CN113396047A - 用于制造转子叶片半根部的方法及其制造模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造转子叶片的部件的方法，其中真空膜(16)放置在凸模(1)上，层(17)铺设在凸模(1)上，凹模(3)在被占用的凸模(1)上枢转，然后从凹模(3)上密封真空膜(16)，然后对凹模(3)抽真空，然后凹模(3)与层(17)一起枢转回去。

Description

用于制造转子叶片半根部的方法及其制造模具

技术领域

本发明涉及一种用于制造转子叶片的部件的方法。本发明还涉及一种用于转子叶片的部件的制造模具。

背景技术

用于制造转子叶片部件的方法以及用于实施这种方法的制造模具在现有技术中当然是众所周知的。例如，DE 10 201 5 007 977 A1公开了一种用于制造转子叶片的转子叶片根部的制造模具。

传统上，转子叶片不是在单个制造模具中制造的，而是转子叶片的部件(诸如转子叶片半壳、转子叶片根部以及皮带和腹板等)在各个制造模具中制造，然后一个放置在另一个上面以单独的真空灌注法(VARI)或层压法层压和粘合在一起。

特别是在转子叶片根部或转子叶片半根部的制造中，出现的问题是，为了转子叶片半根部的层压结构，特别是在转子叶片半根部的模具壳的上边缘处，各个放置层和/或编织层(必须将一层放置在另一层之上)必须几乎垂直布置。由于模具半壳的支承表面几乎垂直于上边缘，所以放置层，即使它们被固定在边缘，有形成下凹或至少形成波浪的风险。波浪的形成在随后的层压法中也会保留，转子叶片根部无法再安装在转子叶片中，由于缺陷而不得不将其挑选出来。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述方法，可以在不冒着波浪形成的风险的情况下制造转子叶片的部件。

本发明的另一个目的是提供一种能够实施这种方法的制造模具。

该目的是通过具有权利要求1的特征的上述方法实现的。

根据本发明，将真空膜施加到凸模上，将层施加到真空膜上。这些层可以是编织和/或无纬织物层。这些层可以是含纤维的，例如玻璃纤维或碳纤维。然而，这些层也可以是夹心芯材、轻木等。术语“层”在此处应广义理解。这些层可以在整个真空膜上延伸或仅覆盖真空膜的一部分。在真空膜上放置层和可能的进一步的处理和辅助材料之后，在被占据的凸模上方枢转凹模。然后将真空膜密封在凹模上，并对凹模抽真空。因为是对凹模抽真空，所以真空膜压靠位于其上的层，并将层压在凹模上。结果，层以稳定的方式被吸在凹模上，并且凹模可以与层一起枢转回去。

在根据本发明的方法的优选实施例中，凸模的第一支承表面低于正常地弯曲，且在用层覆盖后，第一支承表面从内向外展成正常形状。优选地，凸模形成为半圆柱形，使得它具有以基本上半圆柱形的方式形成的第一支承表面，其中第一支承表面可以在介于严格的圆弧形状和椭圆弧形状之间的横截面中来回弯曲。优选地，凸模最初是低于正常的，即这里的横截面是椭圆弯曲的，其效果是半圆柱体支承表面的下部、地面一侧的边缘被向内拉或弯曲，从而使得整个横截面从严格的圆弧形状弯曲，被弯曲成具有比圆弧形状更大曲率的椭圆形状。椭圆形状在这里称为低于正常的。在低于正常的弯曲的凸模上，各层被放置在彼此之上，并如上述那样堆叠，并且优选地，在凹模已被枢转到凸模上之后，凹模可能在顶部部分与层接触。凸模和凹模之间的距离选择的方式为，层跟随凸模的运动，它们可以但不一定要被压入凹模中。凸模从内侧向外侧移动，意味着它从顶部部分向边缘部分展开，因此可能的波纹被从内侧向外侧逼出层堆叠。

优选地，首先将各层和真空膜牢固地夹在凸模上。在真空膜和如果需要还有处理层已被放置在凸模上作为灌注辅助介质，并且层已被放置在真空膜上之后，层和真空膜在凸模两侧在边缘部分处沿其下部、地面一侧的纵向边缘被夹紧。在层和真空膜被夹紧之后，凹模被降到层堆叠上，直到凹模在顶部部分处与层堆叠接触，且随后凸模从低于正常弯曲的形状展开成正常形状。

在凸模已展开后，各层处于它们的标称位置，各层被夹在凹模的第一支承表面和第二支承表面之间，然后真空膜与凸模边缘部分的层堆叠一起被释放，膜被折叠并以气密的方式粘合或夹在凹模上。

然后对凹模抽真空。结果，各层被浸渍并压在凹模的第二支承面上，且凹模能够向后枢转而不移动各层。

就制造模具而言，该目标是由开头提到的具有权利要求6的特征的制造模具实现的。

根据本发明的制造模具适合于执行上述的每一个过程，反之亦然，上述的每一个过程都可以用上述的或下述的制造模具之一来执行。

该制造模具适用于制造转子叶片的部件，特别是转子叶片根部或转子叶片部分根部。制造模具包括凸模和凹模，凹模可以通过凸模枢转，还包括真空机构，当凹模通过凸模枢转时，真空机构可以被致动。

真空机构包括真空膜，其可以被密封在凹模上，以及抽吸机构，其抽吸在凹模的第二支承表面和真空膜之间的空气。当制造模具设置为在底部向地面在凸模上方打开时，真空机构已经可以被致动。

在制造模具的优选实施例中，凸模具有可移动的第一支承表面，该第一支承表面可以从内到外从低于正常的形状展开成正常形状。

为此，定位元件优选地沿着凸模的横截面布置，所述定位元件与中央控制器相连。定位元件设置在第一支承表面和第一框架之间，使得第一支承表面能够相对于第一框架弯曲，从而在低于正常的形状(指比半圆柱形弯曲更大的形状)和正常的形状(指严格的半圆柱形状)之间来回调整横截面。

通过随后致动定位元件，优选地连续地从第一支承表面的顶部部分到边缘部分，产生从顶部到边缘的滚动运动，这迫使层中可能出现的波浪到边缘。

有利地，在凹模和凸模之间设置升降系统，用它能够调整两个模具之间的距离。凸模包括第一支承表面和第一框架，凹模具有第二支承表面和第二框架。升降系统设置在第一和第二框架之间，优选地以调整装置、气动或液压升降缸或类似的形式，并使第一和第二框架可以相对于彼此移动。第一支承表面相对于第一框架固定或同样地可调整地设置，第二支承表面相对于第二框架以固定的方式设置，使得第一和第二支承表面能够通过第一和第二框架相对于彼此的移动而相对与彼此进行调整，这样在两个支承表面之间，为制造转子叶片部件而设置在那里的层堆叠可以从两侧封闭地保持在其标称位置。

有利地，凸模具有用于层和沿边缘部分的真空膜的夹紧装置，通过所述夹紧装置，较低的层边缘和较低的真空膜边缘可以临时夹在凸模上。

附图说明

参照两附图中的示例性实施例对本发明进行描述，附图示出了：

图1为根据本发明的制造模具的剖视图，其具有小于正常(unternormal)弯曲的凸模和布置在凸模上方的凹模；

图2示出了图1中的制造模具，其具有正常弯曲的凸模和布置在凸模上方的凹模。

具体实施方式

根据本发明的制造模具包括固定到第一框架2的凸模1和固定到第二框架4的凹模3。此处，第一和第二框架2、4以铰接的方式相互连接，使得凹模3，如图1所示，能够折叠在折叠状态下的凸模1上，且在非折叠状态下，能够围绕第一框架2和凸模1旁边的接头(未显示)折叠。然而，其他类型的结构也是可以想到的，例如拆卸式结构，其中凹模3可以通过起重机或其他起重手段提升到凸模上。

凸模1具有第一支承表面7，其为圆柱形的。圆柱表面的横截面可以在严格的圆弧形和椭圆形状之间连续调整。

凹模3具有第二支承表面8，其为圆柱形的。第二支承表面8其横截面的曲率不需要为可调整的。凹模3通过间隔件9以位置固定的方式固定至第二框架4。可选地，间隔件9也可以为长度可调整的。

另一方面，凸模1通过液压、电动或气动可调节的定位元件1与第一框架2可调节地连接，这样，通过将可调节的定位元件11移入和移出，如图1所示，第一支承表面7从其确切的形状(横截面为圆形)移出，变成椭圆形，从而在凸模1和凹模3之间形成扩大的间隙12。在它们各自的位置，定位元件11调整第一支承表面7和第一框架2之间的距离；在其他位置，第一支承表面7和第一框架2之间的距离保持不变。

图1示出了可调节的定位元件11沿着凸模1的顶部部分18和沿着两个下边缘部分13a、13b布置。定位元件11以受控的方式从顶部部分18延伸至边缘部分，从而滚出层17。第一和第二框架2、4可以通过作用于第一和第二框架2、4之间的升降系统14而相对于彼此移动。

根据本发明的制造模具特别适用于制造预制的转子叶片根部，这些转子叶片根部随后被安装在转子叶片上。为了制造预制部件，即所谓的预制件，根据本发明的制造模具适合用于转子叶片根部。在其他变型中，制造模具也可用于制造其他预制件。

凸模1布置在第一框架2上。凸模1的第一支承表面7形成为半圆柱形，第一支承表面7的横截面能够调整，且能够利用向内拉下边缘部分13a、13b从正好为圆弧形的横截面形状调整为椭圆形的横截面形状。凸模1由为柔性的薄层板组成，或者由金属板或其他合适的材料组成。

为了制造转子叶片的半个根部，首先将真空膜16直接放置在凸模1上的第一支承表面7上，真空膜16优选地完全覆盖第一支承表面7。

不同的编织和/或铺设层17应用到真空膜16上，一个在另一个之上或相邻。这些可以是含玻璃纤维的层、含碳纤维的层、纺织织物层或类似的层。编织和/或铺设的织物层17优选地也完全覆盖第一支承表面7。其侧边缘设置在第一支承表面7的两纵向上侧，各个夹具18a、18b牢固夹住。因此，编织和/或铺设的织物层17一个一个地堆叠，在它们的侧边缘牢固地夹住，以防滑的方式布置在第一支承表面7上。在完成编织和/或铺设层17的顺序以形成转子叶片根部预制件后，凹模3通过枢转机构经由凸模1枢转，并通过升降系统14降低到这样的程度，直到凹模3的第二支承表面8和编织和/或铺设层17的堆叠在凸模1和凹模3的顶部部分接触。该位置在图1中示出。

随后，凸模1向左边缘部分13a和右边缘部分13b展开，这意味着定位元件11从上部定位元件一个接一个地延伸到下部定位元件11，以便将第一支承表面7从低于正常的椭圆形弯曲成正常的圆形。然而，在这种情况下，要注意第二支承表面与编织和/或铺设层17的堆叠的接触从顶部部分18连续向下至两个边缘部分13a、13b。由于滚动运动，确保在层结构中没有形成波浪，而是可能的波浪从顶部部分18向边缘部分13a、13b压出。

在第一支承表面7也正好呈圆弧形结构且分布在整个第二支承表面8上的第二支承表面8靠在编织和/或铺设层17的结构上后，凸模1的夹具18a、18b被松开，且真空膜16被松开并折叠起来，通过胶带19或类似的方式气密地固定至凹模3。描述的状态在图2中示出。在图2中相同的附图标记表示相同的特征。

在随后的步骤中，凹模3再次旋转，制造模具展开，使得凹模3以向上开放的方式布置在凸模1旁边，编织和/或铺设层17的结构可以以常规方式从上面触及。在枢转之前，对凹模3抽真空。因此，编织和/或铺设的织物层17然后可以以稳定运动的方式相对于第二支承表面8枢转。

在凹模3已经枢转之后，在编织层和/或铺设层17的层结构中，以常规方式执行灌注法，形成在凹模3上，并制造出转子叶片半根部。然后，转子叶片半根部作为预制件插入到转子叶片半壳中，并与转子叶片半壳的其他部件如皮带、腹板或类似物连接。然后，两个转子叶片半壳也同样通过可枢转的制造模具在彼此之间枢转，并粘合形成转子叶片。

根据本发明的制造模具具有特别是中央控制装置(未显示)，用于定位元件11，这些定位元件弯曲第一支承表面7的形状。

附图标记列表

1 凸模

2 第一框架

3 凹模

4 第二框架

7 第一支承表面

8 第二支承表面

9 间隔件

11 定位元件

12 间隙

13a 下边缘部分

13b 下边缘部分

14 升降系统

16 真空膜

17编织和/或铺设层

18 顶部部分

18a 夹具

18b 夹具

19 胶带

Claims (10)

1.一种通过将真空膜(16)放置在凸模(1)上来制造转子叶片的部件的方法，其中层(17)放置在凸模(1)上，

凹模(3)在被占用的凸模(1)上枢转，

然后将真空膜(16)密封在凹模(3)上，

然后对凹模(3)抽真空，

然后将凹模(3)与层(17)一起枢转回去。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将凹模(3)降低至凸模(1)上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将凸模(1)弯曲成低于正常的弯曲，并且在层(17)已经铺设成正常的形状后，凸模(1)从内向外展开。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，层(17)和真空膜(16)被夹在凸模(1)上的适当位置。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，执行灌注法。

6.一种用于转子叶片的部件的制造模具，包括凸模(1)，能够在凸模(1)上枢转的凹模(3)，当凹模(3)在凸模(1)上枢转时可操作的真空机构。

7.根据权利要求6所述的制造模具，其特征在于，凸模(1)具有可移动的第一支承表面(7)，该第一支承表面能够从内到外从低于正常的形状展开为正常形状。

8.根据权利要求7所述的制造模具，其特征在于，沿着凸模(1)的横截面，设置有定位元件(11)，定位元件与中央控制器相连。

9.根据权利要求6至8之一所述的制造模具，其特征在于，在凹模(3)和凸模(1)之间设置有间隔机构(14)，设置间隔机构(14)用来调整两个模具(1、3)之间的距离。

10.根据权利要求5至9之一所述的制造模具，其特征在于，凸模(1)具有用于层(17)的夹具(18a、18b)和沿边缘部分(13a、13b)的真空膜(16)。

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