CN110944829A - 风轮机叶片制造方面的改进 - Google Patents

Abstract

描述了一种制造风轮机叶片的方法。叶片包括结合在一起的第一半壳(12)和第二半壳(14)以结合在壳内部的抗剪腹板(16)。在将壳体联结在一起之前，将抗剪腹板定位在壳中的一者中。多个杆(70)附接至抗剪腹板并与多个安装件(80)接合，以相对于该壳支撑并稳定抗剪腹板。然后将这些壳彼此上下布置，同时这些杆仍保持附接至抗剪腹板。杆继续支撑抗剪腹板，同时抗剪腹板与另一壳对准。然后，从抗剪腹板拆卸杆，并且使壳在一起以将壳彼此结合并且结合位于壳之间的抗剪腹板。

Description

风轮机叶片制造方面的改进

技术领域

本发明总体上涉及风轮机叶片，并且更具体地涉及制造风轮机叶片的方法以及用于这种方法的设备。

背景技术

现代风轮机叶片通常包括中空壳，该中空壳由沿着壳的前缘和后缘结合在一起的两个半壳组成。叶片的内腔内设置有一个或多个纵向延伸的抗剪腹板。抗剪腹板包括布置在第一安装凸缘和第二安装凸缘之间的腹板面板。安装凸缘分别结合至两个半壳的相对的内表面。

制造叶片的方法通常涉及在叶片模具组件的相应半模具中由复合材料分开地形成两个半壳。可以使用两阶段的联结过程将半壳连接在一起：

在联结的第一阶段，将一个或多个抗剪腹板结合至第一半壳的内表面。该阶段通常涉及在第一半壳的内表面上沉积粘合剂。然后将抗剪腹板提升到第一半壳中，并使其第一安装凸缘位于粘合剂的顶部上。然后在第二阶段开始之前使粘合剂固化。

在联结的第二阶段中，可以将粘合剂施加至抗剪腹板的上安装凸缘，并且可以沿着第一半壳的前缘和后缘施加另外的粘合剂。然后提升第二半壳，转动该第二半壳并将其定位在第一半壳的顶部上，以完成联结过程。

重要的是，在联结过程中正确定位并支撑抗剪腹板，以使它们保持竖直取向(当在横截面中观察时)。如果抗剪腹板应移动，例如即使倾斜几度，则这可能导致抗剪腹板相对于叶片壳的错位。纠正任何此类错误会很困难且成本很高，并且在某些情况下，可能需要丢弃生成的叶片。

对于具有多个并排的抗剪腹板的叶片，已知在联结过程中将抗剪腹板连接在一起，从而使腹板彼此支撑并形成稳定的结构。WO2014094780A1中描述了这种实施例。然而，这对于具有单个主腹板的叶片是不可行的。在这种情况下，可以使用夹具来支撑单个腹板。夹具包括可移动框架，该可移动框架支撑抗剪腹板并且在结合过程中防止抗剪腹板相对于叶片壳移动。夹具通常沿抗剪腹板的整个长度支撑抗剪腹板，对于现代实用规模的叶片，抗剪腹板的长度通常超过80米。因此，夹具是非常大、复杂和昂贵的设备物件。

尽管这种夹具可以很好地支撑抗剪腹板并产生一致的结果，但是它们也有一些缺点。首先，这种夹具的生产和购买昂贵。其次，夹具是安置和构造复杂的组件，导致交付周期长。第三，夹具是针对特定叶片类型定制的，并且对于不同类型或尺寸的叶片，通常不能使用相同的夹具。第四，鉴于其大的尺寸，该夹具在叶片工厂中占用了很大一部分的占地面积，而那里的空间总是非常宝贵的。

在这种背景下，本发明的目的是提供一种用于支撑抗剪腹板的另选解决方案，该另选解决方案不具有夹具的上述一个或多个缺点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种制作风轮机叶片的方法，该风轮机叶片包括第一半壳和第二半壳以及抗剪腹板，所述抗剪腹板粘合地结合在所述半壳的相对的内表面之间，所述方法包括按照任何合适顺序的以下步骤：

提供所述叶片的第一半壳和第二半壳，每个半壳均在根端和末端之间沿翼展方向延伸并且在前缘和后缘之间沿翼弦方向延伸，其中在所述第一半壳的内表面上限定有第一抗剪腹板安装区域，并且在所述第二半壳的内表面上限定有第二抗剪腹板安装区域；

在所述第二抗剪腹板安装区域中设置多个腹板凸缘定位器；

提供纵向延伸的抗剪腹板，其包括设置在第一安装凸缘和第二安装凸缘之间的腹板面板；

提供多个杆，每个杆均在固定端和自由端之间延伸，所述杆的所述固定端附接至所述抗剪腹板，使得所述杆沿横向于所述腹板面板的方向从所述抗剪腹板伸出；

在相对于所述第一半壳和/或所述第二半壳的所述前缘和/或所述后缘的多个固定位置中分别设置多个安装件；

将所述抗剪腹板布置在所述第一半壳中，使得所述第一安装凸缘位于所述第一抗剪腹板安装区域中，并且在所述第一安装凸缘和所述第一半壳的所述内表面之间提供粘合剂；

使所述杆分别与所述多个安装件接合，使得所述杆将所述抗剪腹板支撑成基本竖直地位于所述第一半壳中；

将所述半壳彼此上下布置，使得所述半壳中的一者成为上半壳，另一半壳成为下半壳，并使得所述第一半壳和所述第二半壳的彼此相对的前缘和/或后缘竖直地间隔开以在其间限定间隙，所述杆延伸穿过所述间隙，使得在所述相对的半壳的外部能够接近所述杆的所述自由端；

将所述抗剪腹板的所述第二安装凸缘定位在所述多个腹板凸缘定位器中，在所述第二安装凸缘和所述第二半壳的所述内表面之间提供粘合剂；

从所述抗剪腹板拆卸所述杆；并且

将所述上半壳下降到所述下半壳上，以闭合这两个半壳之间的所述间隙，并压缩所述抗剪腹板安装凸缘和所述半壳之间的所述粘合剂。

所述方法还可以包括在所述第一抗剪腹板安装区域中提供多个腹板凸缘定位器，并且将所述抗剪腹板的所述第一安装凸缘定位在这些腹板凸缘定位器中。

所述第一半壳和所述第二半壳可以分别被支撑在叶片模具组件的第一半模具和第二半模具中。

所述安装件可以附接至所述第一半模具或所述第二半模具。

所述杆可以在所述抗剪腹板和所述安装件之间基本水平地延伸。

所述方法可以包括：将所述杆的所述固定端分别附接至设置在所述腹板面板的与所述杆的所述自由端相对的侧上的多个板。

所述多个板均可以连接至绳，并且所述方法包括：在拆卸所述杆之后，通过拉动所述绳而从限定在所述上半壳和所述下半壳之间的腔体移除所述板。

另选地，所述杆可以布置成钩在所述抗剪腹板上。

根据本发明的第二方面，提供一种风轮机叶片制造组件，包括：

第一半壳和第二半壳，每个半壳均在根端和末端之间沿翼展方向延伸并且在前缘和后缘之间沿翼弦方向延伸，所述半壳彼此上下布置使得在所述第一半壳和所述第二半壳的彼此相对的前缘和/或后缘之间限定有间隙；

抗剪腹板，其包括设置在第一安装凸缘和第二安装凸缘之间的腹板面板，所述抗剪腹板布置在所述第一半壳和所述第二半壳的相对内表面之间限定的腔体中，所述第一安装凸缘与限定在所述第一半壳的所述内表面上的第一抗剪腹板安装区域对准，并且所述第二安装凸缘与限定在所述第二半壳的所述内表面上的第二抗剪腹板安装区域对准；

多个安装件，这些安装件在所述腔体的外部分别布置在相对于所述第一半壳和/或所述第二半壳的相对的所述前缘和/或所述后缘的多个固定位置中；以及

多个杆，这些杆均具有固定端和自由端，所述杆的所述固定端附接至所述抗剪腹板，并从所述抗剪腹板伸出，所述杆延伸穿过所述第一半壳和所述第二半壳之间的所述间隙，使得所述杆的所述自由端位于所述腔体的外部；并且

所述杆分别与所述多个安装件接合，

其中，所述杆支撑并稳定所述抗剪腹板，使得所述抗剪腹板相对于所述第一半壳和/或所述第二半壳维持在固定的取向。

所述组件可以包括：多个第一腹板凸缘定位器，其在所述第一抗剪腹板安装区域中附接至所述第一半壳的所述内表面；和/或多个第二腹板凸缘定位器，其在所述第二抗剪腹板安装区域中附接至所述第二半壳的所述内表面，并且其中所述抗剪腹板的所述第一安装凸缘被接纳在所述第一腹板凸缘定位器中，并且/或者所述抗剪腹板的所述第二安装凸缘被接纳在所述第二腹板凸缘定位器中。

所述组件还可以包括模具组件，所述模具组件包括支撑所述第一半壳的第一半模具和支撑所述第二半壳的第二半模具。

所述安装件可以附接至所述模具组件。

所述的组件可以包括多个板，所述多个板构造成与所述杆的所述固定端接合以形成与所述抗剪腹板的附接。所述杆的所述固定端与相应的板形成转锁(twist lock)。所述杆的所述固定端和所述板可以构造成将所述抗剪腹板夹紧在其间。

另选地，所述杆可以构造成钩在所述抗剪腹板上。

本发明还提供一种风轮机叶片，其中，所述叶片包括抗剪腹板，所述抗剪腹板具有用于附接至多个杆的多个附接点。

总之，提供了一种用于制作风轮机叶片的方法和设备，该风轮机叶片包括结合在一起的第一半壳和第二半壳以及结合在壳内的抗剪腹板。在将壳体接合在一起之前，抗剪腹板位于壳中的一者中。多个杆可以附接至抗剪腹板并与多个安装件接合，以相对于该壳支撑并稳定抗剪腹板。然后可以将这些壳彼此上下布置，同时这些杆仍保持附接至抗剪腹板。杆继续支撑抗剪腹板，同时抗剪腹板与另一壳对准。然后，从抗剪腹板拆卸杆，并且使壳在一起以将壳彼此结合并且结合位于壳之间的抗剪腹板。

附图说明

现在将参考附图以非限制性实施例的方式来描述本发明，在附图中：

图1是风轮机叶片的分解图，其示出了第一半壳和第二半壳以及抗剪腹板；

图2a示出了被支撑在模具组件的第一半部中的第一半壳；

图2b是腹板凸缘定位器的立体图；

图3示出了由提升工具提升的抗剪腹板，并且多个水平杆附接至抗剪腹板；

图4示出了抗剪腹板下降到第一半壳中；

图5示出了水平杆与布置在第一半壳的前缘附近的安装件接合；

图6是与安装件接合的杆的特写图；

图7是穿过模具的简化的剖视图，其示出了移除提升工具之后第一半壳内的抗剪腹板，其中抗剪腹板由水平杆支撑在竖直位置；

图8是简化的剖视图，其示出了模具组件的支撑第二半壳的第二半部，该第二半部布置在模具组件的第一半部上方；

图9对应于图8，图9是在模具组件的第二半部略微下降后使得抗剪腹板插入到第二半壳的腹板凸缘定位器中的图；

图10对应于图9，图10是从抗剪腹板移除杆之后的图；

图11是简化的剖视图，其示出了处于完全闭合位置的模具组件；

图12示出了在抗剪腹板的与杆相对的侧上位于杆的附接点处的板；和

图13示出了杆的附接至板的端部。

具体实施方式

图1是风轮机叶片10的分解图。叶片10包括：外壳，其由第一半壳12和第二半壳14(例如迎风半壳和背风半壳)形成；以及单个抗剪腹板16。半壳12、14均沿翼展方向S从根端18纵向延伸至末端20，并沿翼弦方向C在前缘22和后缘24之间延伸。

抗剪腹板16是纵向延伸的结构，在所示的实施例中，该抗剪腹板包括设置在第一安装凸缘28和第二安装凸缘30之间的腹板面板26。按照图中所示的抗剪腹板16的取向，第一安装凸缘28是“下”安装凸缘，第二安装凸缘30是“上”安装凸缘。安装凸缘28、30横向于腹板面板26而布置。当组装起叶片时(如稍后将进一步详细讨论的)，安装凸缘28、30粘合地结合至第一半壳12和第二半壳14的相应内表面32、34。

在该实施例中，抗剪腹板16的横截面基本上为I形。在其他实施方式中，抗剪腹板16可以具有不同的形状，例如，C形。而且，在该实施例中，随着从根端逐渐接近末端，抗剪腹板16在高度上逐渐变细，这对应于叶片10的厚度朝向末端20而渐缩。

根据本发明的实施方式，抗剪腹板包括多个附接点36，稍后将详细讨论附接点36的用途。在该示例中，附接点36呈延伸穿过腹板面板26的孔的形式。孔36沿着腹板26的长度相互间隔开。在该实施例中，相邻孔36之间的间距约为五米，但是可以使用任何其他合适的间距。

叶片10的各个部分通常由复合材料(例如玻璃纤维增强塑料(GFRP)和/或碳纤维增强塑料(CFRP))制成。叶片壳12、14在叶片模具组件的分开的半模具中形成，而抗剪腹板16通常在专用的抗剪腹板模具中形成。抗剪腹板16中的孔36既可以与抗剪腹板16一起模制，也可以在模制抗剪腹板16之后例如通过去除材料(例如通过钻孔)而提供。

一旦形成了叶片10的各个部分，就在联结过程中将它们接合在一起以形成完整的叶片10。这通常涉及将第一半壳12和第二半壳14与叶片10内的抗剪腹板16结合在一起，抗剪腹板16结合至半壳12、14的相应内表面32、34。

现在将参考其余附图描述根据本发明的实施方式的联结过程。

图2a示出了被支撑在第一半模具38中的第一半壳12。更具体地，图2a示出了第一半壳12的包括根端18的内侧部分。模具38在翼展方向S上纵向延伸，并且在翼弦方向C上在前缘凸缘40和后缘凸缘42之间横向延伸。第一半模具38形成叶片模具组件46(图8中示意性地示出了其整体)的一半。

多个第一腹板凸缘定位器48附接(例如，结合)至第一半壳12的内表面32。这些腹板凸缘定位器48可另选被称为“下”腹板凸缘定位器。在第一半壳12的第一抗剪腹板安装区域50中，腹板凸缘定位器48在翼展方向S上间隔开。第一抗剪腹板安装区域50在图2a中被大体示出为位于虚线之间的区域。腹板凸缘定位器48用于将抗剪腹板16的第一安装凸缘28相对于第一半壳12引导和定位到正确的位置中。腹板凸缘定位器48精确地定位在叶片壳12的内表面32上。模具38上方的激光定位系统可以用于指示表面32上的、应附接腹板凸缘定位器48的正确位置。

图2b中更详细地示出了腹板凸缘定位器48。在该具体实施例中，腹板凸缘定位器48的横截面大致为U形，具有设置在一对立柱54之间的基部52。基部52附接至壳体12的内表面32，而立柱54从半壳12的内表面32突出。在其他实施例中，可以不同地构造腹板凸缘定位器48。可以在申请人的共同未决的专利申请PCT/DK2016/050393中找到腹板凸缘定位器48的更多细节，该未决专利申请的内容通过引用结合于此。

参考图3，其示出了由包括纵向延伸的提升梁58的提升工具56来提升抗剪腹板16，抗剪腹板16从提升梁58悬垂。提升工具56还包括支撑框架60，该支撑框架60支撑提升梁58。支撑框架60包括多个竖直腿62，多个竖直腿62布置在提升梁58的两侧并且在提升梁58的下方延伸。竖直腿62借助桁架64连接至提升梁58。

根据本发明的实施方式，多个杆70附接至抗剪腹板16。在该实施方式中，杆70呈棒或柱的形式。每个杆70均附接在抗剪腹板16的附接点36(参见图1)之一处。如下面将进一步详细描述的，提供杆70以在叶片10的组装期间支撑并稳定抗剪腹板16。当连接至腹板面板26时，杆70横向于腹板面板26的平面延伸。更具体地，在该实施例中，杆70基本垂直于腹板面板26的平面。在其他实施例中，杆70可以从腹板面板26以任何合适的角度延伸。

杆70可以从腹板面板26的一侧或两侧延伸。在该实施例中，杆70从腹板面板26的一侧延伸，并且具体地从腹板面板26的前缘侧72(即腹板26的面向叶片10的前缘22(参见图1)的那一侧)延伸。

杆70均包括固定端74和自由端76。固定端74在相应的附接点36(图1中所示)处连接至腹板面板26。因此，杆70沿着抗剪腹板16的长度以一定间隔隔开，该间隔对应于附接点36(在图1中示出)的间距。为了便于说明，图3仅示出了附接至抗剪腹板16的内部的杆70，然而在实践中，可以沿着抗剪腹板16的长度的更大部分(例如，根据需要，沿着抗剪腹板16的全长或大部分长度)附接杆70。杆70优选在提升抗剪腹板16之前附接至腹板面板26。

在该实施例中，杆70具有基本圆形的横截面，但是在其他实施例中可以具有不同的形状。可以根据叶片10和/或模具38的尺寸以及抗剪腹板16的位置来选择杆70的长度。还可以根据杆70的翼展位置来选择杆70的长度。例如，叶片壳的最宽部分(例如，靠近叶片根部)中可能需要相对较长的杆70，而在较窄的部分(例如，更靠近叶片末端)中可以使用较短的杆70。在该实施例中，最长的杆可以具有大约1500mm的长度，但是在其他实施例中可以使用其他合适长度的杆。另选地，可以沿着抗剪腹板16使用等长的杆70。

尽管未在图3中示出，但是水平杆70还可以例如使用条带连接至提升梁58，以便在提升抗剪腹板16时支撑杆70。

参考图4，其示出了抗剪腹板16位于第一半壳12中。提升工具56和悬垂的抗剪腹板16位于第一半壳12上方，并且提升工具56的腿62分别连接至多个提升千斤顶78，这些提升千斤顶78附接至模具38。利用提升千斤顶78将抗剪腹板16下降到第一半壳12中。

如图5中以实施例的方式所示，在相对于第一半壳12的前边缘22的多个固定位置中分别设置有多个安装件80，针对每个杆70有一个安装件80。每个安装件80均附接至模具组件46。在该实施例中，每个安装件80均附接至模具38的一侧。在抗剪腹板16相对于第一半壳12定位期间，每个杆70的自由端76均与相应的安装件80接合。安装件80均在精确的位置处固定至模具组件46。因此，当杆70与安装件80接合时，安装件80用作基准，并确保抗剪腹板16相对于半壳12、14的正确位置。

可以在初始的“干配合”期间(例如在腹板16相对于叶片壳12、14定位，而在抗剪腹板16和叶片壳之间不施加粘合剂的试运行期间)选择或调节安装件80的位置。只能在模具组件46的初始构造过程中进行一次干配合，以设置安装件80的正确位置。然后，随后的叶片生产运行就不需要干配合了。

在该实施例中，安装件80附接至模具38的前缘侧82。当杆70与安装件80接合时，杆70从其固定端74到其自由端76大致水平地延伸。杆70延伸超出模具38的前缘凸缘40，使得杆70的自由端76容易由模具38旁边的操作者接近。因而可以照此选择杆70的长度。

参考图6，每个安装件80均包括用于接纳并支撑杆70的自由端76的支撑件84。在该实施例中，支撑件84包括凹口86，杆70的自由端76被接纳在该凹口86中。支撑件84还可以包括夹紧部分(未示出)，该夹紧部分可以布置在杆70的自由端76之上以将杆70锁定至支撑件84。

在该实施例中，杆70的自由端76均包括手柄88和套环90。支撑件80还包括槽92，该槽92的尺寸设计成接纳杆70的套环90。在套环90插入槽92中的情况下，支撑件80防止杆70相对于支撑件80沿翼弦方向C移动。在其他实施方式中，可以在杆70和安装件80之间设置轴承。例如，环形轴承可以围绕杆70的自由端76的与安装件80接合的部分。轴承可以占据杆70和安装件80之间的公差。如稍后参考图12和图13更详细地讨论的，从抗剪腹板16拆卸杆70期间，轴承还可以促进杆70相对于安装件80的旋转。

安装件80还可以包括将支撑件84联接至模具组件46的托架94。在该实施例中，托架94包括具有矩形横截面的细长钢型材。钢型材94为安装件80提供内置的灵活性。钢型材94能够略微弯曲或挠曲，从而确保当将杆70支撑在安装件80中时，抗剪腹板16不会受到过度约束。

再次参考图4，当将抗剪腹板16下降到第一半壳12中时，杆70可以用于促进抗剪腹板16的定位。例如，当抗剪腹板16下降以使抗剪腹板16在下腹板凸缘定位器48(如图2a中所示)上方对准时，操作者可以拉动或推动杆70(如果需要)。一旦在腹板凸缘定位器48上方对准，就可以操作提升千斤顶78以将抗剪腹板16相对于第一半壳12下降到位。抗剪腹板16下降到腹板凸缘定位器78中，腹板凸缘定位器48将抗剪腹板16的下安装凸缘28朝向第一抗剪腹板安装区域50(如图2a中所示)引导。

现在参考图7，其为穿过模具38的简化横截面图，其示出了抗剪腹板16的插入到下腹板凸缘定位器48中的下安装凸缘28。在第一抗剪腹板安装区域50中，还可以在安装凸缘28和第一半壳12的内表面32之间看到粘合剂96的线或珠圆。该粘合剂沿着第一抗剪腹板安装区域50(在图2a中示出)延伸，包括腹板凸缘定位器48内部。在抗剪腹板16下降到所需位置的情况下，杆70可与它们各自的安装件80接合。然后可以从抗剪腹板16将高架提升工具56(图4中所示)移除。

在移除提升工具56的情况下，杆70用于将抗剪腹板16支撑成竖立在第一半壳12中，并防止抗剪腹板16移离位置。具体地，如所示，杆70将抗剪腹板16支撑成在第一半壳12中呈基本竖直取向。杆70与安装件80之间的接合防止杆70相对于安装件80沿翼弦方向C移动。在该实施例中，这是通过杆70的自由端76处的套环90安坐在安装件80中的槽92(参见图6)中来实现的。因此，杆70防止抗剪腹板16偏离竖直方向而倾斜。

如果需要，操作者可以使用数字水平仪来检查抗剪腹板16的竖直取向。如果抗剪腹板16不是精确地竖直的，则可以调节安装件80以使抗剪腹板16进入正确的取向。为此，安装件80可包括调节装置98，例如延伸穿过托架94(参见图6)的螺栓，该螺栓可以转动成使支撑件84沿翼弦方向C稍微移动以微调抗剪腹板16的竖直取向。可以另选使用其他合适的调节装置。

现在参考图8，在抗剪腹板16由杆70支撑的情况下，叶片10的第一半壳12和第二半壳14可以彼此上下布置，使得半壳中的一者成为上半壳，而半壳中的另一者成为下半壳。在该实施例中，第一半壳12是下半壳，第二半壳14是上半壳。如图8中所示，半壳12、14的相对内表面32、34之间限定有腔体99。抗剪腹板16位于该腔体90内。

例如，通过提升并转动模具组件46的第二半模具100并将其定位在第一半模具38上方，可以实现图8中所示的半壳12、14的布置。第二半模具100支撑第二半壳14。该过程通常被称为“闭合模具”。

模具组件46在图8中处于部分闭合的构造，即第二半壳14和第二半模具100被支撑在第一半壳12和第一半模具38的稍上方，使得在相对的两个半壳12、14与半模具38、100之间限定有间隙102。更具体地，在第一半壳12和第二半壳14的相互相对的前缘22和后缘24之间限定有间隙102。如图8中所示，杆延伸穿过该间隙102，使得杆70的自由端76位于腔体99外部，并且保持模具组件46旁边的操作者可以接近。因此，杆70的固定端74位于腔体99内部，而杆70的自由端位于腔体99外部。

在第二半壳12的内表面34上限定的第二抗剪腹板安装区域105中，多个第二腹板凸缘定位器104附接(例如结合)至第二半壳14的内表面34。第二腹板凸缘定位器104可另选被称为“上”腹板凸缘定位器104。上腹板凸缘定位器104可以与下腹板凸缘定位器48相同或不同。沿着第二抗剪腹板安装区域105(包括上腹板凸缘定位器104内部)，可以提供粘合剂106的珠圆。抗剪腹板16的上安装凸缘30直接在上腹板凸缘定位器104下方对准。

参考图9，其示出了在上半模具100和上半壳14进一步朝着下半模具38和下半壳12下降之后的叶片制造组件。如所示，抗剪腹板16的上安装凸缘30现在部分地插入到上腹板凸缘定位器104中。腹板凸缘定位器104的立柱54从第二半壳14的内表面34充分突出，以确保在上半模100的最终降落之前(即在上半壳14完全下降到下半壳12上之前)，将抗剪腹板16的上凸缘30定位在这些引导件104中。

现在参考图10，在抗剪腹板16的上安装凸缘30被接纳在上腹板凸缘定位器104内的情况下，可以从抗剪腹板16将杆70拆卸。在移除杆70的情况下，抗剪腹板16由抗剪腹板16上方和下方的腹板凸缘定位器48、104支撑，腹板凸缘定位器48、104将抗剪腹板16维持在正确的位置，并防止抗剪腹板16倾斜或以其他方式移离位置。在其他实施方式中，可能不需要下腹板凸缘定位器48，因为一旦拆卸杆70，上凸缘定位器104就足以防止抗剪腹板16移离位置；下安装凸缘28可以凭借粘合剂96的粘性维持在适当位置。

在移除杆70之后，可以开始上半模具100和上半壳14的最终降落以完全闭合模具组件46并且压缩用于将各种部件结合在一起的粘合剂96、106(如图11中所示)。

参考图11，其示出了处于完全闭合位置的模具组件46，其中，第一半壳12和第二半壳14接触，并且消除了图8至图10中所示的间隙102。在第二半模具100的最终降落期间，第二半模具100和第二半壳14的总重量作用在抗剪腹板16和下半壳12上，从而导致抗剪腹板16上方和下方的粘合剂96、106被压缩以与相应的半壳12、14形成相应的第一抗剪腹板结合线108和第二抗剪腹板结合线110。在这个最终阶段，腹板凸缘定位器48、104用于将抗剪腹板16支撑并引导至相对于叶片壳12、14的正确位置。

尽管未在图中示出，但是也可以在各个半壳12、14的相对的前缘22和相对的后缘24之间提供粘合剂。该粘合剂也可以在上模具100和上半壳14的最终降落期间被压缩以在两个半壳12、14之间形成前缘结合线和后缘结合线。因此，在该最终降落过程中，各个结合线中的粘合剂同时被压缩。然后将粘合剂固化。如果需要，可以加热以提高固化速率。

上面描述的联结过程被称为单阶段联结，因为它涉及抗剪腹板上方和下方的粘合剂96、106(即在第一抗剪腹板结合线108和第二抗剪腹板结合线110中的粘合剂96、106)同时被压缩。换句话说，单阶段联结涉及在单个步骤中将抗剪腹板16同时结合至上半壳14和下半壳12两者。

这与通过背景技术描述的两阶段联结形成对比，在该两阶段联结中，抗剪腹板16首先结合至下半壳12，随后再结合至上半壳14。单阶段联结尤其有利，因为与两阶段联结相比，它减少了叶片生产过程的节拍时间，在两阶段联结中，必须首先让抗剪腹板16和第一半壳12之间的粘合剂96固化一段时间，然后才能闭合模具组件46。

使用杆70来支撑抗剪腹板16有利地避免了对夹具(例如当前使用和通过背景技术描述的大型且昂贵的夹具)的需要。当使用夹具时，不可能进行单阶段联结，因为在夹具支撑抗剪腹板16时不能闭合模具46。杆70使单阶段联结成为可能，因为当杆支撑抗剪腹板16时，杆允许模具46基本上闭合。因此，在进行压缩粘合剂96、106之前，抗剪腹板可以相对于第一半壳12和第二半壳14两者精确地定位。

杆70确保抗剪腹板16在模具闭合期间正确地定位并与腹板凸缘定位器48、104对准。一旦抗剪腹板16定位在腹板凸缘定位器48、104中，则能够将杆70移除。在移除杆70的情况下，抗剪腹板16在结合过程中不受约束，因此自由且能够采用其在腹板凸缘定位器48、104内的正确位置。这确保了抗剪腹板16上方和下方的根据设计规范一致且精确的结合线108、110。

上面已经讨论过，杆70可释放地附接至抗剪腹板16。现在将参考图12和图13进一步详细讨论根据具体实施例的杆70的附接和拆卸过程。

参考图12，杆70可以经由可释放的锁定机构附接至抗剪腹板16。在该实施例中，杆70经由转锁连接至抗剪腹板16。如图12中所示，每个杆70的固定端74均连接至相应的板112，该板112设置在抗剪腹板16的与杆70相反的一侧。因此，在该实施例中，板112位于抗剪腹板16的后缘侧114。在该实施例中，板112由金属(例如钢)制成。可以铸造或模制板112，或者通过任何其他方法形成板112。

如关于图1已经提到的，抗剪腹板16可以包括多个附接点36，例如呈腹板面板26中的多个孔的形式(如图1中所示)。这些孔36设置在将附接杆70的位置处。在一个实施方式中，板112可以分别在这些附接点36的位置处固定至抗剪腹板16的后缘侧114。为了将杆70附接至抗剪腹板16，杆70的固定端74可以插入穿过孔36(从抗剪腹板16的前缘侧116)使得固定端74与腹板16的后缘侧114上的板112接合。

如图13中所示，杆70的固定端74包括多个凸角118，多个凸角118从固定端74沿大体上垂直于杆70的纵轴线120的径向方向突出。在该实施例中，存在三个径向突出的凸角118，它们绕杆70的纵轴线120等距间隔开。因此，在相邻凸角118之间限定了大约120度的角度。

板112包括中心孔122。多个凹口124从孔122的外围延伸。凹口124相对于孔122的中心径向地延伸。凹口124的形状对应于杆70的固定端74处的凸角118的形状。因此，在该实施例中，存在三个凹口124。凹口124绕孔122的中心等距地间隔开，使得在该实施例中的相邻凹口124之间的角度大约为120度。

杆70的固定端74与板112形成转锁。当杆70连接至抗剪腹板16时，操作者转动杆70的手柄88，使得固定端74处的凸角118与板112中的凹口124对准。然后，操作者将杆70的固定端74推过凹口124，并稍微转动杆70(在这种情况下约为60度)。这导致凸角118从凹口124偏移，从而将杆70的固定端74锁定至板112。

杆70和板112可以在抗剪腹板16上施加夹紧力。在图13中可以看出，杆70的固定端74包括凸缘126。当杆70附接至抗剪腹板16时，凸缘126位于腹板面板26的与板112相对的一侧。凸缘126在面板26的前缘侧116上抵接腹板面板26的表面(在该实施例中)。可以在腹板面板26的一侧上的凸缘126与腹板面板26的另一侧上的板112之间在腹板面板26上施加夹紧力。

仍然参考图13，为了从抗剪腹板16移除杆70，杆70可以转动(例如，在该实施例中转动大约60度)，以使凸角118再次与凹口124对准。这解锁了转锁机构，并且允许从板112拆卸杆70的固定端74，并将该固定端拉出设置在腹板面板26中的孔36之外。如图8中示意性所示，当模具组件46部分地闭合时，杆70的自由端76伸出穿过上半模具100和下半模具38之间的间隙102。因此，杆70的自由端76处的手柄88(参见图13)对于操作者而言仍然是可接近的，并且允许操作者转动这些手柄88以将杆70的固定端74从板112释放。

虽然板112可以永久地附接至抗剪腹板16，但是在其他实施方式中，板112是可以从抗剪腹板16移除的。例如，在其他实施例中，板112可以不固定至腹板面板26。在这种情况下，当从抗剪腹板16拆卸杆70时，板112可以释放，例如从腹板面板26掉落。

板112可各自连接至绳或线，该绳或线延伸至叶片组件的开放的根端。因此，当板112掉落时，可以简单地通过拉动绳而将它们从叶片组件移除。这是移除/取回板112的便利方法，并且允许在操作者不必进入壳12、14之间密闭的腔体99(参见图8)的情况下移除板112。一旦移除，板112就可以重新用于后续叶片。可重复使用的板112在成品叶片中提供了成本优势并减轻了重量。

尽管在上述实施方式中，叶片10包含单个抗剪腹板16，但在其他实施方式中，叶片10可以包含多个抗剪腹板。例如，叶片10可以包括额外的后缘腹板。后缘腹板可以被设计成为叶片10的后缘提供额外的支撑，并且可以适用于相对较宽的叶片，即具有较大翼弦尺寸的叶片。可以使用多个杆来支撑后缘腹板。这些杆可以类似于先前描述的杆70，并且可以以与杆70附接至主腹板16基本相同的方式附接至后缘腹板。当后缘腹板相对靠近后缘24定位时，这些杆可以有利地从后缘腹板的后缘侧水平延伸，并与附接至模具组件46的后缘侧的多个安装件接合。

使用杆70支撑抗剪腹板16具有若干优点，其中许多优点已经讨论过了。特别地，它们避免了需要大而昂贵的夹具来支撑抗剪腹板16，因此与以前的解决方案相比，节省了大量成本。也节省了这种夹具占用的工厂占地面积。如果需要，杆70可以存储在工厂外并且占据相对小的空间。杆70使得能够使用单阶段联结过程，这在使用夹具时是不可能的。因此，该过程的节拍时间显著减少，导致模具的利用率更高，并使得每年能够生产更多的叶片。因为在压缩粘合剂96、106之前移除了杆70，所以抗剪腹板16在结合过程中不受约束，从而允许抗剪腹板16根据设计规范相对于叶片壳12、14采取精确的位置，从而在抗剪腹板16和叶片壳12、14之间形成高质量的结合线108、110。

在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行许多变型。下面简要讨论这些变型的一些实施例。

在其他实施方式中，可以使用将杆70附接至抗剪腹板16的任何合适的手段。例如，杆70可以构造成与设置在腹板面板26的一侧的附接点接合，杆70从腹板面板26的所述一侧延伸(例如，在腹板26的前缘侧上)。因此，杆不需要延伸穿过抗剪腹板，从而可以避免对抗剪腹板16和相关的板112中的孔36的需要。例如，在某些实施方式中，杆70可以构造成钩到抗剪腹板16的附接点上。例如，杆70可以在一端包括钩，用于接合抗剪腹板16上的孔眼或其他附接点。

尽管在以上实施例中，第二半壳14在模具闭合期间位于第一半壳12的上方，但在其他实施例中，第一半壳12可以位于第二半壳14的上方。在这样的实施方式中，由杆70支撑的抗剪腹板16可以与第一半壳12一起被提升并转动。换句话说，在相对于下半壳12定位之前，抗剪腹板16可以相对于上半壳14固定。在任何实施方式中，第一半壳12可以是迎风半壳或背风半壳中的一者，第二半壳14可以是迎风半壳或背风半壳中的另一者。

尽管以实施例的方式描述了单阶段联结，但是在两阶段联结期间，杆70可以另选地用于支撑抗剪腹板16，在该两阶段联结中，抗剪腹板16在结合至第二半壳14之前首先结合至第一半壳112。

在上述实施例中，杆70从主抗剪腹板16的前缘侧延伸并且延伸超过第一半壳12的前缘22。这对于所示的叶片10是有利的，因为主抗剪腹板16更靠近前缘22定位，而不是更靠近后缘24，尤其是在叶片10的根部附近，因此，与将杆附接在腹板16的后缘侧相比，可以使用更短的杆70。然而，在其他实施例中，杆70可以从主抗剪腹板16的后缘侧延伸并且延伸越过第一半壳12的后缘。另选地，如果需要，杆70可以设置在抗剪腹板16的两侧。

虽然在以上实施例中，在将抗剪腹板16提升到第一半壳12中之前，将杆70附接至抗剪腹板16，但是在其他实施例中，可以在抗剪腹板16已经布置在第一半壳12中之后将杆70附接至抗剪腹板16。例如，可以将抗剪腹板16提升到第一半壳12中，然后可以将杆70附接至抗剪腹板16，但是抗剪腹板16保持为由提升工具支撑。

可以使用任何合适数量的杆70。尽管在特定实施例中示出了若干杆70和安装点36，但是实际上发现，腹板16可以由少至三到五个杆70适当地支撑。

尽管杆70优选地沿着抗剪腹板16以规则的间隔隔开，但是杆70之间可以采用任何合适的间距，包括不规则的间距。

在其他实施例中，可以使用更简化的提升工具。例如，可以使用简单的升降梁，省去支撑框架60和腿62。尽管在以上实施例中描述了提升千斤顶78，但在实践中可能不需要这些提升千斤顶，在使用简化的提升工具时尤为如此。代替地，抗剪腹板16可以借助任何合适的提升装置(例如借助高架起重机)简单地下降到第一半壳12中。

尽管在以上实施例中安装件80附接至模具组件46，但是在其他实施例中，安装件80可以与模具组件46分开设置。

在利用诸如后缘腹板之类的第二抗剪腹板的实施方式中，第二腹板可以例如借助间隔杆连接至第一抗剪腹板16，以增加两个腹板的稳定性。

Claims (15)

1.一种制作风轮机叶片的方法，该风轮机叶片包括第一半壳和第二半壳以及抗剪腹板，所述抗剪腹板粘合地结合在所述第一半壳和第二半壳的相对的内表面之间，所述方法包括按照任何合适顺序的以下步骤：

提供所述叶片的第一半壳和第二半壳，每个半壳均在根端和末端之间沿翼展方向延伸并且在前缘和后缘之间沿翼弦方向延伸，其中在所述第一半壳的内表面上限定有第一抗剪腹板安装区域，并且在所述第二半壳的内表面上限定有第二抗剪腹板安装区域；

在所述第二抗剪腹板安装区域中设置多个腹板凸缘定位器；

提供纵向延伸的抗剪腹板，所述抗剪腹板包括设置在第一安装凸缘和第二安装凸缘之间的腹板面板；

提供多个杆，所述多个杆均在固定端和自由端之间延伸，所述杆的所述固定端附接至所述抗剪腹板，使得所述杆沿横向于所述腹板面板的方向从所述抗剪腹板伸出；

提供多个安装件，所述多个安装件分别位于相对于所述第一半壳和/或所述第二半壳的所述前缘和/或所述后缘的多个固定位置中；

将所述抗剪腹板布置在所述第一半壳中，使得所述第一安装凸缘位于所述第一抗剪腹板安装区域中，并且在所述第一安装凸缘和所述第一半壳的所述内表面之间设置粘合剂；

使所述杆分别与所述多个安装件接合，使得所述杆将所述抗剪腹板支撑成基本竖直地位于所述第一半壳中；

将所述第一半壳和第二半壳彼此上下布置，使得所述第一半壳和第二半壳中的一者成为上半壳，另一半壳成为下半壳，并使得所述第一半壳和所述第二半壳的彼此相对的前缘和/或后缘竖直地间隔开以在其间限定间隙，所述杆延伸穿过所述间隙，使得在相对的半壳的外部能够接近所述杆的所述自由端；

将所述抗剪腹板的所述第二安装凸缘定位在所述多个腹板凸缘定位器中，在所述第二安装凸缘和所述第二半壳的所述内表面之间设置粘合剂；

从所述抗剪腹板拆卸所述杆；并且

将所述上半壳下降到所述下半壳上，以闭合这两个半壳之间的所述间隙，并压缩位于所述抗剪腹板安装凸缘与所述半壳之间的所述粘合剂。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：在所述第一抗剪腹板安装区域中设置多个腹板凸缘定位器，并且将所述抗剪腹板的所述第一安装凸缘定位在这些腹板凸缘定位器中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一半壳和所述第二半壳分别被支撑在叶片模具组件的第一半模具和第二半模具中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述安装件附接至所述第一半模具或所述第二半模具。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述杆在所述抗剪腹板与所述安装件之间基本水平地延伸。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法进一步包括：将所述杆的所述固定端分别附接至设置在所述腹板面板的与所述杆的所述自由端相对的一侧上的多个板。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个板均连接至绳，并且所述方法包括：在拆卸所述杆之后，通过拉动所述绳而从限定在所述上半壳与所述下半壳之间的腔体移除所述板。

8.一种风轮机叶片制造组件，包括：

第一半壳和第二半壳，每个半壳均在根端和末端之间沿翼展方向延伸并且在前缘和后缘之间沿翼弦方向延伸，所述第一半壳和第二半壳彼此上下布置使得在所述第一半壳和所述第二半壳的彼此相对的前缘和/或后缘之间限定有间隙；

抗剪腹板，所述抗剪腹板包括设置在第一安装凸缘和第二安装凸缘之间的腹板面板，所述抗剪腹板布置在被限定于所述第一半壳和所述第二半壳的相对内表面之间的腔体中，所述第一安装凸缘与限定在所述第一半壳的所述内表面上的第一抗剪腹板安装区域对准，并且所述第二安装凸缘与限定在所述第二半壳的所述内表面上的第二抗剪腹板安装区域对准；

多个安装件，这些安装件在所述腔体的外部分别布置在相对于所述第一半壳和所述第二半壳的相对的所述前缘和/或所述后缘的多个固定位置中；以及

多个杆，这些杆均具有固定端和自由端，所述杆的所述固定端附接至所述抗剪腹板并从所述抗剪腹板伸出，所述杆延伸穿过位于所述第一半壳和所述第二半壳之间的所述间隙，使得所述杆的所述自由端位于所述腔体的外部；并且

所述杆分别与所述多个安装件接合，

其中，所述杆支撑并稳定所述抗剪腹板，使得所述抗剪腹板被保持在相对于所述第一半壳和/或所述第二半壳固定的取向中。

9.根据权利要求8所述的组件，该组件还包括：多个第一腹板凸缘定位器，所述多个第一腹板凸缘定位器在所述第一抗剪腹板安装区域中附接至所述第一半壳的所述内表面；和/或多个第二腹板凸缘定位器，所述多个第二腹板凸缘定位器在所述第二抗剪腹板安装区域中附接至所述第二半壳的所述内表面，并且其中所述抗剪腹板的所述第一安装凸缘被接纳在所述第一腹板凸缘定位器中，并且/或者所述抗剪腹板的所述第二安装凸缘被接纳在所述第二腹板凸缘定位器中。

10.根据权利要求9所述的组件，该组件还包括模具组件，所述模具组件包括支撑所述第一半壳的第一半模具和支撑所述第二半壳的第二半模具。

11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述安装件附接至所述模具组件。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的组件，该组件还包括多个板，所述多个板构造成与所述杆的所述固定端接合以形成与所述抗剪腹板的附接。

13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述杆的所述固定端与相应的所述板形成转锁。

14.根据权利要求12或13所述的组件，其中，所述杆的所述固定端和所述板构造成将所述抗剪腹板夹紧在其间。

15.一种根据权利要求1至7中的任一项所述的方法制作的风轮机叶片，其中，所述叶片包括抗剪腹板，所述抗剪腹板具有用于附接至多个杆的多个附接点。

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