CN110382192A - 用于组装用在风力涡轮机叶片中的加强腹板的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于组装用于风力涡轮机叶片(10)的加强腹板(12)的方法和设备(14)。使用一个或多个定位夹具(16)将要与层压层(58，60)集成以形成加强腹板(12)的预成型凸缘结构(20)夹紧到适当位置使之抵靠模具端部表面(76)。定位夹具(16)包括第一夹紧块(80)和第二夹紧块(82)，所述第一夹紧块(80)和第二夹紧块(82)成形为提供在树脂注射模制期间避免树脂聚集和桥接的外部轮廓，同时允许利用夹紧块(80，82)的容易组装和拆卸的可移除接合将夹紧施加到凸缘结构(20)。定位夹具(16)防止凸缘结构(20)在用于加强腹板(12)的组装过程期间的不期望的移位，并且不需要使用复杂或昂贵的模制设备或工艺。

Description

用于组装用在风力涡轮机叶片中的加强腹板的方法和设备

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机叶片，并且更具体地涉及与风力涡轮机叶片使用的加强腹板的制造和组装，以加强限定叶片的空气动力学轮廓的外壳。

背景技术

风力涡轮机用于使用可再生资源(周围环境中的风能)并且在不燃烧化石燃料的情况下产生电能。通常，风力涡轮机将运动的风能转换成机械能，然后随后将机械能转换成电能。常见类型的风力涡轮机是单转子水平轴线风力涡轮机，尽管也经常使用多转子风力涡轮机。如所熟知，示例性的单转子风力涡轮机包括限定支撑结构的塔架、位于塔架的顶点处的机舱以及转子，该转子具有中心转子轮毂和安装在轮毂上并从轮毂径向延伸的一个或多个叶片(例如，三个叶片)。转子由机舱支撑，并定位在机舱的前部处，使得转子在其支撑塔架的上游面向风。转子可直接或间接地与容纳在机舱内部的发电机联接，并被构造成将转子的机械能转换成电能。

由于风力涡轮机叶片是捕获风能以转子旋转形式产生机械能的元件，因此这些元件必须制造成承受显著的负载和应力，这同样在操作期间也会随着时间而极大地变化。此外，尤其在较大容量的风力涡轮机或仅具有一个转子的风力涡轮机中，风力涡轮机叶片通常限定非常细长的叶片长度，以扫过足够的区域来捕获产生更大量的电能所必需的风能。当然，风力涡轮机叶片变得越长，则在叶片的结构或材料中需要提供更大的强度和刚度以承受来自风的相关负载。在这点上，一种加强风力涡轮机叶片的典型方法是增加一个或多个内部加强腹板，有时称为剪切腹板，以连接在第一外壳部分和第二外壳部分之间，在第一外壳部分和第二外壳部分连接在一起之后，该第一外壳部分和第二外壳部分限定风力涡轮机的空气动力学轮廓。内部加强腹板为外壳部分提供了额外的刚性，目的是承受在风力涡轮机操作期间遇到的不稳定和高负载。

用于风力涡轮机叶片的加强腹板通常包括在第一外壳部分和第二外壳部分之间延伸的中心加强壁(其可为大致平面的或具有彼此成角度的多个区段)以及位于中心加强壁的相对端处以连接到第一外壳部分和第二外壳部分的凸缘。凸缘通常在这些相对端处限定L形或T形结构，并且这种元件可能难以在外壳部分处以类似的方式生产(例如，在模具中铺设复合层)。为此，已经开发了专门的模制设备和工艺来生产具有必要特征的结构加强腹板。

例如，在一个实施方式中，加强腹板可以由C形面板和两个L形的单独凸缘以传统方式构造，该两个L形的单独凸缘结合到C形面板以限定整个加强腹板的工字梁形状。C形面板在实践中难以在模具中制造，因为模具的外部侧壁(邻近C形的端部)使得难以布置形成加强腹板的面板所需的各种复合层。同样，模具的大致尖锐的拐角会导致复合材料中的褶皱，这增加了可以使加强腹板不能使用的弱点或潜在失效点。L形的单独凸缘与C形面板的单独联接或结合增加了成本，例如在组装用于风力涡轮机叶片的加强腹板时的额外制造时间。

在Carbon Rotec公司的德国专利申请公开No.102014018022中；瑞能系统公司的国际专利申请公开No.WO2013/037466中；和LM WP专利控股公司的国际专利申请公开No.WO2016/066207中示出了用于制造C形面板或腹板的模制设备的几个传统实施例。这些申请中的每一个都描述了包括主要部分和外部模具侧壁的模具，在该主要部分处腹板的中心加强壁被组装，该外部模具侧壁相对于主要部分间隔开，以便限定用于待组装的腹板的凸缘的空腔(例如，参见No.WO2016/066207公开的图10中所示的模具的外部板662)。这些类型的多部件模制设备制造相当昂贵且难以操作，且当用这些类型的传统模制系统形成加强腹板时需要从多个部件脱模且修整腹板上的粗糙边缘的额外步骤。因此，需要和/或开发组装这些加强腹板的替代方法。

用于组装加强腹板的这些替代方法中的一种在维斯塔斯风力系统公司的国际专利申请公开No.WO2016/177375中示出，维斯塔斯风力系统公司是本申请的原始受让人。在No.WO2016/177375公开的该方法中，具有T形横截面的拉挤部件形式的预成型腹板凸缘与复合材料的层压层组合组装，以形成中心加强壁和加强腹板的凸缘。通过用预成型T形部件限定凸缘，不需要沿着模具的侧面单独建造复合层，并且同样，不需要附加外部模具侧壁。相反，预成型T形部件的突出部分与层压层交错，然后整个组件可以经受基体材料的真空袋树脂注射模制和通过施加热能而固化。如No.WO2016/177375公开中所述，这种组装方法允许简单且廉价的模具工具用于不同类型的风力涡轮机叶片加强腹板的使用和重新构造。

已经发现，通常为刚性的预成型腹板凸缘可在加强腹板组装过程的某些阶段从期望位置移位，包括但不限于：在层压层的铺设期间、在真空袋安装期间，以及在树脂浸渍期间。如果腹板凸缘以这种方式移位，则所产生的加强腹板可能不限定其被设计成所具有的形状或结构强度。一种潜在解决方案是将预成型腹板凸缘与附加的外部模具侧壁固定，但是这将潜在地导致与No.WO2016/177375公开中的该组装方法被设计来克服的传统设计类似的缺陷和问题。

因此，希望将腹板凸缘固定在适当位置，而不需要使用较旧的、更复杂的和昂贵的模制设备。在这点上，需要一种用于制造用于与风力涡轮机叶片一起使用的加强腹板的更可靠的方法和设备，特别是其中从No.WO2016/177375公开的设计完全保持使用预成型腹板凸缘和真空袋树脂浸渍模制的优点。

发明内容

本文描述了一种用于组装将在风力涡轮机中使用的加强腹板的设备和方法，其中在组装过程期间将预成型凸缘结构夹紧在正确的位置，以从而实现以上阐述的目的，包括避免凸缘结构移位，该移位可影响加强腹板的结构可靠性或完整性，同时还保持与使用简单且便宜的模制设备和工具相关联的益处。定位夹具易于组装和拆卸，并且被设计成在基本上不影响真空袋树脂注射模制的情况下使用，该真空袋树脂注射模制通常被执行以将加强腹板固结和最终形成为整体部件。

在一个实施方式中，提供了一种组装用于与风力涡轮机叶片使用的加强腹板的方法。该方法包括在模具的主表面上布置一个或多个第一层压层。主表面终止于模具的肩部部分，该肩部部分限定横向于主表面的模具端部表面。该方法还包括将凸缘结构布置到模具上，该凸缘结构包括凸缘部分和横向于凸缘部分定向的突出部分，其中突出部分位于第一层压层的一部分的顶部上，并且凸缘部分沿着模具端部表面延伸。在布置凸缘结构之后，用包括第一夹紧块和第二夹紧块的定位夹具将凸缘结构夹紧在适当位置。该夹紧包括将第一夹紧块移动成与固定地联接到模具端部表面的第二夹紧块可移除地接合，以便推动第一夹紧块的夹紧表面抵靠凸缘部分，以将凸缘结构保持在模具端部表面上的适当位置。最后，通过基体材料的真空袋树脂注射模制并固化以将凸缘结构的突出部分结合到第一层压层并且从而形成加强腹板，来集成第一层压层和凸缘结构。在树脂注射模制和固结/固化步骤期间凸缘结构的夹紧确保凸缘结构保持在正确的位置，而不需要使用更复杂和昂贵的模制设备，例如具有附加外部侧壁的那些传统模具。

在一个方面，将凸缘结构夹紧在适当位置还包括使第一夹紧块上的第一邻接表面与第二夹紧块上的第二邻接表面接合。第一邻接表面和第二邻接表面各自相对于模具端部表面倾斜，因此，这些第一邻接表面和第二邻接表面的接合形成互锁几何形状，防止第一夹紧块在横向于模具的主表面的方向(例如，向上朝向凸缘结构)上的运动。互锁几何形状防止沿至少一个运动轴线的运动，这意味着该方法还可包括使第一夹紧块和第二夹紧块沿第一邻接表面和第二邻接表面在平行于模具的主表面的方向上滑动，以使第一夹紧块和第二夹紧块相对于彼此可移除地接合或脱离。当第一邻接表面和第二邻接表面形成为在两个方向上，例如横向和竖直方向相对于模具端部表面倾斜时，互锁几何形状还可以防止在两个方向上的运动。第一邻接表面和第二邻接表面的边缘可以被圆整为具有曲率半径，以有助于第一夹紧块和第二夹紧块的接合和脱离运动。在集成第一层压层和第二层压层与凸缘结构以形成加强腹板之后，拆卸定位夹具。

在根据本发明的另一方面，第一夹紧块限定楔形底端部分。将凸缘结构夹紧在适当位置还包括使第一夹紧块与第二夹紧块接合，以使第一夹紧块的楔形底端部分朝向凸缘结构的凸缘部分推动夹紧表面。在一些实施方式中，将凸缘结构夹紧在适当位置包括将第一夹紧块和第二夹紧块彼此对准以形成限定了被构造成紧密接合真空袋的外部轮廓的整体三维形状主体。结果，在基体材料的真空袋树脂注射模制以将加强腹板的元件集成在一起期间，避免了树脂空隙和桥接的形成。在一个特定的实施例中，第一夹紧块和第二夹紧块的对准导致截头棱锥形主体与第一夹紧块和第二夹紧块的形成，截头棱锥形主体沿着定位夹具的整个周边限定锥形边缘。

在又一方面，第一夹紧块包括定位表面，该定位表面被构造成定位在模具端部表面附近。将凸缘结构夹紧在适当位置还包括将第一夹紧块的定位表面定位成邻近凸缘结构的凸缘部分的端部边缘，以相对于模具端部表面和相对于主表面精确地定位凸缘结构。该方法还包括使用与第二夹紧块和模具接合的紧固件在模具端部表面处将第二夹紧块与模具固定地联接。例如，该紧固件可以是螺纹紧固件。这些不同方面和特征中的每一个可以在根据本发明的原理的方法的任何变型中组合。

在根据本文所公开的本发明的另一实施方式中，提供了一种用于组装用于与风力涡轮机叶片使用的加强腹板的设备。该设备包括具有主表面的模具，该主表面被构造成接收限定了加强腹板的中心加强壁的第一层压层。模具的主表面终止于肩部部分，该肩部部分限定横向于主表面的模具端部表面。模具也可被构造成施加热能。该设备还包括沿模具端部表面定位的至少一个定位夹具。定位夹具包括具有第一邻接表面和夹紧表面的第一夹紧块，以及在模具端部表面处固定地联接到模具的第二夹紧块。第一夹紧块在第一邻接表面处与第二夹紧块的第二邻接表面可移除地接合，其被构造成使第一夹紧块推动夹紧表面抵靠包括突出部分和凸缘部分的凸缘结构。突出部分沿模具的主表面延伸，而凸缘部分沿模具端部表面延伸，因此夹紧表面与凸缘结构的凸缘部分接合。在加强腹板的树脂注射模制和固化期间，该夹紧动作将凸缘结构保持在适当位置。如上所述，在树脂注射模制和固结/固化步骤期间凸缘结构的夹紧有利地确保凸缘结构保持在正确的位置，而不需要使用更复杂和昂贵的模制设备。

在本发明的一个方面，第一邻接表面和第二邻接表面相对于模具端部表面倾斜，这形成互锁几何形状，当第一夹紧块和第二夹紧块彼此接合时，该互锁几何形状防止第一夹紧块在横向于模具的主表面的方向上的运动。互锁几何形状仅防止沿这一个运动轴线的运动。结果，第一夹紧块和第二夹紧块可以通过沿着第一邻接表面和第二邻接表面在平行于模具的主表面的方向上的滑动运动而彼此接合和/或脱离。第一夹紧块可以限定楔形底端部分，该楔形底端部分被构造成当与由第二夹紧块限定的楔形接收空腔接合时，朝向凸缘结构的凸缘部分推动夹紧表面。

在另一方面，第一夹紧块和第二夹紧块由低表面能材料例如PTFE形成和/或涂覆有低表面能材料，该低表面能材料被构造成避免在树脂注射模制期间粘附到基体材料。同样，当第一夹紧块和第二夹紧块彼此可移除地接合并对准时，定位夹具限定具有外部轮廓的整体三维形状主体，该外部轮廓被构造成紧密地接合真空袋，从而避免在真空袋树脂注射模制期间的树脂空隙或树脂桥接。例如，定位夹具可限定截头棱锥形主体，该截头棱锥形主体具有沿着定位夹具的整个周边的锥形边缘。如上所述，使用定位夹具允许以高可靠性和一致性制造加强腹板，同时仍然使用不包括附加模具侧壁或其它复杂的模制设备和工具的模具。

附图说明

在结合附图阅读了以下一个或多个说明性实施方式的详细描述之后，本发明的各种附加特征和优点对本领域的普通技术人员来说将变得更加显而易见。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施方式，并且与上面给出的一般描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的一个或多个实施方式。

图1是具有内部加强腹板的风力涡轮机叶片的一个实施方式的顶部立体图，该叶片可以使用根据本发明的用于组装加强腹板的方法和设备来制造；

图2是穿过图1的风力涡轮机叶片的中心部分的横截面正视图，该风力涡轮机叶片包括加强腹板；

图3是图2的加强腹板在安装在风力涡轮机叶片处之后的适当位置的详细视图，并且示出了当根据本文所述的本发明构造时加强腹板的附加元件；

图4是用于组装加强腹板的设备的一个实施方式的顶部立体图，该设备包括模具和沿着模具端部表面定位的至少一个定位夹具；

图5A是图4的设备的前横截面图，其中该视图示出了组装方法的第一步骤，其中纤维复合材料的第一层压层已被铺设到模具的主表面上；

图5B是图5A的设备的前横截面图，示出了组装方法的另一步骤，其中预成型凸缘结构定位在模具上，以便具有至少部分地铺设在模具的主表面处的第一层压层上的突出部分，并且以便具有沿着模具端部表面延伸的凸缘部分；

图5C是图5B的设备的前横截面图，示出了组装方法的另一步骤，其中第一夹紧块与第二夹紧块接合，以形成图4所示的定位夹具，从而将凸缘结构固定在模具端部表面上的适当位置，并且该视图还示出了将纤维复合材料的第二层压层铺设到模具的主表面上；

图5D是图5C的设备的前横截面图，示出了组装方法的另一步骤，其中真空袋已被放置在加强腹板的组装元件上，并且树脂源和真空源用于进行真空袋树脂注射模制以将前述元件与基体材料组装(在该阶段也可施加固化加热)；

图5E是图5D的设备的前横截面图，示出了组装方法的另一步骤，其中在加强腹板的固结和固化之后，真空袋已经被移除，并且定位夹具保持在适当位置，保持凸缘结构抵靠模具端部表面；

图5F是图5E的设备的前横截面图，示出了组装方法的另一步骤，其中定位夹具的第一夹紧块从第二夹紧块移除，以释放加强腹板的凸缘，使加强腹板准备好脱模；

图6是处于图5E所示的组装方法的状态的设备和具体地定位夹具的详细立体图，示出了第一夹紧块如何可从第二夹紧块移除的进一步细节；

图7是处于图5F所示的组装方法的状态的设备和具体的定位夹具的详细立体图，并且还示出了第一夹紧块和第二夹紧块的进一步结构细节；

图8是图4至图7所示设备的定位夹具的端部视图，其中第一夹紧块和第二夹紧块接合以形成整体三维形状主体；

图9是图8的定位夹具的侧横截面图，示出了第一夹紧块和第二夹紧块的进一步结构细节；

图10是与图7类似的详细立体图，示出了与根据本发明的设备和组装方法一起使用的定位夹具的另一实施方式，并且示出了彼此脱离的第一夹紧块和第二夹紧块；

图11是图10的定位夹具的第二夹紧块的俯视图，示出了该实施方式的附加特征；以及

图12是图10的定位夹具的第二夹紧块的侧视图，示出了该实施方式的附加特征。

具体实施方式

参照图1至图9，详细示出了根据本发明原理的具有至少一个内部加强腹板12的风力涡轮机叶片10的一个示例性实施方式，以及用于组装加强腹板12的方法和设备14(见图4至图9)。有利地，设备14包括至少一个定位夹具16，该定位夹具16被构造成在这些元件的组装和集成期间将加强腹板12的预成型凸缘结构20相对于模具18保持在适当位置。定位夹具16被设计成易于安装和移除，同时还避免了当附加元件位于用于树脂注射模制操作的真空袋内时可能另外发生的任何树脂聚集问题。因此，加强腹板12的组装避免了在组装过程期间预成型凸缘结构20相对于模具18和/或相对于加强腹板12的其它元件的任何移位的可能性。因此，通过本文所述的方法和设备生产的加强腹板12在结构和强度上更可靠，而无需使用昂贵且复杂的模制设备。

参照图1至图3，示出了风力涡轮机叶片10，该风力涡轮机叶片10通过下面进一步详细描述的本发明的设备和方法组装。在这点上，风力涡轮机叶片10包括限定了叶片10的最外空气动力学轮廓的外壳24，该外壳24在图1中示出为完全固化的整体件。外壳24通常通过粘合剂将第一外壳部分26和第二外壳部分28结合在一起而形成，这些外壳部分例如在图2和图3的截面图中可见。在该实施方式中，外壳24主要由纤维复合材料形成。当如这些图中所示完全组装时，外壳24在要连接到风力涡轮机的转子轮毂(未示出)的根端30和与根端30相对的末端32之间延伸，从而限定叶片10的纵向跨度长度。外壳24还限定叶片10的前边缘34和后边缘36，每个前边缘34和后边缘36在根端30和末端32之间延伸。第一外壳部分26和第二外壳部分28通常制造成沿着这些前边缘34和后边缘36结合在一起，但在风力涡轮机叶片10的其它实施方式中，其它组装构造也是可能的。

为了增加叶片10的强度和刚度，在叶片10的组装期间，加强腹板12与第一外壳部分26和第二外壳部分28结合。如图1中的虚线所示，在风力涡轮机叶片10的该实施方式中，内部腹板12不沿着限定在根端30和末端32之间的纵向跨度长度的全部数量延伸。然而，相信至少在叶片10的根端30附近且沿纵向跨度长度的50％或更多增加结构刚度和硬度是有利的。因此，内部腹板12沿着风力涡轮机叶片10的大部分长度延伸。

应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，内部腹板12可以是沿其整个长度的整体件，或者可以由定位成一行的若干段组装而成，以形成内部腹板12的整个长度。例如，外壳24的横截面轮廓沿叶片10的长度改变并变平，因此内部腹板12也可能需要针对沿叶片10的长度的不同部分而调节尺寸和构造。在以上背景技术部分中讨论的No.WO2016/177375公开中，根据加强腹板12将被放置在风力涡轮机叶片10的内部的何处，加强腹板被示出为具有线性的中心加强壁和扭结的中心加强壁(加强腹板的相对端上的凸缘应当与它们所结合的外壳24的部分对准)。然而，为了简化本申请的发明的描述，加强腹板12被示出为大致在风力涡轮机叶片10的中心，这使得腹板12的中心加强壁38能够形成为大致平面的、竖直延伸的部件。在具有成角度的或扭结的中心加强壁的其它实施方式中，制造方法没有显著改变。

继续参照图2和图3，加强腹板12大体在风力涡轮机叶片10的迎风侧42和背风侧44之间延伸，迎风侧42和背风侧44均也由外壳24限定。因此，当叶片10在风力涡轮机处运行时，加强腹板12提供了额外的强度和对由移动穿过风而遇到的变化负载的抵抗。该实施方式的外壳24还设有可选的内部桁架46，该内部桁架46在第一外壳部分26和第二外壳部分28的内部上沿纵向跨度长度突出。内部桁架46可由纤维复合材料或金属材料形成，其中内部桁架46放置在一个或多个加强腹板12将连接到第一外壳部分26和第二外壳部分28的位置处。内部桁架46还用于加强外壳24的结构，如在风力涡轮机领域所熟知的。因此，在这些图中所示的实施方式中，加强腹板12的顶部凸缘48和底部凸缘50例如利用示意性示出的粘合剂材料52直接连接或结合到这些内部桁架46。然而，应当理解，在与本发明一致的其它实施方式中，可以省略内部桁架46，在这种情况下，加强腹板12将直接结合到第一外壳部分26和第二外壳部分28。

尽管当完全组装的加强腹板12通常是由固化树脂或基体材料保持在一起的整体结构(例如，这种整体结构在图2中示出)，但是在图3开始示出根据下面描述的组装方法在整体结构中放在一起的单独部件。为此，加强腹板12由一个或多个纤维复合材料的第一层压层58、一个或多个纤维复合材料的第二层压层60和两个预成型凸缘结构20组装而成。第一层压层58和第二层压层60有助于形成完成的加强腹板12的中心加强壁38，并且这些可以是用树脂或基体材料预浸渍的所谓“预浸料坯”玻璃纤维织物。在该实施方式中，预成型凸缘结构20限定T形横截面，并且可以通过对嵌入树脂或基体材料中的单向玻璃加强纤维进行拉挤成型来提供。凸缘结构20包括与第一层压层58和第二层压层60接合的突出部分62以形成中心加强壁38，并且还包括大致垂直于突出部分62的凸缘部分64，以便限定加强腹板12的顶部凸缘48或底部凸缘50。下面将针对根据本发明的组装方法的一个实施方式来描述这些元件的组装和集成。

应当理解，尽管在图1至图3中仅示出了I形剪切腹板形式的一个内部加强腹板12，但是在本发明的范围内，根据风力涡轮机叶片10的其它实施方式，多于一个的结构加强件或腹板可与外壳24组装。同样，用于组装到加强腹板12中的元件的凸缘结构20的具体形状和材料类型(例如，预浸料坯和拉挤成型)可在与本发明一致的其它实施方式中修改。为了清楚起见，简化了所示的实施例，并且使得可以集中在设备14中的定位夹具16的有利使用和加强腹板12的组装方法上。如下面进一步详细阐述的，定位夹具16避免了在组装加强腹板12期间凸缘结构20的任何移位，从而避免了结构完整性损失和可由这种移位导致的其它问题。

现在转到参考图4至图9，示出了根据本发明的一个实施方式的用于与风力涡轮机叶片10一起使用的加强腹板12的组装方法的设备14和一系列步骤(具体地在图5A至图5F)。在图4所示的实施方式中，设备14包括模具18和如前所述的多个定位夹具16。模具18包括沿纵向方向延伸的主表面70。主表面70成形为限定组装的腹板12的中心加强壁38的轮廓。这样，在所示的实施方式中，主表面70是大致平面的和水平的，以限定大致平面的中心加强壁38，如图1至图3的实施例所示。当需要在中心加强壁38中具有纽结或角度时，主表面70可具有多个成角度的部分。主表面70终止于第一和第二纵向边缘72，并且模具18包括从每一个纵向边缘72向下延伸的肩部部分74，以限定模具18的相对的自由端。

模具18的每一个肩部部分74包括横向于主表面70的模具端部表面76。在所示实施方式中，模具端部表面76示出为大致垂直于主表面70，但这些表面的相对角度在其它实施方式中可以改变(例如，其中加强腹板上的凸缘将不垂直于中心加强壁38)。在该所示实施方式中，肩部部分74还包括从模具端部表面76向外延伸的足部分78，并且该足部分可以用于将模具18支撑在地板表面上，但是肩部部分74的具体结构布置可以被修改以在其它实施方式中省略这样的足部分78。同样，尽管在图4中肩部部分74示出为沿着第一和第二纵向边缘72二者，但是应当理解，在其它实施方式中，肩部部分74可以仅需要在模具18的一侧上。

尽管第一和第二纵向边缘72以图4中看起来大致平行的方式延伸，但应理解，这些第一和第二纵向边缘72通常沿模具18的纵向长度朝向彼此会聚，因为风力涡轮机叶片10的内部的高度和加强腹板12的相应高度变化并且朝向叶片10的末端32变得更短。为此，主表面70的具体形状和尺寸被定制为匹配组装的加强腹板12的期望形状和尺寸，并且这些变型不改变如本文所述的腹板12的组装方法。

定位夹具16如图所示沿着模具端部表面76定位。尽管定位夹具16在图4中示出为仅沿着一个肩部部分74，但是应当理解，定位夹具16也还可以设置在另一肩部部分74处的相对侧上，特别是当在组装过程期间在加强腹板12的两侧上构造凸缘时。另外，在图4中，两个定位夹具16被示出为在沿着模具18的纵向长度的不同位置处，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，在其它实施方式中可以仅设置一个这样的定位夹具16或者多于两个的定位夹具。下面的描述将集中在定位夹具16中的仅一个定位夹具上，但是应当理解，在具有多于一个定位夹具16的实施方式中，与夹具相关的步骤很容易重复。定位夹具16有利地包括第一夹紧块80和第二夹紧块82，其中第一夹紧块80与第二夹紧块82可移除地接合。如以下参照图6至图9进一步详细描述的，第一夹紧块80和第二夹紧块82使得定位夹具16能够容易地组装和拆卸以将凸缘结构20保持在适当位置，同时还共同限定了整体三维形状主体，该整体三维形状主体在组装的真空袋树脂注射模制步骤期间在不捕获额外树脂的情况下易于使真空袋铺设在其上。

可以理解，模具18通常由金属材料例如钢形成，使得能够进行如下阐述的模制和脱模步骤。在该实施方式中，设备14的模具18是相对低成本和简单件的设备，这是由于许多原因，包括省略了对附加外部模具侧壁的任何需要。此外，由于没有沿模具端部表面76与模具18相互作用的附加模具侧壁，所以简化了用于将材料和部件定位在正确位置以便集成和组装的铺设过程，并且不会遭受在本申请的背景技术部分中描述的具有这种模具侧壁的传统设计的各种缺点。

现在转到参考图5A至图5F，示出了使用前述设备14的示例性实施方式的用于加强腹板12的组装方法的各个步骤。在这些图中仅示出了模具18的一侧，因为用于沿着模具18的另一侧将凸缘组装在加强腹板12上的工艺步骤将是相同的。从图5A开始，该方法开始于将一个或多个第一层压层58布置到模具18的主表面70上的步骤。在该实施方式中，第一层压层58由如上所述的用树脂预浸渍的玻璃纤维织物层(预浸料坯)限定，但是如在复合材料构造领域所熟知的，可以使用其它类型的复合材料。当使用预浸料坯时，第一层压层58中的未固化或部分固化的树脂趋于粘性的，这有助于保持第一层压层58在主表面70上的位置，而没有任何不连续或褶皱。如图5A所示，在该实施方式中，第一层压层58不在纵向边缘72上及超过纵向边缘72延伸，因为这些第一层压层58用于形成中心加强壁38的一部分，而不是腹板12的顶部凸缘48。

在图5A的视图中也可以看到，在用于加强腹板12的组装方法的该初始步骤中，定位夹具16被拆卸，并且仅第二夹紧块82处于沿着模具端部表面76的适当位置。图5A至图5F中所截取的横截面是穿过定位夹具16中的一个定位夹具的中心，以便阐明这些元件的结构和功能。例如，在图5A中可以看到，第二夹紧块82通过螺纹紧固件88固定地联接在模具端部表面76上的适当位置，该螺纹紧固件88延伸穿过第二夹紧块82并进入模具18中。应当理解，在其它未示出的实施方式中可使用其它类型的紧固件或联接元件以将第二夹紧块82保持在所需位置。此外，例如当模具18被重新构造以形成具有顶部凸缘48或更大或更小尺寸的加强腹板12时，可以通过将螺纹紧固件88固定在模具端部表面76上的不同位置处而重新定位第二夹紧块82。为了本发明的目的，第二夹紧块82仅示出为在这一个固定位置和构造中。

第二夹紧块82的几个其它特征在图5A中是可见的。为此，第二夹紧块82包括第二邻接表面90，当第二夹紧块82与模具18固定地联接时，该第二邻接表面90与模具端部表面76间隔开并面向模具端部表面76。第二邻接表面90相对于模具端部表面76倾斜。为此，在该实施方式中，第二邻接表面90相对于模具端部表面76在一个方向上倾斜(在竖直平面中成角度)，但是应当理解，在其它实施方式中，该倾斜布置可以沿着一个或两个或更多个不同的方向，下面参照图10至图12示出并描述其它实施方式的实施例。第二夹紧块82还包括上定位表面92，该上定位表面92在第二邻接表面90的一端和模具端部表面76之间并且还在第二邻接表面90的另一端和第二夹紧块82的最外面94之间大致水平地延伸。最外面94背离模具18定向。模具端部表面76、上定位表面92中的一个上定位表面和第二邻接表面90共同限定楔形接收空腔96，该楔形接收空腔96被构造成接收第一夹紧块80的相应部分，如下所阐述。

转到图5B，示出了根据该实施方式的用于加强腹板12的组装方法的另一步骤。在该步骤中，将预成型凸缘结构20布置到模具18上。更具体地说，凸缘结构20的横截面为T形，其中突出部分62(在某些情况下也称为“竖柱”)沿着模具18的主表面70的一部分延伸，并且凸缘部分64横向于主表面70并沿着模具端部表面76延伸。再次，当预浸料坯用于第一层压层58时，其中的树脂的粘性可有助于初始地将凸缘结构20的突出部分62保持在第一层压层58的顶部上的适当位置。然而，当存在这种粘性时，这种粘性不足以避免在组装方法的其它步骤期间当凸缘结构20被无意地接触时可能发生的潜在移位。然而，本发明的该实施方式通过将凸缘结构20夹紧在如下所述的适当位置来解决该可能的问题。

如上初始所述，本实施方式的预成型凸缘结构20由嵌入固化树脂基体中的多个单向玻璃加强纤维构成。凸缘结构20的具体横截面形状，在这种情况下为T形，通过拉挤成型来设置，例如，用树脂或基体材料涂覆单向纤维，然后牵拉它们穿过T形模。在其它未示出的实施方式中，拉挤成型模可以不同地成形为形成凸缘结构20的其它横截面形状(L形等)，而不脱离本发明的范围。同样，实心的、通常为刚性的凸缘结构20也可以使用复合材料领域中已知的不同构造技术形成。

现在参考图5C，用于加强腹板12的组装方法继续将凸缘结构20夹紧在模具18处的适当位置的步骤。为了执行这种夹紧，定位夹具16的第一夹紧块80与第二夹紧块82可移除地接合，如图5C中的接合位置所示。第一夹紧块80包括楔形底端部分100，该楔形底端部分100被构造成插入到位于第二夹紧块82的顶部处的楔形接收空腔96中，以形成第一夹紧块80和第二夹紧块82的互锁几何形状。如图6和图7中更清楚地示出的，其中图6和图7将在下面进一步详细描述，楔形空腔96沿着模具18的纵向方向延伸，并且因此，楔形底端部分100可在平行于模具18的主表面70的该纵向方向上滑动(见图6中的运动箭头)，以将楔形底端部分100插入到楔形空腔96中。楔形底端部分100包括第一邻接表面102，该第一邻接表面102背离模具端部表面76并定向成相对于该模具端部表面76倾斜。如上所述，在与本公开的范围一致的各种实施方式中，该倾斜布置可以沿着一个方向或两个方向。

由第一夹紧块80和第二夹紧块82形成的互锁几何形状至少部分地特别地由第一邻接表面102和第二邻接表面90彼此的接合引起。在该所示实施方式中，这些第一邻接表面102和第二邻接表面90的倾斜定向或成角度使得楔形底端部分100和楔形接收空腔96在底部处比在顶部处更大。因此，防止底端部分100的更大底部向上移动(在图5C的情况下)穿过接收空腔96的较小顶部。因此，第一夹紧块80和第二夹紧块82的互锁几何形状防止第一夹紧块80在横向于模具18的主表面的方向上的运动，例如，在向上或远离第二夹紧块82的方向。互锁几何形状仅防止沿该一个轴线的运动，通过能够使第一夹紧块80和第二夹紧块82沿另一方向滑动以使它们接合或脱离。第一夹紧块80的底部(包括楔形底端部分100)还被构造成位于由第二夹紧块82限定的上定位表面92的顶部，以从而将第一夹紧块80精确地定位在适当的高度以与凸缘结构20接合。

第一邻接表面102和第二邻接表面90也以这样的方式形成，即朝向凸缘结构20向内推动或推压第一夹紧块80。在这点上，即使第一夹紧块80的底部和第二夹紧块82的顶部设计成形状互补以避免在定位夹具16处形成明显的间隙或空隙，由第一夹紧块80限定的楔形形状也设计成朝向模具端部表面76向内推动第一夹紧块80。第一夹紧块80还包括夹紧表面104，该夹紧表面104位于邻近第一夹紧块80的顶部，并且当装配定位夹具16时，该夹紧表面104向内面向朝向模具18。夹紧表面104被楔形形状推动以在凸缘部分64处向凸缘结构20施加夹紧力。更特别地，凸缘部分64包括背离突出部分62的外侧106，并且该外侧106通过第一夹紧块80的夹紧表面104接合。该夹紧力将凸缘部分64的下侧108的一部分(面向突出部分62的下侧108)按压成与模具端部表面76进行更大的摩擦接合。定位夹具16在图5C所示位置的这种夹紧有利地防止了在用于加强腹板12的组装方法的随后步骤期间凸缘结构20的不期望的移位。

如图5C所示，第一夹紧块80的夹紧表面104在第一夹紧块80的最外面110和定位表面112之间延伸，该定位表面112在该图所示的定位夹具16的安装位置中大致面向上。定位表面112设计成定位成邻近凸缘部分64的端部边缘114，该端部边缘114在凸缘部分64的外侧106和下侧108之间。为此，定位表面112确保凸缘结构20相对于模具端部表面76以及相对于模具18的主表面70精确定位。定位表面112因此可识别由在夹紧之前凸缘结构20的不精确放置或先前移位而引发的任何问题。在一个实施方式中，定位表面112设计成相对于端部边缘114具有大约1毫米的间隙，以便能够容易地组装定位夹具16(例如，存在间隙配合，而不是干涉配合)。应当理解，在其它实施方式中，定位表面112可以被重新定位。

图5C还示出了根据该实施方式的用于加强腹板12的组装方法的另一步骤，该步骤通常在将凸缘结构20抵靠模具端部表面76而夹紧在适当位置之后执行。在这点上，该方法继续将一个或多个第二层压层60布置到模具18的主表面70上，具体地布置到第一层压层58和凸缘结构20的突出部分62的顶部上。在这种布置中，突出部分62有效地夹在第一层压层58和第二层压层60之间。在该实施方式中，第二层压层60由与第一层压层58相同的预浸料坯限定，但是如复合材料构造领域所熟知的，可以使用其它类型的复合材料。随着第二层压层60被铺设在适当位置，限定了中心加强壁38和加强腹板12的部件被完全组装并准备好集成在一起。

应当理解，在根据本发明的其它未示出的实施方式中，根据加强腹板12的不同轮廓的需要，泡沫芯和其它内部成形元件也可以可选地添加在第一层压层58和第二层压层60之间，但是为了简化该实施例，这些附加元件没有示出。同样，在根据本发明的方法的其它实施方式中，第二层压层60可从制造加强腹板12的组件中省略。在那些实施方式中，突出部分62仅沿其一侧与第一层压层58集成，但这种构造在结构上保持足以用于一些风力涡轮机叶片。无论在本发明的实施方式中是否包括第二层压层60，用于加强腹板12的组装方法的其余步骤保持与上文和下文详细描述的相同。

图5D示出了用于加强腹板12的组装方法的下一步骤。更具体地说，通过应用真空袋树脂注射模制并通过使用树脂或基体材料将这些元件固化在一起，第一层压层58和第二层压层60以及凸缘结构20被集成为整体件。在一个实施方式中如下执行该方法的该步骤。模具18上的部件的组件覆盖有真空袋118或薄膜，其使用密封带120或类似的连接器抵靠模具18而被密封。真空袋118和模具18共同包封密封区域122，如图5D所示。真空袋118也可以设有其它可选的层，例如转移网状物和释放层，尽管为了简化在所示实施方式中未示出这些元件。

使用真空源124从密封区域122去除空气，真空源124可以是真空泵或类似装置。同时，使用树脂源126将附加树脂材料注射到密封区域122中，该树脂源126也示意性地在图5D中示出，但可以包括传统的泵。空气的去除和树脂或基体材料的注射导致真空袋118压缩到加强腹板12的部件上并将这些部件固结在一起。同时或稍后，树脂和/或基体材料被固化以完成固结在一起的部件之间的结合，包括第一层压层58和第二层压层60(或在省略第二层压层60的实施方式中仅第一层压层58)和凸缘结构20。在一个实施例中，模具18被构造成施加热能以使树脂固化，但是应当理解，在与本发明的范围一致的其它实施方式中，可以使用其它外部热源或仅室温固化。

在树脂或基体材料固化之后，可以移除真空袋118，如图5E中的组装方法的下一步骤所示。真空袋树脂注射模制和固化通过将第一层压层58和第二层压层60以及凸缘结构20这些元件结合在一起形成限定了加强腹板12的整体结构而集成第一层压层58和第二层压层60以及凸缘结构20。为了一致性，加强腹板12的单独部件继续在这些后面的图中示出，但是应当理解，加强腹板12在图5E的这种状态下完全集成在一起。然后，加强腹板12处于准备从模具18脱模的状态，如以下进一步详细描述的。尽管图5E和图5F示出了与模具18的主表面70分开的中心加强壁38的一部分，但是应当理解，该分开可以直到在组装方法中脱模处理步骤发生之后才发生(为此，图5E和图5F中的图示简单地示出为与图2和图3中所示的加强腹板12的最终版本一致)。

定位夹具16的设计的另一优点在组装方法的该步骤中是明显的。尽管在图5D中示出了真空袋118处于密封区域122中的空气被大量抽空之前的状态，但是从图5D和图5E中可以清楚地看出，由定位夹具16限定的形状和横截面轮廓没有尖锐的拐角或孔，这些拐角或孔可能导致真空袋118的桥接以及在这些桥接处聚集过量的树脂或基体材料。可以理解，螺纹紧固件88的头部或紧固件驻留在该处的孔通常用胶带覆盖，以防止树脂进入定位夹具16的该部分。

如上文简要描述的，第一夹紧块80和第二夹紧块82对准以形成大致整体三维形状主体，该整体三维形状主体能够在真空辅助树脂注射模制工艺中紧密地接合真空袋118。在所示的具体实施方式中(并且可能在图6至图9中更清楚地示出)，第一夹紧块80和第二夹紧块82的最外面110、94共同形成作为外部轮廓的截头棱锥形主体。最外面110、94包括沿着其整个周边的锥形边缘128，以避免出现任何尖锐的轮廓或拐角，这会导致空隙或树脂桥接，同样，如图5D和图5E所示，当定位夹具16完全组装时，第一夹紧块80和第二夹紧块82彼此紧密地接合，并且还在与最外面110、94相对的一侧上使凸缘结构20和模具端部表面76紧密地接合，因此在组装方法的集成步骤期间没有聚集树脂或基体材料的区域。因此，在该步骤中，真空袋118易于从定位夹具16移除，并且不应存在过量的树脂堆积，这消除了脱模前切除这种过量的任何需要。

现在参考图5F，以及图6和图7的立体图，示出了用于加强腹板12的组装方法的另一步骤。如图5F所示，在真空袋118被移除之后，定位夹具16可被拆卸以释放施加到凸缘结构20的夹紧力，该凸缘结构20现在是加强腹板12的顶部凸缘48(或可选地，底部凸缘50)。由于定位夹具16的设计，拆卸是直接且容易的。在这点上，第一夹紧块80通过在平行于模具18的主表面的方向(例如，纵向方向)上的滑动运动而被移除。例如，这种运动在图6中由箭头130示出。因为定位夹具16限定了在组装过程期间不聚集树脂堆积的外部轮廓，所以在以这种方式移除第一夹紧块80之前，应当不需要切除任何固化的树脂。此外，第一夹紧块80和第二夹紧块82相对于彼此的组装和拆卸可以使用利用传统锤子等的敲入来执行，因为不需要其它工具。实际上，第一夹紧块80和第二夹紧块82也可以用手敲击而不使用工具来脱离。在如图5F和图7的状态所示的第一夹紧块80的移除之后，加强腹板12准备好任何进一步的脱模步骤，该脱模步骤是传统的，并且是复合材料构造和风力涡轮机领域的技术人员所熟知的。

图6至图9进一步示出了与用于加强腹板12的设备14和组装方法使用的定位夹具16的细节。图6、图8和图9示出了处于完全组装位置的定位夹具16，其中第一夹紧块80和第二夹紧块82可移除地彼此接合，并且图7示出了脱离并横向地远离第二夹紧块82而移动的第一夹紧块80。这些视图示出了第一夹紧块80和第二夹紧块82在不同定向上的各种表面、面和侧面，以便提供对如何构造定位夹具16的这些元件的更好的全面理解。

例如，图6至图9示出了当第一夹紧块80和第二夹紧块82彼此接合时由定位夹具16形成的整体三维形状主体。在该实施方式中，该主体采用截头棱锥形主体的形状，从而限定了不存在尖锐拐角或过渡的外部轮廓，该尖锐拐角或过渡可能导致真空袋118桥接和在围绕定位夹具16的不期望位置的树脂堆积。更具体地说，在所示的实施方式中，截头棱锥形主体是长方形的，但是应当理解，在本发明的范围内，其它类型的整体实心三维形状主体也是可能的。第一夹紧块80和第二夹紧块82的最外面110、94包括沿着截头棱锥形主体的所有四个侧面的锥形边缘128，如图8中最明显的所示。因此，当螺纹紧固件88所定位的孔如上顺便提及用胶带覆盖时，定位夹具16上的最外面110、94所呈现的整个外部轮廓被设计成紧密地接合真空袋118，从而在组装方法的真空袋树脂注射模制步骤之后使得能够容易移除真空袋118。在这点上，定位夹具16的外部轮廓上使用的形状和倒角有利地改进了设备14处的模制操作，同时允许将凸缘结构20夹紧在所示的适当位置。

定位夹具16也由有助于这种有利的模制功能的材料形成。在图6至图9所示的实施例中，第一夹紧块80和第二夹紧块82的整体由低表面能材料例如塑料形成，其被构造成在真空袋118下树脂注射模制期间避免粘附到树脂或基体材料。在这点上，成功地用于定位夹具16的一种特定塑料材料是聚四氟乙烯PTFE。然而，应当理解，在本发明的其它实施方式中，具有低表面能(也称为低表面张力)的其它类似材料可用于形成第一夹紧块80和第二夹紧块82的整体或涂覆第一夹紧块80和第二夹紧块82的最外部分。为此，无论设置在定位夹具16处的具体低表面能材料如何，定位夹具16都制造成避免粘附到树脂或基体材料。当与如上所述的定位夹具16所呈现的外部轮廓结合时，该材料特性确保定位夹具16不会聚集树脂或被树脂阻塞，该树脂在拆卸夹具16及加强腹板12脱模之前需要切除。

如上所述，定位夹具16的其它有益特征在图6至图9中更详细地示出。第一夹紧块80上的倾斜的第一邻接表面102和第二夹紧块82上的倾斜的第二邻接表面90(相对于模具端部表面76在一个或多个方向上倾斜)抵靠彼此滑动，以允许第一夹紧块80和第二夹紧块82的容易的接合和脱离。第一邻接表面102和第二邻接表面90还有助于限定楔形底端部分100和楔形空腔96，当第一夹紧块80和第二夹紧块82接合时该楔形底端部分100和楔形空腔96彼此相互作用，以提供至少两个功能：首先，第一夹紧块80和第二夹紧块82的这些形状是互补的，以便形成基本上整体三维形状主体，该整体三维形状主体不存在用于聚集树脂的空隙或桥接点；其次，这些形状彼此接合以将第一夹紧块80的夹紧表面104向内朝向沿着模具端部表面76布置的凸缘结构20扭转或推动。因此，即使定位夹具16易于组装和拆卸，如图6中的运动箭头130所示，也提供可靠的夹紧力以将凸缘结构20保持在适当位置，防止在组装方法期间不期望的移位，且这避免了对任何复杂模制设备例如附加外部模具侧壁的需要。

当使用螺纹紧固件88将第二夹紧块82沿着模具端部表面76与模具18固定地接合时，第二夹紧块82的顶部处的上定位表面92被定位成精确地定位第一夹紧块80，用于与凸缘结构20夹紧接合。为此，第二夹紧块82设计成一旦第一夹紧块80和第二夹紧块82可移除地接合，有助于精确地定位第一夹紧块80和凸缘结构20两者。同样，第一夹紧块80的内部上的定位表面112被构造成邻近和/或紧密接近凸缘结构20的端部边缘114，以既确保凸缘结构20的精确定位，又避免在定位夹具16的内部侧上的显著间隙或空隙，在该间隙或空隙处树脂可能不期望地聚集和阻塞夹具16。因此，与由最外面110、94呈现的外部轮廓如何被构造以有效地用于真空袋树脂注射模制中类似，定位夹具16的内部轮廓出于类似原因被成形为紧密地与凸缘结构20和模具端部表面76接合。

因此，图6至图9中详细示出的定位夹具16使得图4至图7中示出的设备14能够执行根据本发明的加强腹板12的组装方法。更特别地，由于第一夹紧块80和第二夹紧块82的互锁几何形状，定位夹具16易于打开和闭合，定位夹具16将预成型凸缘结构20(T形、L形或其它形状)正确地定位和保持在适当位置，以便组装到加强腹板12中，并且在执行真空袋树脂注射模制或加强腹板12的脱模时定位夹具16没有呈现出增加额外工作的轮廓。因此，没有外部模具侧壁的通常简单且低成本的模制设备可继续用于制造加强腹板12，并且减轻或消除了在组装方法期间与预成型凸缘结构20的移位有关的潜在问题。

参照图10至图12，示出了与根据本发明的设备14和加强腹板12的组装方法使用的定位夹具216的另一实施方式。与先前实施方式在很大程度上不变的定位夹具216的元件在该实施方式中编号相同，其中“200”或“300”系列中的修改的编号用于下面描述的修改的元件。为了简洁起见，这里不再详细描述与图6至图9的实施方式具有相同标号的元件。然而，应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，在该实施方式中示出的特征可以与先前实施方式的特征单独地或共同地使用。

如上文初始简要描述的，定位夹具216的该实施方式包括具有相应第一邻接表面302和第二邻接表面290的第一夹紧块280和第二夹紧块282，所述第一邻接表面302和第二邻接表面290被修改为以便在两个方向上而不是仅在一个方向上相对于模具端部表面76倾斜(图10中未示出)。如图11和图12中的第二夹紧块282的俯视图和侧视图中最清楚地示出的，第二邻接表面290在水平平面中成角度，使得楔形空腔296的一个横向端部大于另一个横向端部(例如，第二邻接表面290沿着其横向长度更靠近模具端部表面76)。图10和图12还示出了第二邻接表面290也在竖直平面中倾斜(类似于前述实施方式)，使得第二邻接表面290的顶端比其底端更靠近模具端部表面76，这也使得楔形空腔296的底部大于该楔形空腔296的顶部。从图10中所示的虚线可以容易地理解，第一邻接表面302与第二邻接表面290的轮廓匹配，使得第一邻接表面302也相对于模具端部表面76在两个方向上倾斜。因此，由第一夹紧块280限定的楔形底端部分300朝向其底端较厚，且与相对的横向侧相比也朝向一个横向侧较厚。第一夹紧块280和第二夹紧块282还包括与前述实施方式相同的许多表面和特征，该表面和特征通过对第一邻接表面302和第二邻接表面290的修正而保持基本不变，包括但不限于：夹紧表面104、最外面110、94、定位表面92、112和锥形边缘128。

由于第一邻接表面302和第二邻接表面290相对于模具端部表面76在两个方向上倾斜，第一夹紧块280和第二夹紧块282的接合和脱离变得容易用手执行，而不需要任何专用工具。为此，第一夹紧块280仍然在沿着模具端部表面76的纵向长度的方向上移动，以将底端部分300接合到楔形空腔296中。然而，由于第一邻接表面302和第二邻接表面290沿着定位夹具216的横向长度的倾斜，首先插入楔形空腔296中的底端部分300的端部小于在该端部处的空腔296。容易理解，这避免了在将底端部分300移动到楔形空腔296中之前第一夹紧块280和第二夹紧块282相对于彼此完全定位的任何需要。如图12所示，邻接表面302、290等的各种边缘和拐角可包括沿其端部边缘的小曲率半径340。特别地，定位表面92和第二邻接表面290邻接时所沿的内部线可以包括圆形拐角。这些圆形边缘和拐角可以有助于便于底端部分300滑动运动到楔形空腔296中。它可以另外减少尖锐边缘和内部拐角中固有的应力集中。这种曲率半径340也可以用于其它实施方式，例如上面详细描述的定位夹具16。

在该实施方式中，第一邻接表面302和第二邻接表面290的形状和轮廓也有助于第一夹紧块280和第二夹紧块282彼此的精确定位和对准。在底端部分300的较小横向端部初始插入到楔形空腔296的较大横向端部中之后，第一夹紧块280进一步在相同方向上被推动，这最终导致第一邻接表面302和第二邻接表面290在底端部分300的较小横向端部到达楔形空腔296的相应较小横向端部时滑动成相对紧密的摩擦接合，这些较小端部形成为大致相同的尺寸。这种摩擦接合还有助于推动第一夹紧块280朝向与模具端部表面76更紧密地接合，包括夹紧表面104与凸缘结构20的夹紧接合。

在该实施方式中，当定位夹具216的这些元件彼此摩擦地接合且对准时，例如在图6和图8的状态下，由第一邻接表面302和第二邻接表面290的接合限定的互锁几何形状阻止第一夹紧块280相对于第二夹紧块282在两个方向上的进一步的运动。在这点上，第一夹紧块280不能在横向于模具18的主表面70的方向上沿着模具端部表面76向上移动，并且第一夹紧块280不能在平行于模具18的主表面70的方向上(至少在与用于将第一夹紧块280和第二夹紧块282接合在一起的运动相同的方向上)沿着模具端部表面76的纵向长度进一步横向地移动。因此，第一邻接表面302和第二邻接表面290的接合形成互锁几何形状，该互锁几何形状允许第一夹紧块280仅在与用于接合第一夹紧块280和第二夹紧块282的运动相反的方向上的运动，该运动也在平行于模具18的主表面70的方向上。一旦克服第一夹紧块280和第二夹紧块282的摩擦接合以开始使这些元件脱离(这可以通过手来完成)，当完成上述用于加强腹板12的组装方法时，底端部分300和空腔296的楔形使得容易从第二夹紧块282移除第一夹紧块280。因此，圆形边缘和双向倾斜使得定位夹具216的该实施方式易于接合和脱离，以便将凸缘结构20相对于模具18夹紧在适当位置，这提供了如上文详细阐述的若干优点。

尽管已经通过对本发明的各种实施方式的描述对本发明进行了说明，并且尽管已经相当详细地描述了这些实施方式，但是并不旨在将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制到这样的细节。因此，本文所讨论的各种特征可单独使用或以任何组合使用，包括与任何类型的单转子或多转子风力涡轮机一起使用。本领域技术人员将容易地想到其它优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示和所述的具体细节和说明性实施例。因此，在不脱离总体发明构思的范围的情况下，可以偏离这些细节。

Claims (23)

1.一种组装用于风力涡轮机叶片(10)的加强腹板(12)的方法，所述方法包括：

在模具(18)的主表面(70)上布置一个或多个第一层压层(58)，所述主表面(70)终止于所述模具(18)的肩部部分(74)，所述肩部部分限定了横向于所述主表面(70)的模具端部表面(76)；

将凸缘结构(20)布置到所述模具(18)上，所述凸缘结构包括凸缘部分(64)和横向于所述凸缘部分(64)而定向的突出部分(62)，其中所述突出部分(62)与所述第一层压层(58)的一部分重叠，并且所述凸缘部分(64)沿着所述模具端部表面(76)延伸；

通过基体材料的真空袋树脂注射模制并通过固化以使所述凸缘结构(20)的所述突出部分(62)结合到所述第一层压层(58)并且从而形成所述加强腹板(12)，来集成所述第一层压层(58)和所述凸缘结构(20)；并且

其特征在于：

在布置所述凸缘结构(20)之后，用定位夹具(16)将所述凸缘结构(20)夹紧在适当位置，所述定位夹具具有第一夹紧块(80)和第二夹紧块(82)并且连接到所述模具端部表面(76)，所述夹紧还包括移动所述第一夹紧块(80)使之与所述第二夹紧块(82)以可移除的方式接合，以推动所述第一夹紧块(80)的夹紧表面(104)使之抵靠所述凸缘部分(64)，以将所述凸缘结构(20)保持在所述模具端部表面(76)上的适当位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，用所述定位夹具将所述凸缘结构夹紧在适当位置还包括：

将限定在所述第一夹紧块上的第一邻接表面与所述第二夹紧块上的第二邻接表面接合，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面相对于所述模具端部表面倾斜，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面的接合形成互锁几何形状，防止所述第一夹紧块在横向于所述模具的所述主表面的方向上的运动。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过使所述第一邻接表面和所述第二邻接表面接合而形成的所述互锁几何形状防止沿至少一个运动轴线的运动，并且所述方法还包括：

在平行于所述模具的所述主表面的方向上沿着相应的所述第一邻接表面和所述第二邻接表面滑动所述第一夹紧块和所述第二夹紧块，从而在布置所述凸缘结构之后使所述第一夹紧块和所述第二夹紧块以可移除的方式接合，和/或在将所述第一层压层和所述凸缘结构集成以形成所述加强腹板之后使所述第一夹紧块和所述第二夹紧块彼此脱离。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面在两个方向上相对于所述模具端部表面倾斜，使得通过使所述第一邻接表面和所述第二邻接表面接合而形成的所述互锁几何形状防止沿两个运动方向上的运动。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面包括限定了曲率半径的弯曲边缘。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一夹紧块限定楔形底端部分，并且用所述定位夹具将所述凸缘结构夹紧在适当位置还包括：

使所述第一夹紧块与所述第二夹紧块接合，以使所述第一夹紧块的所述楔形底端部分朝向所述凸缘结构的所述凸缘部分推动所述夹紧表面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用所述定位夹具将所述凸缘结构夹紧在适当位置还包括：

将所述第一夹紧块和所述第二夹紧块彼此对准以形成限定了外部轮廓的整体三维形状主体，所述外部轮廓被构造成紧密接合真空袋，从而避免在基体材料的真空袋树脂注射模制期间的树脂空隙或桥接。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一夹紧块和所述第二夹紧块彼此对准还包括：

利用所述第一夹紧块和所述第二夹紧块形成截头棱锥形主体，从而限定所述外部轮廓，所述截头棱锥形主体限定了沿着所述定位夹具的整个周边的锥形边缘。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一夹紧块包括定位表面，所述定位表面被构造成定位在所述模具端部表面附近，并且用所述定位夹具将所述凸缘结构夹紧在适当位置还包括：

将所述第一夹紧块的所述定位表面定位成邻近所述凸缘结构的所述凸缘部分的端部边缘。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

使用与所述第二夹紧块和所述模具接合的紧固件在所述模具端部表面处将所述第二夹紧块与所述模具固定地联接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

在所述第一层压层和所述凸缘结构的所述突出部分的顶部上布置一个或多个第二层压层，

其中，用所述定位夹具将所述凸缘结构夹紧在适当位置发生在布置所述第二层压层之前，并且集成的步骤还包括：

通过基体材料的真空袋树脂注射模制并通过固化以将所述凸缘结构的所述突出部分结合在所述第一层压层和所述第二层压层之间，来集成所述第一层压层和所述第二层压层与所述凸缘结构。

12.一种用于组装用于风力涡轮机叶片(10)的加强腹板(12)的设备(14)，所述设备(14)包括：

模具(18)，所述模具(18)包括主表面(70)，所述主表面(70)被构造成接收限定了所述加强腹板(12)的中心加强壁(38)的第一层压层(58)，所述主表面(70)终止于肩部部分(74)，所述肩部部分(74)限定了横向于所述主表面(70)的模具端部表面(76)；并且

其特征在于：

至少一个定位夹具(16)沿着所述模具端部表面(76)定位，所述定位夹具(16)包括第一夹紧块(80)和第二夹紧块(82)，其中所述第二夹紧块(82)在所述模具端部表面(76)处固定地联接到所述模具(18)，所述第一夹紧块(80)包括第一邻接表面(102)和夹紧表面(104)，使得所述第一夹紧块(80)在所述第一邻接表面(102)处与限定在所述第二夹紧块(82)中的第二邻接表面(90)以可移除的方式接合，

其特征还在于，所述第一邻接表面(102)和所述第二邻接表面(90)的可移除接合被构造成致使所述第一夹紧块(80)推动所述夹紧表面(104)使之抵靠凸缘结构(20)，所述凸缘结构包括沿着所述模具(18)的所述主表面(70)延伸的突出部分(62)和沿着所述模具端部表面(76)延伸的凸缘部分(64)，从而在树脂注射模制和所述加强腹板(12)的固化期间将所述凸缘结构(20)保持在适当位置。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面相对于所述模具端部表面倾斜，使得当所述第一夹紧块和所述第二夹紧块以可移除的方式接合时，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面限定互锁几何形状，从而防止所述第一夹紧块在横向于所述模具的所述主表面的方向上的运动。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，通过使所述第一邻接表面和所述第二邻接表面接合而形成的所述互锁几何形状防止沿至少一个运动轴线的运动，使得所述第一夹紧块和所述第二夹紧块能够通过沿相应的所述第一邻接表面和所述第二邻接表面在平行于所述模具的所述主表面的方向上滑动而接合和/或脱离。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的设备，其中，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面在两个方向上相对于所述模具端部表面倾斜，使得通过使所述第一邻接表面和所述第二邻接表面接合而形成的所述互锁几何形状防止沿两个运动方向的运动。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的设备，其中，所述第一邻接表面和所述第二邻接表面包括限定了曲率半径的弯曲边缘，所述曲率半径促进所述第一夹紧块和所述第二夹紧块朝向接合位置和脱离位置的运动。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的设备，其中，所述第一夹紧块限定楔形底端部分，所述楔形底端部分被构造成当所述第一夹紧块和所述第二夹紧块以可移除的方式接合时朝向所述凸缘结构的所述凸缘部分推动所述夹紧表面。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的设备，其中，所述定位夹具的所述第一夹紧块和所述第二夹紧块由低表面能材料形成和/或涂覆有低表面能材料，所述低表面能材料被构造成在树脂注射模制期间避免粘附到基体材料。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的设备，其中，所述模具不包括会与所述模具端部表面接合或相互作用的附加模具侧壁。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的设备，其中，当所述第一夹紧块和所述第二夹紧块彼此以可移除的方式接合并对准时，所述定位夹具限定整体三维形状主体，所述整体三维形状主体限定了被构造成紧密接合真空袋的外部轮廓，从而避免在基体材料的真空袋树脂注射模制期间的树脂空隙或桥接。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述定位夹具的所述整体三维形状主体是截头棱锥形主体，所述截头棱锥形主体沿着所述定位夹具的整个周边限定锥形边缘。

22.根据权利要求12至21中任一项所述的设备，其中，所述第一夹紧块包括定位表面，所述定位表面被构造成定位在所述模具端部表面附近，所述定位表面被构造成相对于所述模具端部表面和所述主表面精确地定位所述凸缘结构。

23.一种根据本文所提供的描述的用于组装用于风力涡轮机叶片的加强腹板的设备和相关方法。