上抵接表面226as适于抵接到叶片100的上表面102上。

优选地，下抵接表面246as和上抵接表面226as的轮廓分别匹配叶片100的下表面104和上表面102的表面轮廓。这可以致使夹紧力更加有效。有利地，抵接表面226as和246as可包括不刮擦、不滑动的材料，以最大化夹紧件1000的抵接表面与叶片100的表面之间的摩擦，而不会划伤或损坏叶片表面。由此，抵接表面226as和246as可包括软质材料，例如聚合物或聚合物混合物。可以用作抵接表面226as和246as的材料的实例包括：硅树脂、尼龙、特氟纶等。

根据一个实施方式，下接触元件246被连接到下臂242，使得其沿着臂242的位置可以被调整。例如，下接触元件246可包括引导元件248，引导元件248受限于沿着下臂242的滑动。另选地，可允许引导元件248在调整下接触元件246的位置时滑动，并且在下接触元件246的位置关于下臂242保持恒定时被阻挡。优选地，当夹紧系统1000用于运输叶片100时，下接触元件246关于下臂242被阻挡。由于下接触元件246的位置调整选择，夹紧系统1000可适于储存或运输不同形状的叶片100。特别是，不论叶片的大小和尺寸如何，都可以选择下接触元件246的最佳位置，以便确保上抵接表面226as和下抵接表面246as两者均尽可能牢固地附着至叶片表面。

在连接点260中将上结构220的第一端部220a连接到第一支柱280a。例如，第一端部220a可以通过使用夹子或任何其它可释放的紧固机构以可拆除的方式固定到第一支柱280a。优选地，第一端部220a被连接到第一支柱280a，使得上结构220自由旋转。优选地，上结构220的旋转轴平行于水平y轴。由此，根据该实施方式，连接点260包括枢轴或铰链。

大体上，上结构220的第二端部220b关于下结构240的位置可以变化。更具体地，上结构220的第二端部220b可以另选地连接到下结构240以及从下结构240断开。第二端部220b可以经由夹紧力调整装置400连接到第二支柱280b。装置400适于向上结构220并向下结构240施加分别指向下结构240和上结构220的力。

夹紧力调整装置400附接至第二支柱280b，并由此附接至下结构240。优选地，装置400以可拆除的方式附接至第二支柱280b，使得装置400或其一部分可以另选地固定到第二支柱280b以及从第二支柱280b拆卸。为了允许装置400的附接和拆卸，可以使用可释放的紧固机构600。

由此，在图3所示的实施方式中，上结构220的第一端部220a以可旋转的方式附接至下结构240，而上结构220的第二端部220b与下结构240的相对位置可能变化。然而，在其它实施方式中，上结构220的第一端部220a和第二端部220b的角色可以调换。由此，根据图中未示出的其它实施方式，上结构220的第二端部220b可以例如借助铰链260以可拆除的方式或以可旋转的方式附接至下结构240。根据这些实施方式，上结构220的第一端部220a使得其关于下结构240的位置可以被调整。

夹紧系统1000可以在打开位置与闭合位置之间切换。

当叶片100将被插入夹紧系统1000中或者从夹紧系统1000中拆除时，夹紧系统1000被打开。在打开位置中，上抵接表面226as与下抵接表面246as之间的间隙足够宽，使得叶片100可以插入间隙中或者从间隙拔出。当夹紧系统1000被打开时，上结构220的第一端部220a和第二端部220b中的至少一个从下结构240断开，以允许拓宽上结构220与下结构240之间的间隙。在图3所示的实施方式中，在打开位置中，第二端部220b从下结构240断开，而第一端部220b经由铰链260连接到下结构240。第二端部可通过从第二支柱280b拆卸装置400或装置400的一部分而从下结构240断开。

反过来，在风轮机叶片100已插入夹紧系统1000中之后以及当储存或运输叶片100时，夹紧系统1000被闭合。在闭合位置中，上结构220的第一端部220a和第二端部220b两者均被连接到下结构240。第二端部220b可通过将夹紧力调整装置400附接至第二支柱280b而连接到下结构240。

图3示出了闭合位置下的夹紧系统1000。上抵接表面226as和下抵接表面246as分别抵接到叶片100的上表面102和下表面104上。在操作期间，夹紧力调整装置400被定位成连接上结构220和下结构240。然后，装置400施加可调整的力，把上结构220和下结构240推向彼此。因为上结构220和下结构240均是刚体，由装置400施加的力被传递到上抵接表面226as和下抵接表面246as，从而产生施加到叶片表面的接触力。该接触力是由夹紧系统1000施加到叶片100的夹紧力。

包括夹紧系统1000及插入其中的叶片100的所述系统操作为第二类操作杆。操作杆的作用力是由夹紧力调整装置400施加的。然后，由叶片100的表面施加到上抵接表面226as和下抵接表面246as上的接触力会产生阻力。最后，支点位于点260，经由它将上结构220连接到第一支柱280a。由装置400施加的力的大小与夹紧力的大小之比是由夹紧系统1000的结构特征明确确定的常数。例如，夹紧系统1000的关键参数是上抵接表面226as和下抵接表面246as距连接点260的距离以及装置400距连接点260的距离。

将在下面参照图4更详细地描述夹紧力调整装置400，图4示出了图3所示的夹紧系统1000的放大视图。如图4所示，夹紧力调整装置400包括偏置机构420和弹性构件440。

偏置机构420适于将弹性构件440偏转达弹性构件440的预定长度。偏置机构420包括一个或不止一个紧固构件422。根据图4所示的实施方式，偏置机构420包括两个紧固构件422，这两个紧固构件422布置在关于包括上结构220的臂222的纵轴的竖直平面的对称位置中。根据未示出的其它实施方式，偏置机构420可包括仅一个紧固构件422或大于两个的若干紧固构件422。虽然将在下面关于一个紧固构件进行讨论，但是应当理解的是，相同的讨论还可以应用至(经过必要变更)可能存在于装置中的其它紧固构件。

紧固构件422包括附接至下细长部的上头部422h，该下细长部的纵轴平行于图4中的竖直z轴。

当夹紧系统1000被闭合时，紧固构件422的细长部被附接至支架421。可以调整紧固构件422关于支架421的相对位置。特别是，可以调整紧固构件422的头部422h关于支架421的距离。

根据一个实施方式，支架421可以在夹紧件1000被闭合时另选地附接至第二支柱280b并且在夹紧件1000被打开时从第二支柱280b拆卸。支架421以及由此装置400的附接和拆卸可以通过使用紧固装置600而实现。另选地，支架421可以形成为第二支柱280b的一体部分。由此，紧固构件422可以经由支架421和第二支柱280b附接至下结构240。

根据另选实施方式，支架421可采取可拆除的方式或永久地固定到上结构220，使得紧固构件422可以经由支架421附接至上结构220。根据该实施方式，弹性构件的上端442抵接到下结构240的表面上，并且下端444抵接到紧固构件422的头部422h上。

夹紧力调整装置400还可包括从支架421的上表面延伸的多个立柱424a至424d。例如，立柱424a至424d可以有利地用作引导件，以便在关于夹紧力调整装置400的正确位置中驱动上臂220的第二端部220b。

如图4所示，至少一个紧固构件422可以包括下部，该下部容纳在形成于支架421中的通孔之中。支架421的每个通孔可容纳与此通孔关联的独特的紧固构件422的至多一个部分。

根据一个实施方式，紧固构件422包括适于与附接至支架421的元件的匹配螺纹接合的螺纹。由此，紧固构件422可包括带螺纹的元件，诸如螺钉或螺栓。如图4所示，一对螺母426和427可用于与一个紧固构件422配合。螺母426和427抵接到支架421的对置表面上。当夹紧系统1000被闭合时，紧固构件422以螺纹连接的方式与螺母426和427接合。以这种方式，沿着竖直z轴的正方向或负方向施加到紧固构件422的力经由螺母426和427容易地传递到支架421。

根据其它实施方式，可能仅存在两个螺母426和427(例如下螺母427)中的一个。在其它实施方式中，紧固构件422上的螺纹可以与通孔(容纳紧固构件422的一部分)的表面上的匹配螺纹配合。在这种情况下，将没有必要存在螺母426和427。

如果紧固构件422以螺纹连接的方式与支架421接合，则头部422h与支架421之间的距离可以通过对紧固构件422施加转矩而变化。螺纹联接所具有的优点在于，头部422h与支架421之间的相对距离可以连续且不跳跃地变化。虽然上面已描述了螺纹联接，但是应当理解的是，紧固构件422可以以允许调整它们相互距离的任何方式固定到支架421。

弹性构件440可包括一个或不止一个弹性元件。根据图4所示的实施方式，弹性构件440包括两个弹性元件。根据图中未示出的其它实施方式，弹性构件440可仅包括一个弹性元件或两个以上弹性元件。优选地，弹性构件440的每个弹性元件均与偏置机构420的一个紧固构件422关联。由此，优选地，弹性构件440的弹性元件的数量等于偏置机构420的紧固构件422的数量。虽然在下面将关于一个弹性构件进行讨论，但是应当理解的是，相同的讨论还可以应用至(经过必要变更)可以形成弹性构件440的其它弹性构件。

弹性构件440具有特征静止长度和弹簧常数。此外，弹性构件440具有特征最小长度，超过该特征最小长度则弹性构件440无法被压缩。如果弹性构件440包括多于一个弹性元件，则每个弹性元件具有其自身的弹簧常数、静止长度和最小长度，这些是每个弹性元件的已知特征参数。

弹性构件440施加弹力，弹力的大小由弹性构件440关于其静止长度的偏转量明确确定。由此，由弹性构件440施加的弹力是偏转的良好定义的函数，从而导致“力与偏转”特性未显示任何滞后。

根据一个实施方式，弹力的量与弹性构件440的长度与静止长度之间的差成正比。比例常数是弹性构件440的弹簧常数特征。由此，由弹性构件440施加的弹力的大小与关于其静止长度的伸长量或压缩量线性相关。根据其它实施方式，在弹性构件440的偏转的整个范围内，弹力的大小可能不是线性的。例如，在实施方式中，弹性构件440可以包括具有非线性的力与偏转特性的弹簧。这样的一类弹簧的实例包括：渐进式弹簧、递减式弹簧、恒力弹簧，等。

有利地，弹性构件440包括弹性体，该弹性体的弹簧常数被良好确定并且不随着时间的推移而改变。根据一个实施方式，弹性构件440可以包括至少一个弹簧。根据特定实施方式，弹性构件440可以包括线圈弹簧或模具弹簧。

弹性构件440被定位在偏置机构420与上结构220之间，以抵接到其相应表面上。更具体地，弹性构件440包括抵接到偏置机构420的抵接表面上的上端部442，并包括抵接到下结构220的抵接表面上的下端444。偏置机构440的抵接表面位于下结构220的抵接表面的上面。

当夹紧系统1000被闭合时，弹性构件440被定位在上结构220与连接到偏置机构420的下结构240之间。由此，上结构220可以经由弹性构件440连接到下结构240。

上结构220的抵接表面可以包括突出元件228的表面，该突出元件形成在上臂220的表面上，如图4所示。根据图4所示的实施方式，突出元件228形成在上臂220的第二端部220b中。另一方面，偏置机构420的抵接表面优选地形成在头部422h上。除了常数，弹性构件440的长度由此等于紧固构件422的头部422h与上臂220的突出元件228之间的距离432。为方便起见，紧固构件422的一部分可以容纳在形成于突出元件228中的通孔之中，以防止紧固构件422在外部应力的作用下从上结构220横向移位。

优选地，弹性构件440具有比距离432可以在夹紧系统1000的一般性操作期间的变化范围大得多的静止长度。由此，弹性构件440通常在操作夹紧系统1000期间关于其静止长度被压缩。然而，根据其它实施方式，弹性构件440可以关于其静止长度伸长。

当压缩时，弹性构件440向上结构220施加沿着负竖直方向的力，并向偏置机构420施加沿着正竖直方向的力。由弹性构件440施加到上结构220并施加到偏置机构420的力具有相等的大小。

如果弹性构件440包括多于一个弹性元件，由弹性构件440施加到上结构220和下结构240的合成弹力的大小可以通过把由每一单个弹性元件施加的弹力的大小加起来而获得。其中装置400在对称位置中包括两个紧固构件422和两个关联的弹性元件的图3和图4所示的实施方式是有利的，因为弹力可以对称地分布在上结构220的两个不同点中。再次由于对称的原因，两个弹性元件可有利地具有相同的静止长度。

由于上结构220和下结构240的刚性结构，由弹性构件440施加的弹力被传递到叶片100的表面，由此导致夹紧力。因为夹紧件1000操作为第二类操作杆，所以夹紧力的大小可以容易地通过弹力的大小与适当的因子相乘来确定。如上面解释的，通常在0到1之间的范围的该因子可以取决于夹紧件1000的结构特征来定量确定。

通过调整紧固构件422的头部422h关于支架421的距离，可调整弹性构件440的压缩量。特别是，当夹紧件1000被闭合且使叶片100的一部分容纳在其中时，减少头部422h与支架421之间的距离导致施加到弹性构件440上的压缩力。弹性构件440趋于通过增加距离432而展开。然而，该动作对比于由叶片表面施加到上结构220和下结构240的反应接触力，当距离432增加时，该反应接触力增加。由此，头部422h与支架421之间的距离的减少导致距离432减小，即弹性构件440的长度减小。弹性构件440的长度减少又造成弹力和夹紧力的大小增加。

一旦已知弹性构件440的长度，就可以明确确定弹力的大小，前提是提前已知弹性构件440的静止长度和弹簧常数。所以，一旦已测量出弹性构件440的当前长度，也会明确地确定夹紧力的大小。

关于从现有技术已知的类似装置，这是相当大的优点。只要提前已知弹力与偏转之间的函数关系，总是可以通过简单地测量弹性构件440的长度以高精确度可靠而明确地确定夹紧力。此外，夹紧力可以通过使用偏置机构420调整到预定大小，以便偏转弹性构件440，直到实现弹性构件440的长度使之导致弹力的期望大小。

此外，在此提出的夹紧力调整系统随着时间的推移是可靠的。只要弹性构件440的弹簧常数和静止长度不随着时间的推移改变，夹紧力确定方法就不会随着时间的推移变化。

由于弹性构件440向所施加负载的良好定义的响应(可以例如是线性响应)，为准确地调整夹紧力大小而提出的系统和方法的可靠性得到增强。偏转与弹力之间这种一对一对应的实现是借助：防止摩擦力混杂至弹力并促成合成的夹紧力。如果使用碟形弹簧垫圈来产生夹紧力，则该结果无法获得。

在图3和图4中，夹紧力调整装置400的弹性构件440被示出为作用于形成在上结构220的第二端部220b的表面上的一个或两个对称的突出元件228。这具有几个优点。因为夹紧系统1000在闭合时操作为第二类操作杆，所以方便具有尽可能大的作用力臂，即作用力的施加点与操作杆支点之间的距离尽可能大。因为支点与连接点260重合，最远点位于上结构220的第二端部220b。此外，上结构220的端部和下结构240之间的距离大体上短于上结构220的其它非端部距下结构240的距离。由此，方便将装置400施加到上结构220的端部，使得紧固构件422的长度可以减少。

然而，夹紧力调整装置400不必需作用于第二端部220b上。例如，如果必要，装置400还可以施加到上臂222的一点。

在下面，将讨论夹紧系统1000的典型操作过程。

在操作的初期，夹紧系统1000被打开，以便能够将叶片100插入系统中。

通过将上结构220的第一端部220a和第二端部220b中的至少一个与下结构240断开而完成打开。在图3和图4所示的实施方式中，可以通过从第二支柱280b拆卸装置400来断开第二端部220b。这可以例如通过松开紧固机构600来实现。另选地，可以通过从支架421松开装置400的紧固元件422来断开第二端部220b。

在第二端部220b已被断开之后，它可以移动远离下结构240。这可以通过造成上结构220围绕枢轴260旋转而获得。继续旋转，直到足够的间隙形成在上接触元件226与下接触元件246之间，以将叶片100插入上接触元件226与下接触元件246之间。另选地，上结构220的第一端部220b还可以例如通过拆除铰链260而从下结构240断开。这从下结构240完全拆卸出上结构220，使得上接触元件226与下接触元件246之间的间隙可以增加直到期望的值。

在打开夹紧系统1000之后，将叶片100引入其中。例如，下表面104可以铺放在下保持轮廓246上，以与之抵接。随后，上结构220可以移动得更接近下结构240，直到上接触元件226的抵接表面226as抵接到叶片100的与其下表面104对置的上表面102上。此后，上结构220的第一端部220a和第二端部220b被连接到下结构240。在图3和图4所示的实施方式中，第一端部220a已经经由铰链260连接到下结构240，而第二端部220b通过将夹紧力调整装置400锁定到第二支柱280b而连接到下结构240。这可以通过锁定紧固机构600而实现。当夹紧系统1000被闭合时，紧固构件422被附接至支架421。

应当指出的是，因为经由弹性构件440将上结构220的第二端部220b连接到下结构240，所以取决于插入夹紧系统1000中的叶片100的大小，第二端部220b与支架421之间的距离434可能变化。由此，在闭合的夹紧系统1000被闭合之后，弹性构件440的初始偏转量可使得上接触元件226与下接触元件246之间的间隙匹配叶片尺寸。

在闭合夹紧系统1000之后，施加到叶片100的夹紧力的大小可通过使用装置400进行调整。更具体地，可调整紧固构件422关于支架421的位置，使得弹性构件440被偏转直到预定程度，由此施加具有预定大小的力。弹性构件440的偏转可通过分别改变头部422h关于支架421的距离而变化。据观察，可另选地增加或减小的该距离是距离432和434的和。

根据一个实施方式，在闭合夹紧件1000之后不久，弹性构件440被弱压缩，由此导致夹紧力的大小相对较低。然后，通过移动紧固构件440的头部422h使之更接近支架421而使弹性构件440的压缩逐渐增加，以减小长度432。例如，如果紧固构件422如图4所示的实施方式以螺纹连接的方式与支架421接合，则转矩可以施加到紧固构件422。增加弹性构件440的压缩量导致弹力增加，所以导致夹紧力增加。

随后，夹紧力大小可以增加直到预定的水平。完成这是借助：逐渐移动紧固构件422的头部422h使之更接近支架421。例如，如果紧固构件422如图4所示的实施方式以螺纹连接的方式与支架421接合，则夹紧力大小可以通过向紧固构件422施加转矩而增加，诸如造成头部422h向下移动。当头部422h向下移动时，弹性构件440的压缩量逐渐增加。然后，增加弹性构件440的压缩会造成叶片100经受的夹紧力的大小增加。

弹性构件440可以被压缩，直到达到导致预定的弹力这样的长度。特别是，根据一个实施方式，弹性构件440在头部422h与突出元件228之间被压缩，直到弹性构件440达到其最小长度，即弹性构件440最大程度地被压缩的长度。在该位置中，由弹性构件440施加的弹力的大小达到最大值，如果已知弹性构件440的特征参数就可以确定该最大值。由此，可以容易达到目标夹紧力大小，无需进行弹性构件440的长度测量。

当叶片100已从夹紧系统1000拔出时，夹紧系统1000必须被再次打开，以增加上接触元件226与下接触元件246之间的间隙。这可以例如通过从第二支柱280b解锁夹紧力调整装置400而实现。例如，出于该目的，可以解锁紧固装置600。另选地，紧固构件442可以从支架421松动或拆卸。

可以有利地应用夹紧系统1000，以在生产之后储存风轮机叶片。例如，在传递到最终操作位置之前，风轮机叶片可以储存在生产设施中。夹紧系统1000还可有利地用于运输风轮机叶片，例如从生产现场运输到最终装设现场。

根据一个实施方式，夹紧系统1000被安装在用于运输风轮机叶片的车辆(诸如图1所示的车辆1)中。车辆1包括牵引单元3和非牵引单元5。经由安装在车辆1中的叶片2将牵引力从牵引单元1传递到非牵引单元5。根据一个实施方式，上述夹紧系统1000是图1和图2所示的非牵引单元5的组成部分。特别是，夹紧系统1000可以有利地代替图2所示的运载器装置26。

由此，根据一个实施方式，用于运输风轮机叶片的车辆的非牵引单元可以包括安装在底盘上的平台28，如图2所示。底盘优选地设置有车轮，使之可以移动。再次如图2所示，可旋转部分25被安装在平台28上。然后，根据上述实施方式之一所述的夹紧系统1000被安装到可旋转部分25。特别是，根据一个实施方式，下结构240被安装到可旋转部分25。根据另选实施方式，上结构220被安装在可旋转部分25上。非牵引单元可以有利地结合牵引单元一起使用，以便安全运输风轮机叶片，特别是具有巨大尺寸的叶片。

虽然在上面借助附图所示的实施方式的详细描述已经阐明了本发明，但是应指定，本发明并不限于示出和描述的实施方式。相反，等同于描述和示出实施方式的所有这些实施方式对本发明所属领域技术人员将是显而易见的。本发明的保护范围由此由权利要求书限定。

Claims (15)

1.一种用于储存并运输风轮机叶片(100)的夹紧装置(1000)，所述夹紧装置(1000)包括：

第一结构(220)和第二结构(240)，所述第一结构(220)和所述第二结构(240)适于抵接到所述风轮机叶片(100)的相对两侧(102，104)上，其中，所述第一结构(220)包括适于固定到所述第二结构(240)的端部的第一端部(220a)，并包括与所述第一端部(220a)对置的第二端部(220b)，能调整所述第一结构(220)的所述第二端部(220b)关于所述第二结构(240)的位置；

夹紧力调整装置(400)，所述夹紧力调整装置(400)允许调整由所述第一结构(220)和所述第二结构(240)施加到所述风轮机叶片(100)上的夹紧力的大小；

弹性构件(440)，所述弹性构件(440)被布置在所述第一结构(220)与所述第二结构(240)之间，以向所述第一结构(220)和所述第二结构(240)施加弹力，所述弹力的大小与所述弹性构件(440)关于特征静止长度的偏转量具有预定和单一的相关性，所述夹紧力的大小与所述弹力的大小成比例；以及

偏置机构(420)，所述偏置机构(420)适于偏转所述弹性构件(440)，以允许调整所述弹力的大小。

2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中，所述弹力与所述弹性构件(440)的长度和所述特征静止长度之差线性相关。

3.根据权利要求1或2所述的夹紧装置，其中，所述弹性构件(440)包括线圈弹簧。

4.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中，所述偏置机构(420)适于紧固到所述第一结构(220)和所述第二结构(240)中的一者，所述弹性构件(440)被布置在所述偏置机构(420)与所述第一结构(220)和第二结构(240)中的无法紧固所述偏置机构(420)的那一个结构之间。

5.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中，所述偏置机构(420)包括至少一个紧固构件(422)，所述紧固构件(422)具有适于抵接到所述弹性构件(440)的端部(442)上的头部(422h)，能调整所述头部(422h)距所述第二结构(240)的距离，使得随着所述头部(422h)距所述第二结构(240)的距离减少，所述弹性构件(440) 的压缩量增加。

6.根据权利要求5所述的夹紧装置，其中，所述紧固构件(422)包括螺纹，所述螺纹适于与形成在固定到所述第二结构(240)的壳体中的匹配螺纹接合，使得施加到所述紧固构件(422)的转矩导致所述紧固构件(422)的所述头部(422h)与所述第二结构(240)之间的距离变化。

7.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中，所述第一结构(220)的所述第一端部(220a)以可旋转的方式固定到所述第二结构(240)。

8.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中，所述第一结构(220)包括适于抵接到所述风轮机叶片的上表面(102)上的上接触元件(226)，并包括适于抵接到所述风轮机叶片的下表面(104)上的下接触元件(246)，所述上接触元件(226)和所述下接触元件(246)具有分别匹配所述风轮机叶片(100)的所述上表面(102)和所述下表面(104)的表面轮廓(226as，246as)。

9.根据权利要求1所述的夹紧装置，所述夹紧装置适于操作为第二类操作杆，所述第二类操作杆的作用力是由所述夹紧力调整装置(400)施加的，由所述夹紧力调整装置(400)施加的力的大小与所述夹紧力的大小之比是由所述夹紧装置(1000)的结构特征明确确定的常数。

10.一种用于运输风轮机叶片的车辆，所述车辆包括：

牵引单元；

非牵引单元，所述非牵引单元适于连接到所述牵引单元，所述非牵引单元包括根据权利要求1至9中的任一项所述的夹紧装置。

11.一种储存和/或运输风轮机叶片(100)的方法，所述方法包括：

将所述风轮机叶片(100)插入夹紧装置(1000)的第一结构(220)和第二结构(240)之间，使得所述第一结构(220)和所述第二结构(240)分别抵接到所述风轮机叶片(100)的对置表面(102，104)上，所述第一结构(220)包括适于固定到所述第二结构(240)的端部的第一端部(220a)，并包括与所述第一端部(220a)对置的第二端部(220b)，能调整所述第一结构(220)的所述第二端部(220b)关于所述第二结构(240)的位置；

使用布置在所述第一结构(220)和所述第二结构(240)之间的弹性构件(440)，以向所述第一结构(220)和所述第二结构(240)施加弹力，所述弹力的大小与由所述夹紧装置(1000)施加在所述风轮机叶片(100)上的夹紧力的大小成比例；

调整所述弹力的大小，使得所述夹紧力具有预定大小，所述调整所述弹力的大小的步骤包括借助偏置机构(420)来偏转所述弹性构件(440)；

其中，所述弹力的大小与所述弹性构件(440)关于特征静止长度的偏转量具有预定和单一的相关性。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，调整所述弹力的大小的步骤包括：压缩所述弹性构件(440)，直到达到预定长度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定长度是所述弹性构件(440)的最小长度特征。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法，其中，偏转所述弹性构件(440)的所述步骤包括：调整所述偏置机构(420)的紧固构件(422)与所述第二结构(240)之间的距离，所述紧固构件(422)抵接到所述弹性构件(440)的上端部(442)上。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述紧固构件(422)以螺纹连接方式与所述第二结构(240)接合，并且其中，调整所述紧固构件(422)与所述第二结构(240)之间的距离的所述步骤包括向所述紧固构件(422)施加转矩。