CN116034010A - 用于组装风力涡轮机叶片的方法、用于组装风力涡轮机叶片壳的风力涡轮机叶片楔以及用于在风力涡轮机叶片的组装期间将分开地制造的胶接凸缘夹持的夹持工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于组装集成的风力涡轮机叶片壳的方法，包括：‑在距第一风力涡轮机叶片部件的第一边缘的一距离处将楔附接并分布到第一风力涡轮机壳部件上，其中，每个楔的凸耳表面和轨道与内表面一起限定用于支承胶接凸缘的凸耳；‑使夹持工具固定到每个楔的锚固件；‑将分开地制造的胶接凸缘搁置于每个楔的凸耳表面上；‑使第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件闭合；‑致动夹持工具，以将胶接凸缘夹持在每个夹持工具的夹持头部与内表面之间；以及‑将夹持工具从楔拆卸并移除。

Description

用于组装风力涡轮机叶片的方法、用于组装风力涡轮机叶片壳的风力涡轮机叶片楔以及用于在风力涡轮机叶片的组装期间将分开地制造的胶接凸缘夹持的夹持工具
技术领域
本公开涉及一种用于组装风力涡轮机叶片的方法和一种楔以及一种用于在这样的方法中使用的夹持工具。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且，在这点上，风力涡轮机已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及具有带有一个或多个风力涡轮机叶片的可旋转毂的转子。风力涡轮机叶片使用已知的翼型原理来捕获风的动能。风力涡轮机叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将风力涡轮机叶片联接到齿轮箱或（如果未使用齿轮箱）将风力涡轮机叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可以部署到公用电网的电能。
风力涡轮机叶片多年来已变得越来越长，并且如今可能具有80米或更长的长度，并且可能重达几十吨。风力涡轮机叶片典型地在相应的叶片半壳模具中被模制为两个分开的壳半部，即，也被称为逆风壳半部的压力侧壳半部和也被称为顺风壳半部的吸力侧壳半部。顺风壳半部典型地具有后缘胶接凸缘和前缘胶接凸缘，后缘胶接凸缘和前缘胶接凸缘两者沿着相应的叶片壳半部的纵向范围延伸。前缘胶接凸缘和后缘胶接凸缘是通常与顺风壳半部共同灌注并集成的复合物。在将粘附剂施加到前缘胶接凸缘和后缘胶接凸缘并且构造叶片壳的承载部分之后，若干转动铰链使逆风叶片壳半部翻转到顺风叶片壳半部上。在WO 2016/083504中示出这样的转动铰链的示例。粘附剂然后硬化并且联结壳半部以形成完整的空气动力学叶片壳。
后缘胶接凸缘具有相当复杂的几何结构，因为，后缘胶接凸缘横截面的曲率沿着胶接凸缘的范围从根部区域中的大致平坦改变到末梢区域中的大致U状。这导致集成的后缘胶接凸缘的许多缺点。例如，后缘胶接凸缘可能由于聚酯树脂的收缩而翘曲。
这已导致与叶片壳半部分开地制造的分开的后缘胶接凸缘的使用。虽然减轻共同灌注的胶接凸缘的上文的缺点中的一些，但分开的后缘胶接凸缘具有其它缺点。这样的分开的后缘胶接凸缘是薄且相当柔性的件，这对于正确地定位于顺风叶片壳半部上是具有挑战性的。另外，在叶片模具的闭合期间，难以将后缘胶接凸缘保持于正确位置中，并且在随后使叶片壳半部沿着后缘粘合的期间，难以施加足够的压力，因为，不能从叶片模具的外部保持后缘胶接凸缘。
发明内容
在此背景下，提供至少减轻所描述的缺点中的一些的组装风力涡轮机叶片壳的方法可以被视为本公开的目的。
这些目的中的一个或多个可以通过如下文中所描述的本公开的方面来满足。
本公开的第一方面涉及一种用于组装集成的风力涡轮机叶片壳的方法，该方法包括以下的步骤：
- 提供：
o第一和第二可选地预灌注、预固结、预固化或预制造的风力涡轮机壳部件，其各自沿着纵向方向延伸，并且各自具有构造成面向风力涡轮机叶片的内部的内表面，第一风力涡轮机叶片壳部件包括第一边缘，并且，第二风力涡轮机叶片壳部件包括第二边缘，
o胶接凸缘，其沿着纵向方向延伸，并且具有上边缘、下边缘、构造成面向风力涡轮机叶片的内部的内表面以及构造成面向风力涡轮机叶片的外部的外表面，
o多个风力涡轮机叶片楔，其各自包括基部表面、定位在距基部表面的一距离处的锚固件、横向于基部表面延伸的凸耳表面以及从凸耳表面突出的轨道，以及
o多个夹持工具，其各自包括夹持头部和致动器，该致动器构造成在张开位置与夹持位置之间致动夹持头部，可选地，多个夹持工具中的每个夹持工具构造成手持；
- 使包括第一楔的多个风力涡轮机叶片楔附接（优选地，粘附）到第一风力涡轮机叶片壳部件的内表面上，第一楔定位在距第一风力涡轮机叶片部件的第一边缘的一距离处，并且优选地从风力涡轮机叶片壳部件的根部区域到末梢区域沿着纵向方向可选地等距地分布，其中，每个第一楔的凸耳表面和轨道与第一风力涡轮机叶片壳部件的内表面一起限定用于支承胶接凸缘的凸耳；
- 可选地将第一粘附剂施加于第一风力涡轮机壳部件的与第一边缘相邻的内表面上或施加到胶接凸缘的与胶接凸缘的下边缘相邻的外表面；
- 使多个夹持工具中的夹持工具（优选地，每个夹持工具）固定到优选地多个所附接的楔中的每个第一楔或对应的楔（诸如，对应的第一楔或与对应的第一楔相邻的另一楔）的锚固件；
- 将胶接凸缘的下边缘搁置于每个第一楔的凸耳表面上，并且可选地使胶接凸缘斜靠多个夹持工具的夹持头部，使得胶接凸缘的上边缘在第一风力涡轮机叶片壳部件的第一边缘上方延伸；
- 可选地将第二粘附剂施加于胶接凸缘的外表面上或第二风力涡轮机壳部件的与第二边缘相邻的内表面上；
- 可选地在包括胶接凸缘、相应的第一楔以及夹持头部的平面中调整夹具，使得在夹持位置中，夹持头部基本上在第一风力涡轮机叶片壳部件的第一边缘处接合胶接凸缘；
- 通过将第一风力涡轮机叶片壳部件的第一边缘和第二风力涡轮机叶片壳部件的第二边缘带到一起来使第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件闭合；
- 致动多个夹持工具，以将胶接凸缘夹持在每个夹持工具的夹持头部与第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件的内表面之间，使得一粘附剂/第一粘附剂接触胶接凸缘的外表面和第一风力涡轮机叶片壳部件的内表面，并且使得一粘附剂/第二粘附剂接触胶接凸缘的外表面和第二风力涡轮机叶片壳部件的内表面；
- 引起或使第一粘附剂和第二粘附剂硬化，以经由胶接凸缘使第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件集成，以便组装集成的风力涡轮机叶片壳；以及
- 可选地将多个夹持工具从多个楔拆卸并移除。
这样的方法可以避免集成的胶接凸缘的缺点，特别地，能够避免胶接凸缘的任何模制后修理，因为，在处理期间如果胶接凸缘损坏，则能够容易地更换胶接凸缘。另外，由于容易地且迅速地致动楔和夹持工具，因而在组装期间易于将胶接凸缘牢固地保持于恰当位置中。
另外或备选地，该方法还可以包括使多个风力涡轮机叶片楔的第二楔附接（优选地，粘附）到第一风力涡轮机壳部件的内表面上，每个第二楔优选地在垂直于纵向方向的平面中定位成与第一楔相邻以形成楔对，并且其中，每个夹持工具附接到对应的楔对。
另外或备选地，每个楔对的第二楔可以定位成比相应的第一楔更远离第一边缘。
另外或备选地，使夹持工具附接到对应的楔（可选地，第一楔）并且可选地进一步附接到对应的第二楔的步骤通过将可拆卸销的端部通过每个锚固件的孔插入并且使销固定到每个对应的楔来执行，可选地通过将可拆卸的锁定构件通过从楔突出的销的端部插入来执行。
本公开的第二方面涉及一种用于组装风力涡轮机叶片壳的风力涡轮机叶片楔，该风力涡轮机叶片楔沿着构造成平行于风力涡轮机叶片壳的纵向方向布置的纵向方向延伸，风力涡轮机叶片楔包括：
- 基部，其包括构造成附接（优选地粘附）到风力涡轮机叶片壳的内表面的基部表面，
- 锚固件，其定位在距基部表面的一距离处，并且构造成经由所附接（优选地粘附）的基部表面来使夹持工具附接到风力涡轮机叶片壳的内表面，
- 凸耳表面，其横向（优选地，垂直）于基部表面延伸，以及
- 轨道，其从凸耳表面突出，优选地竖立，
其中，当风力涡轮机叶片楔的基部表面附接到风力涡轮机叶片壳的内表面时，凸耳表面和轨道限定沿着纵向方向延伸的凸耳，凸耳能够接纳并支承分开的竖立胶接凸缘的下边缘，以附接到风力涡轮机叶片壳。
另外或备选地，锚固件可以包括沿着纵向方向延伸并且构造成接纳夹持工具的附接销的孔。
另外或备选地，楔可以包括使锚固件与基部分开的一个或多个肋。这可以提供重量轻的楔，同时确保足够的刚度来支承夹持工具。
另外或备选地，风力涡轮机叶片楔可以通过挤压过程、增材制造或注入模制来制造。
另外或备选地，风力涡轮机叶片楔沿着纵向方向的横截面是恒定的。这对于制造楔可以是有利的，因为，楔能够使用挤压、增材制造或注入模制来制作。
另外或备选地，楔还可以包括头部，该头部具有凸状地弯曲的头部表面，该头部表面相对于锚固件定位成与基部表面相对，并且优选地构造成面向风力涡轮机叶片的内部。这样的面向风力涡轮机叶片的内部的凸状地弯曲的表面改进任何操作者在风力涡轮机叶片的有限的内部空间中紧凑地经过楔的安全性。
另外或备选地，楔可以在包括纵向方向的镜平面中镜面对称。这可以促进楔的安装，因为，楔被错误地取向的风险降低。
本公开的第三方面涉及用于组装风力涡轮机叶片的根据第二方面的楔的使用。
本公开的第四方面涉及一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片包括可选地附接（优选地，粘附）到风力涡轮机叶片的内表面的根据本公开的第二方面的楔或根据本公开的第二方面的多个楔。
另外或备选地，风力涡轮机叶片可以包括第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件，第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件各自具有面向风力涡轮机叶片的内部的内表面，并且，各自是包括嵌入于第一聚合物基体中的第一纤维增强材料的第一复合结构，楔附接到第一风力涡轮机叶片壳部件的内表面。
另外或备选地，风力涡轮机叶片还可以包括胶接凸缘，该胶接凸缘是包括嵌入于第二聚合物基体中的第二纤维增强材料的第二复合结构，其中，胶接凸缘相对于第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件分开地制造，并且其中，胶接凸缘优选地经由与第一聚合物基体和第二聚合物基体两者不同的粘附剂来使第一风力涡轮机叶片壳部件的内表面与第二风力涡轮机叶片壳部件的内表面连接，可选地，胶接凸缘定位于楔处，并且，优选地，胶接凸缘的下边缘由楔的轨道固持。
本公开的第五方面涉及一种用于在风力涡轮机叶片的组装期间将分开地制造的胶接凸缘夹持的夹持工具，该夹持工具包括：
- 第一支脚，其构造成优选地经由到第一风力涡轮机叶片楔的锚固件的可拆卸附接件来固定到风力涡轮机叶片壳部件的内表面，
- 可选地，第二支脚，其构造成优选地经由到第二风力涡轮机叶片楔的锚固件的可拆卸附接件来固定到风力涡轮机叶片壳部件的内表面，
- 具有夹持头部的臂，其构造成接合胶接凸缘并且优选地通过围绕夹持轴线旋转可在张开位置与夹持位置之间移动，可选地，张开位置和夹持位置是夹持头部的运动范围的两个极限位置，以及
- 致动器，其构造成优选地由操作者致动，以使夹持头部在张开位置与夹持位置之间移动。
另外或备选地，夹持工具还可以包括：
- 第一调整构件，其构造成沿第一方向调整夹持头部的夹持位置，第一方向垂直于纵向方向，并且优选地是水平的，可选地，第一调整构件包括附接到第二支脚的第一端，和/或
- 第二调整构件，其构造成沿第二方向优选地可伸缩地调整夹持头部的夹持位置，第二方向垂直于纵向方向，并且优选地垂直于第一方向，并且，更优选地是竖直的，可选地，第二调整构件包括附接到第一调整构件的第一端，和/或
- 第三调整构件，其构造成在夹持位置中围绕与夹持轴线不同的调整轴线调整臂的角度，可选地，第三调整构件包括附接到第一支脚的第一端和/或附接到第二调整构件的第二端。
另外或备选地，夹持工具还可以包括止动件，该止动件构造成当在张开位置中时，防止臂更远离夹持位置移动或旋转。
另外或备选地，夹持头部可以包括弹性材料，该弹性材料构造成当在夹持位置中与胶接凸缘接触时变形。
本公开的第六方面涉及用于组装风力涡轮机叶片的根据本公开的第五方面的夹持工具的使用。
本公开的第七方面涉及一种工具部件的套件，该工具部件的套件包括根据第二方面的第一楔和根据第五方面的夹持工具。
另外或备选地，工具部件的套件可以包括与第一楔相同的第二楔，其中，夹持工具的第二支脚可以构造成附接到第二楔的锚固件。
本公开的第八方面涉及一种用于组装风力涡轮机叶片的根据本公开的第七方面的工具部件的套件的使用。
本领域技术人员将意识到，本公开的上文的方面及其实施例中的任何一个或多个可以与本公开的其它方面及其实施例中的任何一个或多个组合。
附图说明
将在下文中关于附图而更详细地描述本公开的实施例。同样的参考标号通篇指同样的元件。因而，可以不关于每个图的描述而详细地描述同样的元件。附图示出实现本公开的实施例的一种方式，并且不要被解释为限于落入所附权利要求组的范围内的其它可能的实施例。另外，所说明的实施例不需要具有所示出的所有方面或优点。与特定实施例联合而描述的方面或优点不一定限于该实施例，并且，即使未如此说明，或即使未如此明确地描述，所述方面或优点也能够在任何其它实施例中实践。
图1是说明示例性风力涡轮机的透视图的示意图，
图2是说明示例性风力涡轮机叶片的透视图的示意图，
图3a-3b是分别说明示例性楔的横截面视图和透视图的示意图，
图3c是说明示例性夹持工具的侧视图的示意图，
图4a-4c、6a-6c以及7a-7c是说明在不同的方法步骤期间的风力涡轮机叶片壳部件的横截面视图的示意图，
图5是说明附接到风力涡轮机叶片壳部件的末梢区域的多个楔的透视图的示意性透视图，
图8a是说明将胶接凸缘夹持的单个夹持工具的透视图的示意图，
图8b是说明将胶接凸缘夹持的图8a的多个夹持工具的透视图的示意图。
具体实施方式
在以下的附图描述中，相同的参考编号指相同的元件，并且因而可以并非关于所有附图而描述。
图1说明根据所谓的“丹麦概念”的常规的现代逆风风力涡轮机2，该逆风风力涡轮机2具有塔架4、机舱6以及转子，该转子具有可以包括几度的倾斜角的基本上水平的转子轴。转子包括毂8和从毂8径向地延伸的三个叶片10，所述三个叶片10各自具有最接近毂的叶片根部16和离毂8最远的叶片末梢14。
图2示出示例性风力涡轮机叶片10的示意性视图。风力涡轮机叶片10具有带有根部端17和末梢端15的常规风力涡轮机叶片的形状，并且包括最接近毂的根部区域30、包括离毂最远的末梢区域36的成形或翼型区域34以及在根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括在叶片装配于毂8上时面向叶片10的旋转方向的前缘18和面向前缘18的相对方向的后缘20。
翼型区域34（也被称为成形区域）关于生成升力而具有理想或几乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构考虑而具有基本上圆形或椭圆形的横截面，这例如使得将叶片10装配到毂更容易且更安全。根部区域30的直径（或弦）可以沿着整个根部区域30是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐改变到翼型区域34的翼型轮廓的过渡轮廓。过渡区域32的弦长典型地随着距毂的距离增大而增大。翼型区域34具有翼型轮廓，该翼型轮廓具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂的距离增大而减小。
叶片10的肩部40被定义为其中叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40典型地设于过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。
应当注意到，叶片的不同区段的弦通常不位于公共平面中，因为，叶片可以被扭曲和/或弯曲（即，预弯折），因而给弦平面提供对应地扭曲和/或弯曲的路线，这是最常见的情况，以便补偿取决于距毂的半径的叶片的局部速度。
风力涡轮机叶片10包括叶片壳，该叶片壳包括两个叶片壳部件或半壳，第一叶片壳部件24和第二叶片壳部件26，其典型地由纤维增强聚合物制成。风力涡轮机叶片10可以包括附加壳部件，诸如第三壳部件和/或第四壳部件。第一叶片壳部件24是吸力侧或顺风叶片壳部件。第二叶片壳部件26是压力侧或逆风叶片壳部件。第一叶片壳部件24和第二叶片壳部件26利用粘附剂（诸如，胶接剂）沿着粘合线或胶接接头典型地经由胶接凸缘紧固在一起，该粘合线或胶接接头沿着叶片10的后缘20和前缘18延伸。
在下文中描述根据本公开的用于使用胶接凸缘、楔以及夹持工具来附接叶片壳部件24、26的方法。
转到图3a-3b，示出风力涡轮机叶片楔50。楔50是挤压部件，但也能够是注入模制的，其具有沿纵向方向L楔的恒定的T状横截面。楔50旨在取向成使得楔50的纵向方向L楔与如图2中所示出的风力涡轮机叶片10的纵向方向L平行。楔50包括基部51、锚固件53、两个肋57、两个凸耳表面55、两个轨道56、以及头部58。基部51包括基部表面52，基部表面52构造成通过粘附来装配到风力涡轮机叶片壳的内表面。锚固件53定位成在距基部表面52的一距离处，并且包括用于接纳夹持工具的附接销的孔54，由此经由粘附的基部表面52来使夹持工具附接到风力涡轮机叶片壳的内表面。在下文中与图3c结合而更详细地描述夹持工具。两个肋57使锚固件53与基部51连接，并且在锚固件53与基部51之间提供好的载荷传递。凸耳表面55垂直于基部表面52延伸。轨道56从凸耳表面55竖立地突出。楔50在与基部表面52垂直的中心镜平面P中镜面对称，并且，因而两个肋57、两个凸耳表面55以及两个轨道56在镜平面P中镜面对称。头部58具有头部表面59，头部表面59相对于锚固件53定位成与基部表面52相对，并且因而旨在面向风力涡轮机叶片10的内部。头部表面59凸状地弯曲，以提供供工人经过楔50的安全表面。
现在转到图3c，示出夹持工具60，并且，夹持工具60与图3a-3b中所示出的楔50一起使用。夹持工具60包括第一支脚61、第二支脚62、臂63、致动器65、第一调整构件66、第二调整构件67、第三调整构件68以及止动件69。第一支脚61和第二支脚62各自包括孔，保持夹持工具60的操作者能够将该孔与装配于风力涡轮机叶片壳部件上的楔50的锚固件的孔对准。然后，操作者能够将可拆卸销（未示出）通过其插入，以使夹持工具60的每个支脚61、62固定到所装配的楔50，并且由此固定到风力涡轮机叶片壳部件的内表面。臂63包括弹性材料的夹持头部64。致动器65是如下的杆件：能够由操作者致动，并且，由此使臂63与夹持头部64一起围绕夹持轴线T1在如图3c中所示出的张开位置与如图7b和图8a中所示出的夹持位置之间以弧旋转。弧的半径能够通过在臂63的弯头（elbow）处旋拧螺纹连接件来调整，由此允许夹持头部64如图3c中所示出的那样沿夹持方向T6平移移动。第一调整构件66包括在一端处附接到第二支脚62的水平带孔杆和螺栓连接到水平带孔杆的支架。支架能够沿第一水平调整方向T2沿着水平带孔金属杆水平地移动。第二调整构件67包括经由螺栓连接件来连接的两个伸缩带孔竖直杆。在使螺栓连接件重新附接以使第二调整构件67固定之前，能够将螺栓连接件拆卸，并且然后能够使竖直杆可伸缩地并沿第二、竖直调整方向T3移动。第三调整构件68是伸缩杆，该伸缩杆包括一端处的第一支脚61和另一端处的到第二调整构件67的连接件。通过将第三调整构件68沿着其在伸缩调整方向T5上的范围可伸缩地调整，夹持工具60在第二支脚62处围绕调整旋转轴线T4旋转。操作者因而能够调整夹持工具60，使得夹持头部在如图7b和图8a中所示出的夹持位置中以期望水平提供期望的夹持力。图8b示出夹持工具60a、60b、60c、60d、60e的五种不同构造，以便适应风力涡轮机叶片10沿着纵向方向L的改变的形状。当如图3a中看到的那样在张开位置中时，止动件69抓住臂63，并且防止臂63围绕夹持轴线T1更远离夹持位置旋转。
在图4a-7c中示出使叶片壳部件24、26附接到彼此的示例性方法。叶片壳部件24、26是预固化且分开地制造的第一复合结构，所述第一复合结构包括嵌入于第一聚合物基体中的第一纤维增强材料。如图4a中所示出的，提供第一叶片壳部件24，在此情况下，第一叶片壳部件24是顺风叶片壳部件，并且，第一叶片壳部件24包括旨在面向组装的风力涡轮机叶片10的内部的内表面28和旨在与组装的风力涡轮机叶片的后缘20相邻的第一边缘25。然后，从第一边缘25测量第一楔的位置。
接着，如图4b中所示出的，与图3a-3b结合而描述的类型的第一楔50a在先前测量的位置处粘附到内表面28。然后，相同类型的第二楔50b在到离第一边缘25的足够的距离处更远离第一楔50a粘附。这样的第一楔50a和第二楔50b被称为楔对。许多楔对50a、50b沿着纵向方向L以距根部区域30的大约1米的间距并且沿着翼型区域34分布。
如图5中所示出的，每个第一楔50a的凸耳表面55能够在翼型区域34中支承胶接凸缘70，但需要夹持工具来将胶接凸缘70牢固地搁置于楔上。朝向末梢区域36，风力涡轮机叶片变薄，并且，后缘20变得越来越尖锐。如图8中所示出的，在与翼型区域34相邻的末梢区域36的第一部分中，单个第三楔50c被定位并且能够支承胶接凸缘。在第一部分与叶片末梢之间的末梢区域36的第二部分处，第四楔50d定位成更远离胶接凸缘，并且，泡沫块90定位于胶接凸缘70与第四楔50d之间。泡沫块90具有：楔端91，其接合第四楔50d的凸耳表面55，并且由第四楔50d的轨道固持；和胶接凸缘端92，其牢固地支承胶接凸缘70的尖锐地弯折的部分。
转回到图4c，然后，第一粘附剂80施加到与第一边缘25相邻的内表面28并且施加于每个楔对的第一楔50a上方。提供与图3c结合而描述的类型的多个夹持工具60，并且，所述多个夹持工具60附接到装配于叶片壳部件24的内表面28上的每个楔对50a、50b。
如在图6a中最佳地看到的，夹持工具60的第一支脚61经由具有从一侧通过第一支脚61的孔和第一楔50a的锚固件53的孔54插入的头部（未示出）的销和附接到该销的从第一支脚61突出的另一侧（以使第一支脚61固定到第一楔50a）的锁定销来附接到第一楔50a。以相同方式重复该操作，以使第二支脚62附接到第二楔50b。另外，第一粘附剂80施加到与第一边缘25相邻的第一风力涡轮机壳部件24的内表面28。
转到图6b，提供胶接凸缘70。该胶接凸缘70是预固化的第二复合结构，该第二复合结构包括嵌入于第二聚合物基体中的第二纤维增强材料。胶接凸缘相对于第一风力涡轮机叶片壳部件24和第二风力涡轮机叶片壳部件26分开地制造。胶接凸缘70是矩形形状，其中，其主要的长度尺寸在纵向方向L上。如先前所提到的，如在图5中最佳地看到的，叶片10的后缘20在末梢区域36附近变得越来越尖锐，并且，因而胶接凸缘70沿着其主要的长度尺寸朝向末梢15越来越折叠。胶接凸缘70具有上边缘71、下边缘72、构造成面向风力涡轮机叶片的内部的内表面73以及构造成面向风力涡轮机叶片的外部的外表面74。如图6b中所示出的，胶接凸缘70的下边缘72放置成搁置于每个第一楔50a的凸耳表面55上，并且在张开位置中斜靠每个夹持工具60的夹持头部64。
如图6c中所示出的，第二粘附剂81施加到第一风力涡轮机叶片壳部件24的与第一边缘25相邻的粘合表面，并且，第三粘附剂82施加到与上边缘71相邻的胶接凸缘70。
现在转到图7a，然后，通过以下来使风力涡轮机叶片壳部件24、26闭合：使第二风力涡轮机叶片壳部件26转动于第一风力涡轮机叶片壳部件24的顶部上，由此将第一边缘25和第二边缘27带到在一起，并且将第二粘附剂81挤压在第二风力涡轮机叶片壳部件26的粘合表面与第一风力涡轮机叶片壳部件24的粘合表面之间。
继续移到图7b，通过操作者拉动致动器65来致动每个夹持工具，由此使夹持头部围绕夹持轴线旋转，使得胶接凸缘70被夹持在每个夹持头部64与风力涡轮机叶片壳部件24、26的内表面28之间。第一粘附剂80因而被挤压在胶接凸缘70与第一风力涡轮机叶片壳部件24的内表面28之间，并且，第三粘附剂82被挤压在胶接凸缘70与第二风力涡轮机叶片壳部件26之间。
最后，如图7c中所示出的，第一粘附剂80、第二粘附剂81以及第三粘附剂82然后硬化以使风力涡轮机叶片壳部件24、26集成到集成的风力涡轮机叶片壳13。风力涡轮机叶片壳部件24、26的外部上的任何过量的第二粘附剂81被移除。每个夹持工具60的第一支脚和第二支脚的锁定销被拆卸，并且，所有夹持工具60都从风力涡轮机叶片壳移除，并且能够被再次用于随后的叶片组件。楔50a、50b、50c旨在保持在风力涡轮机叶片壳13内部。
参考符号列表
2     风力涡轮机
4     塔架
6     机舱
8     毂
10    叶片
13    壳
14    叶片末梢
15    末梢端
16    叶片根部
17    根部端
18     前缘
20     后缘
24     第一叶片壳部件
25     第一边缘
26     第二叶片壳部件
27     第二边缘
28     内表面
30     根部区域
32     过渡区域
34     翼型区域
36     末梢区域
36a    第一部分
36b    第二部分
40     肩部
50     楔
50a    第一楔
50b    第二楔
50c    第三楔
50d    第四楔
51     基部
52     基部表面
53     锚固件
54     孔
55     凸耳表面
56     轨道
57     肋
58     头部
59     头部表面
60     夹持工具
60a    夹持工具的第一布置
60b    夹持工具的第二布置
60c    夹持工具的第三布置
60d    夹持工具的第四布置
60e    夹持工具的第五布置
61     第一支脚
62     第二支脚
63     臂
64     夹持头部
65     致动器
66    第一调整构件
67    第二调整构件
68    第三调整构件
69    止动件
70    胶接凸缘
71    上凸缘边缘
72    下凸缘边缘
73    内凸缘表面
74    外凸缘表面
80    第一粘附剂
81    第二粘附剂
82    第三粘附剂
90    块
91    楔端
92    凸缘端
L     纵向方向
L楔    楔纵向方向
P     镜平面
T1    夹持轴线
T2    第一调整方向
T3    第二调整方向
T4    调整旋转轴线
T5    伸缩调整方向
T6    夹持方向

Claims (15)

1.一种用于组装集成的风力涡轮机叶片壳的方法，所述方法包括以下步骤：
- 提供：
o第一风力涡轮机壳部件和第二风力涡轮机壳部件，其各自沿着纵向方向延伸，并且各自具有构造成面向所述风力涡轮机叶片的内部的内表面，所述第一风力涡轮机叶片壳部件包括第一边缘，并且，所述第二风力涡轮机叶片壳部件包括第二边缘，
o胶接凸缘，其沿着所述纵向方向延伸，并且具有上边缘、下边缘、构造成面向所述风力涡轮机叶片的所述内部的内表面以及构造成面向所述风力涡轮机叶片的外部的外表面，
o多个风力涡轮机叶片楔，其各自包括基部表面、定位在距所述基部表面的一距离处的锚固件、横向于所述基部表面延伸的凸耳表面以及从所述凸耳表面突出的轨道，以及
o多个夹持工具，其各自包括夹持头部和致动器，所述致动器构造成在张开位置与夹持位置之间致动所述夹持头部；
- 使包括第一楔的所述多个风力涡轮机叶片楔附接到所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面上，所述第一楔定位在距所述第一风力涡轮机叶片部件的所述第一边缘的一距离处，并且沿着所述纵向方向分布，其中，每个第一楔的所述凸耳表面和所述轨道与所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面一起限定用于支承所述胶接凸缘的凸耳；
- 使所述多个夹持工具中的每个夹持工具固定到所述多个所附接的楔中的每个对应的楔的所述锚固件；
- 将所述胶接凸缘的所述下边缘搁置于每个第一楔的所述凸耳表面上，使得所述胶接凸缘的所述上边缘在所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述第一边缘上方延伸；
- 通过将所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述第一边缘和所述第二风力涡轮机叶片壳部件的所述第二边缘带到一起来使所述第一风力涡轮机叶片壳部件和所述第二风力涡轮机叶片壳部件闭合；
- 致动所述多个夹持工具，以将所述胶接凸缘夹持在每个夹持工具的所述夹持头部与所述第一风力涡轮机叶片壳部件和所述第二风力涡轮机叶片壳部件的内表面之间，使得第一粘附剂接触所述胶接凸缘的所述外表面和所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面，并且使得第二粘附剂接触所述胶接凸缘的所述外表面和所述第二风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面；以及
- 引起或使所述第一粘附剂和所述第二粘附剂硬化，以经由所述胶接凸缘使所述第一风力涡轮机叶片壳和所述第二风力涡轮机叶片壳部件集成，以便组装所述集成的风力涡轮机叶片壳。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述多个风力涡轮机叶片楔的第二楔附接到所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面上，每个第二楔定位成与第一楔相邻以形成楔对，并且其中，每个夹持工具附接到对应的楔对。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，每个楔对的所述第二楔定位成比所述相应的第一楔更远离所述第一边缘。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，使所述夹持工具附接到所述对应的楔的步骤通过将可拆卸销的端部通过每个锚固件的孔插入并且使所述销固定到每个对应的楔来执行。
5.一种用于组装风力涡轮机叶片壳的风力涡轮机叶片楔，所述风力涡轮机叶片楔沿着构造成平行于所述风力涡轮机叶片壳的纵向方向布置的纵向方向延伸，所述风力涡轮机叶片楔包括：
- 基部，其包括构造成附接到风力涡轮机叶片壳的内表面的基部表面，
- 锚固件，其定位在距所述基部表面的一距离处，并且构造成经由所述附接的基部表面使夹持工具附接到所述风力涡轮机叶片壳的所述内表面，
- 凸耳表面，其横向于所述基部表面延伸，以及
- 轨道，其从所述凸耳表面突出，
其中，当所述风力涡轮机叶片楔的所述基部表面附接到所述风力涡轮机叶片壳的所述内表面时，所述凸耳表面和所述轨道限定沿着所述纵向方向延伸的凸耳，所述凸耳能够接纳并支承分开的竖立胶接凸缘的下边缘以附接到所述风力涡轮机叶片壳。
6.根据权利要求5所述的风力涡轮机叶片楔，其中，所述锚固件包括沿着所述纵向方向延伸并且构造成接纳夹持工具的附接销的孔。
7.根据权利要求5-6中的任一项所述的风力涡轮机叶片楔，包括使所述锚固件从所述基部分开的一个或多个肋。
8.根据权利要求5-7中的任一项所述的风力涡轮机叶片楔，其中，所述风力涡轮机叶片楔沿着所述纵向方向的横截面是恒定的。
9.一种风力涡轮机叶片，包括根据权利要求5-8中的任一项所述的楔。
10.根据权利要求9所述的风力涡轮机叶片，包括第一风力涡轮机叶片壳部件和第二风力涡轮机叶片壳部件，其各自具有面向所述风力涡轮机叶片的所述内部的内表面，并且，各自是包括嵌入于第一聚合物基体中的第一纤维增强材料的第一复合结构，所述楔附接到所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面。
11.根据权利要求9-10中的任一项所述的风力涡轮机叶片，还包括胶接凸缘，所述胶接凸缘是包括嵌入于第二聚合物基体中的第二纤维增强材料的第二复合结构，其中，所述胶接凸缘相对于所述第一风力涡轮机叶片壳部件和所述第二风力涡轮机叶片壳部件分开地制造，并且其中，所述胶接凸缘使所述第一风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面与所述第二风力涡轮机叶片壳部件的所述内表面连接。
12.一种用于在风力涡轮机叶片的组装期间将分开地制造的胶接凸缘夹持的夹持工具，所述夹持工具包括：
- 第一支脚，其构造成固定到风力涡轮机叶片壳部件的内表面，
- 具有夹持头部的臂，其构造成接合所述胶接凸缘并且可在张开位置与夹持位置之间移动，以及
- 致动器，其构造成被致动以使所述夹持头部在所述张开位置与所述夹持位置之间移动。
13.根据权利要求12所述的夹持工具，还包括：
- 第一调整构件，其构造成沿第一方向调整所述夹持头部的所述夹持位置，所述第一方向垂直于所述纵向方向，和/或
- 第二调整构件，其构造成沿第二方向调整所述夹持头部的所述夹持位置，所述第二方向垂直于所述纵向方向，和/或
- 第三调整构件，其构造成在所述夹持位置中围绕与所述夹持轴线不同的调整轴线调整所述臂的角度。
14.根据权利要求12-13中的任一项所述的夹持工具，还包括止动件，所述止动件构造成当在所述张开位置中时，防止所述臂更远离所述夹持位置移动。
15.一种工具部件的套件，包括根据权利要求5-8中的任一项所述的第一楔和根据权利要求12-14中的任一项所述的夹持工具。
CN202180039583.7A 2020-06-01 2021-04-13 用于组装风力涡轮机叶片的方法、用于组装风力涡轮机叶片壳的风力涡轮机叶片楔以及用于在风力涡轮机叶片的组装期间将分开地制造的胶接凸缘夹持的夹持工具 Pending CN116034010A (zh)

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