ES2932965T3 - Procedimiento de fabricación de una media raíz de pala de rotor y un molde de fabricación de la misma - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para producir un componente de una pala de rotor en el que se coloca una película de vacío (16) en un molde positivo (1), las capas (17) se colocan en el molde positivo (1), un molde negativo (3) se pivota sobre el molde positivo ocupado (1), luego se sella la película de vacío (16) del molde negativo (3), luego se aplica vacío contra el molde negativo (3), y el molde negativo (3) junto con las capas (17) se pivota hacia atrás. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de una media raíz de pala de rotor y un molde de fabricación de la misma

La invención se refiere a un procedimiento para producir un componente de una pala de rotor.

La invención también se refiere a un molde de producción de un componente de una pala de rotor. Los procedimientos para la producción de componentes de palas de rotor, así como los moldes de producción para llevar a cabo dichos procedimientos son, por supuesto, bien conocidos en la técnica anterior. Por ejemplo, en el documento DE 102015 007977 A1, se describe un molde de fabricación para fabricar una raíz de pala de rotor de una pala de rotor.

Del documento DE 102009 056 978 A1, se conoce un dispositivo y un procedimiento para producir un armazón de fuselaje para un avión, que consta de un material compuesto de fibra. En este caso, una forma debe ser ajustable por medio de actuadores.

El documento DE 102016014491 A1 corresponde al preámbulo de la reivindicación 1 o 5 y se refiere a la producción de componentes compuestos de fibra y en particular a un procedimiento en el que una secuencia de capas auxiliares, que presenta al menos una película de succión, se coloca sobre una superficie de apoyo de un auxiliar de colocación. Se coloca al menos una capa de fibra semiacabada sobre la secuencia de capas auxiliares aplicada. Sobre la al menos una capa de fibra semiacabada colocada, se coloca un molde negativo, de modo que la al menos una capa de fibra semiacabada colocada se dispone entre la película de succión y el molde negativo. Al evacuar un área entre la película de succión y el molde negativo, se genera un estado de vacío, de modo que la al menos una capa de fibra semiacabada es presionada contra el molde negativo por la película de succión.

Del documento US2012/0080142 o del documento EP 2436 512 B1, se conoce un procedimiento para colocar una película de vacío, en donde la película de vacío se coloca sobre capas de fibra por medio de un sello deformable, por lo que se debe lograr un ajuste sin arrugas de la película de vacío. Por lo general, las palas del rotor no se fabrican en un solo molde de fabricación, sino que los componentes de la pala del rotor, como las medias carcasas de la pala del rotor, la raíz de la pala del rotor, así como las correas y las redes, se fabrican en moldes de fabricación separados y luego se superponen, laminan y pegan entre sí en un procedimiento separado de infusión al vacío (VARI) o procedimiento de laminación.

En particular, cuando se fabrica la raíz de la pala del rotor, o la mitad de la raíz de la pala del rotor, surge el problema de que las capas individuales de malla y/o tela que deben colocarse una encima de la otra para la estructura laminada de la mitad de la pala del rotor raíz, tienen que estar dispuestas casi verticalmente, en especial en los bordes superiores del molde de la carcasa de la mitad de la raíz de la pala del rotor. Dado que la superficie de apoyo del molde de media carcasa discurre casi verticalmente en el borde superior, existe el riesgo de que las capas de malla se comben o al menos formen ondas, incluso si están unidas por el borde. La formación de ondas también persistiría en el proceso de laminación subsiguiente, y la raíz de la pala del rotor ya no se puede instalar en la pala del rotor y tendría que solucionarse debido a un defecto.

Es el objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento como se menciona en la introducción, que hace posible producir componentes de una pala de rotor sin correr el riesgo de que se formen ondas.

También es un objeto de la presente invención proporcionar un molde de producción con el que se pueda llevar a cabo dicho procedimiento.

Con respecto al procedimiento, el objetivo se logra mediante un procedimiento mencionado al principio con las características de la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, se coloca una película de vacío sobre un molde positivo y se colocan capas sobre la película de vacío. En el caso de las capas, se puede tratar de telas tejidas y/o telas no onduladas. Las capas pueden presentar fibras, por ejemplo, fibras de vidrio o fibras de carbono. Sin embargo, las capas también pueden comprender materiales de núcleo sándwich, madera de balsa o similares. El término “capa” debe entenderse aquí de manera muy amplia. Las capas pueden extenderse por toda la película de vacío o solo cubrir partes de la película de vacío. Después de colocar las capas y posiblemente otros materiales de procedimiento y auxiliares sobre la película de vacío, se gira un molde negativo sobre el molde positivo. A continuación, la película de vacío se sella en el molde negativo y se aplica vacío contra el molde negativo. Debido a que el vacío se empuja contra el molde negativo, la película de vacío presiona contra las capas que se encuentran sobre él y presiona las capas contra el molde negativo. Como resultado, las capas son succionadas contra el molde negativo de manera estable al movimiento, y el molde negativo puede girar hacia atrás con las capas. De acuerdo con la invención, una primera superficie de apoyo del molde positivo se dobla por debajo de lo normal, y después de cubrir con las capas y después de que el molde negativo haya pivotado sobre el molde positivo, la primera superficie de apoyo se enrolla en un molde normal desde adentro hacia afuera. El molde positivo es ventajosamente semicilíndrico, es decir, presenta la primera superficie de apoyo que tiene una forma esencialmente semicilíndrica, pudiendo la primera superficie de apoyo doblarse hacia adelante y hacia atrás en una sección transversal entre una forma de arco estrictamente circular y una forma de arco elíptico. De acuerdo con la reivindicación 1, el molde positivo es inicialmente subnormal, es decir, aquí elípticamente curvada en sección transversal de tal manera que los bordes inferiores del lado rectificado de la superficie de apoyo semicilíndrica se estiran o doblan hacia adentro, de modo que toda la sección transversal se dobla desde la forma de arco circular estricta a una forma elíptica con una curvatura mayor que la forma circular. La forma elíptica se denomina aquí subnormal. En el molde positivo doblado en forma subnormal, las capas se superponen y apilan como se ha descrito con anterioridad, y preferiblemente, después de que el molde positivo pivote sobre el molde positivo, el molde positivo puede contactar las capas en una parte de vértice. Se elige una distancia entre el molde positivo y el negativo para que las capas sigan los movimientos del molde positivo, pueden, pero no tienen que ser presionadas en el molde negativo. El molde positivo se extiende desde el interior hacia el exterior, es decir, desde la sección del vértice hasta las secciones del borde, y así las posibles ondas se expulsan de la pila de capas desde el interior hacia el exterior.

Preferiblemente, las capas y la película de vacío se sujetan primero al molde negativo. Después de colocar la película de vacío y, si es necesario, las capas de proceso en el molde positivo como medios auxiliares de infusión y las capas se han colocado sobre la película de vacío, las capas y la película de vacío se sujetan a lo largo de sus bordes longitudinales inferiores del lado esmerilado en ambos lados del molde positivo en una sección de borde. Después de sujetar las capas y la película de vacío, el molde positivo se baja sobre la pila de capas hasta que el molde positivo entra en contacto con la pila de capas en la parte del vértice, y luego el molde positivo se enrolla desde la forma curva inferior a la normal hasta la forma normal. Después de que se haya desenrollado el molde negativo, las capas se colocan en su posición nominal, las capas se sujetan entre la primera superficie de apoyo y una segunda superficie de apoyo del molde positivo, y la película de vacío se libera junto con la pila de capas en la porción de borde del molde positivo y la lámina se doblan y se pegan o sujetan herméticamente al molde negativo.

Luego se aplica vacío contra el molde negativo. Como resultado, las capas son succionadas y comprimidas en la segunda superficie de apoyo del molde negativo, y el molde negativo puede pivotar hacia atrás sin que las capas se desplacen. Con respecto al molde de producción, el objetivo se resuelve mediante un molde de producción mencionado al principio con las características de la reivindicación 5.

El molde de producción según la invención es apto para llevar a cabo cualquiera de los procedimientos mencionados con anterioridad, por el contrario, cualquiera de los procedimientos mencionados puede realizarse con los moldes de producción descritos con anterioridad o con alguno de los siguientes.

El molde de producción es adecuado para producir un componente de una pala de rotor, en particular una raíz de pala de rotor o una raíz parcial de pala de rotor. El molde de producción comprende un molde positivo y un molde negativo que pueden girar sobre el molde positivo, y un mecanismo de vacío que puede activarse cuando el molde negativo gira sobre el molde positivo.

El mecanismo de vacío comprende una película de vacío que se puede sellar al molde negativo y un mecanismo de succión que aspira el aire entre una segunda superficie de apoyo del molde negativo y la película de vacío. El mecanismo de vacío ya se puede accionar cuando el molde de producción está abierto hacia el suelo y se dispone encima del molde positivo.

De acuerdo con la reivindicación 5, el molde positivo presenta una primera superficie de apoyo móvil que puede extenderse desde el interior hacia el exterior desde un molde subnormal hasta un molde normal.

Para este propósito, los actuadores, que están conectados a un controlador central, se disponen preferiblemente a lo largo de una sección transversal del molde positivo. Los actuadores se prevén entre la primera superficie de apoyo y un primer marco y permiten doblar la primera superficie de apoyo con respecto al primer marco y, por lo tanto, la sección transversal entre un molde subnormal, es decir, un molde curvado más que el molde semicilíndrico, y el molde normal, el decir, el molde estrictamente semicilíndrico para doblar hacia adelante y hacia atrás.

El accionamiento posterior de los actuadores, de preferencia sucesivamente desde una porción de vértice hasta porciones de borde de la primera superficie de apoyo, produce un movimiento de balanceo desde el vértice hasta los bordes, que empuja hacia el borde cualquier onda que pueda producirse en las capas.

Ventajosamente, entre el molde negativo y el molde positivo está dispuesto un sistema de elevación y descenso, con el que se puede ajustar la distancia entre los dos moldes. El molde positivo incluye la primera superficie de apoyo y un primer marco, el molde negativo incluye una segunda superficie de apoyo y un segundo marco. El sistema de elevación y descenso se prevé preferentemente en forma de dispositivos de ajuste, cilindros de elevación neumáticos o hidráulicos, o similares entre el primer y el segundo marco y permite que el primer y el segundo marco se muevan entre sí. La primera superficie de apoyo es fija o también ajustable frente al primer marco, la segunda superficie de apoyo está dispuesta fija frente al segundo marco, de modo que la primera y la segunda superficie de apoyo pueden ajustarse entre sí moviendo el primer y el segundo marco entre sí, de modo que entre las dos superficies de apoyo del apilamiento de capas allí dispuestas pueden mantenerse encerradas en capas para la fabricación del componente de pala de rotor desde ambos lados en su posición nominal.

El molde positivo presenta ventajosamente dispositivos de sujeción para las capas y la película de vacío a lo largo de las secciones de los bordes, con los que se pueden sujetar temporalmente los bordes inferiores de las capas y los bordes inferiores de la película de vacío al molde positivo.

La invención se describe mediante un ejemplo de realización en dos figuras. En este caso:

Fig. 1 muestra una vista en sección de un molde de producción según la invención con un molde positivo doblado por debajo de lo normal y un molde negativo dispuesto sobre el molde positivo.

Fig. 2 muestra el molde de producción de la Figura 1 con un molde positivo y un molde negativo normalmente doblados dispuestos sobre el molde positivo.

El molde de producción según la invención comprende un molde 1 positivo, que se fija a un primer marco 2, y un molde 3 negativo, que se fija a un segundo marco 4. Los marcos primero y segundo 2, 4 están aquí articulados entre sí de tal manera que el molde 3 negativo, como se muestra en la Fig. 1, puede plegarse sobre el molde 1 positivo cuando está cerrado y puede plegarse alrededor de una bisagra, no mostrada, junto al primer marco 2 y el molde 1 positivo cuando está abierto. Sin embargo, también son concebibles otros diseños, por ejemplo, sueltos, en los que el molde 3 negativo puede ser levantado sobre el molde positivo por medio de una grúa u otros medios de elevación.

El molde 1 positivo presenta una primera superficie 7 de apoyo que es cilíndrica. Una sección transversal de la superficie del cilindro es continuamente variable entre la estricta forma de arco circular y una forma elíptica.

El molde 3 negativo presenta una segunda superficie 8 de apoyo que es cilíndrica. La segunda superficie 8 de apoyo no necesita ser ajustable en términos de su curvatura en sección transversal. El molde 3 negativo se sujeta al segundo marco 4 en una posición fija con espaciadores 9. Alternativamente, los espaciadores 9 también pueden ser ajustables en longitud.

El molde 1 positivo, por otro lado, está conectado en forma ajustable al primer marco 2 a través de los actuadores 11 ajustables hidráulica, eléctrica o neumáticamente, de tal manera que, moviendo los actuadores 11 ajustables hacia dentro y hacia fuera, como se muestra en la Fig. 1, la primera superficie 7 de apoyo puede doblarse desde su forma exacta de arco circular en sección transversal a una forma elíptica, de modo que se forma un espacio 12 ampliado entre el molde 1 positivo y el molde 3 negativo. Los actuadores 11 ajustan una distancia entre la primera superficie 7 de apoyo y el primer marco 2 en su posición respectiva; en otras posiciones, la distancia entre la primera superficie 7 de apoyo y el primer marco 2 sigue siendo la misma.

En la Fig. 1, se muestra que los actuadores 11 ajustables están dispuestos a lo largo de la sección 18 de vértice y a lo largo de dos secciones 13a, 13b de borde inferior del molde 1 positivo. Los actuadores 11 se extienden de manera controlada desde la sección 18 de vértice hasta las secciones de borde y las capas 17 se extienden de este modo. El primer y el segundo marco 2, 4 se pueden mover entre sí a través de un sistema 14 de elevación y descenso que actúa entre el primer y el segundo marco 2, 4.

El molde de producción según la invención es adecuado en particular para la producción de bases de palas de rotor prefabricadas que se integran posteriormente en palas de rotor. El molde de producción según la invención con respecto a raíces de palas de rotor es adecuado para producir los componentes prefabricados, los denominados prefabricados. En otras modificaciones, el molde de producción también se puede usar para producir otros prefabricados.

El molde 1 positivo está dispuesto en el primer marco 2. La primera superficie 7 de apoyo del molde 1 positivo es semicilíndrica, siendo la primera superficie 7 de apoyo ajustable en su sección transversal y siendo ajustable desde la forma de la sección transversal exactamente arqueada hasta una forma de sección transversal elíptica con las secciones 13a, 13b de borde inferior dibujadas hacia dentro. El molde 1 positivo consiste en un laminado delgado que es flexible, o en chapa u otros materiales adecuados.

Para producir la mitad de la raíz de la pala del rotor, se coloca una película 16 de vacío en el molde 1 positivo directamente en la primera superficie 7 de apoyo, que preferiblemente cubre por completo la primera superficie 7 de apoyo.

Se aplican diferentes capas 17 de tela y/o malla a la película 16 de vacío, ya sea una encima de la otra o una al lado de la otra. En este caso, se puede tratar de capas que contienen fibras de vidrio, capas que contienen fibras de carbono, capas de tejido textil, o similares. Las capas 17 de tela y/o malla también cubren preferiblemente por completo la primera superficie 7 de apoyo. Su borde lateral está sujeto en ambos lados largos de la primera superficie 7 de apoyo con una abrazadera 18a, 18b. Las capas 17 de tela y/o malla se apilan así una encima de otra, se sujetan firmemente en sus bordes laterales y se disponen de manera antideslizante sobre la primera superficie 7 de apoyo. Una vez que se ha completado la secuencia de capas 17 de tela y/o malla para formar los prefabricados de raíz de pala de rotor, el molde 3 negativo se gira sobre el molde 1 positivo por medio del mecanismo de pivote y se baja por medio del sistema 14 de elevación y descenso hasta que la segunda superficie 8 de apoyo del molde 3 negativo entra en contacto con la pila de capas 17 de tela y/o malla en la sección del vértice de los moldes 1, 3 positivo y negativo dispuestos uno encima del otro. Esta posición se muestra en la Fig. 1.

A continuación, el molde 1 positivo se extiende hacia las secciones 13a, 13b de borde izquierda y derecha, es decir, los actuadores 11 se extienden sucesivamente desde los actuadores superiores a los actuadores 11 inferiores para cambiar la primera superficie 7 de apoyo de la forma elíptica subnormal para doblar una forma circular normal. Sin embargo, se tiene cuidado de asegurar que el contacto entre la segunda superficie de apoyo y la pila de capas 17 de tela y/o malla discurra continuamente hacia abajo desde una sección 18 de vértice a las dos secciones 13a, 13b de borde. El movimiento de laminación asegura que no se formen ondas en la estructura en capas, sino que las posibles ondas sean empujadas desde la sección 18 de vértice hacia las secciones 13a, 13b de borde.

Después de que la primera superficie 7 de apoyo también haya adoptado una forma de arco exactamente circular y la segunda superficie 8 de apoyo esté en contacto, distribuida por toda la segunda superficie 8 de apoyo, sobre la estructura de capas 17 de tela y/o malla, se sueltan las abrazaderas 18a, 18b del molde 1 positivo, y se suelta la película 16 de vacío, que se pliega y se fija herméticamente al molde 3 negativo por medio de una cinta 19 adhesiva o similares. El estado descrito se muestra en la Fig. 2. Los mismos símbolos de referencia significan las mismas características en la Fig. 2.

En un paso posterior, el molde 3 negativo se gira de nuevo y el molde de producción se abre de modo que el molde 3 negativo se dispone en una disposición abierta hacia arriba junto al molde 1 positivo y la estructura de capas 17 de tela y/o malla es accesible desde arriba de manera convencional. Antes de pivotar, se aplica vacío contra el molde 3 negativo. Como resultado, las capas 17 de tela y/o malla pueden pivotar entonces con respecto a la segunda superficie 8 de apoyo para que sean estables en términos de movimiento.

Después de girar el molde 3 negativo, se lleva a cabo un procedimiento de infusión de manera convencional en una estructura de capas 17 de tela y/o malla que se forman sobre el molde 3 negativo, y se produce una media raíz de pala de rotor. La media raíz de pala de rotor se coloca luego como prefabricada en una media carcasa de pala de rotor y se lamina con otros componentes tales como correas, redes o similares para formar la media carcasa de pala de rotor. A continuación, las dos medias carcasas de palas de rotor también se giran una sobre otra por medio de un molde de producción giratorio y se pegan para formar una pala de rotor.

El molde de producción según la invención presenta en particular un control central (no mostrado) para los actuadores 11 que doblan la forma de la primera superficie 7 de apoyo.

Listado de signos de referencia

1 molde positivo

2 primer marco

3 molde negativo

4 segundo marco

7 primera superficie de apoyo

8 segunda superficie de apoyo

9 espaciador

11 actuador

12 espacio

13a sección de borde inferior

13b sección de borde inferior

14 sistema de elevación y descenso

16 película de vacío

17 capas de tela y/o malla

18 sección de vértice

18a abrazadera

18b abrazadera

19 cinta adhesiva

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para producir un componente de una pala de rotor colocando una película (16) de vacío en un molde (1) positivo,

en donde las capas (17) se colocan sobre el molde (1) positivo,

un molde (3) negativo gira sobre el molde (1) positivo recubierto, luego la película (16) de vacío se sella en el molde (3) negativo, después se aplica un vacío contra el molde (3) negativo,

luego se gira hacia atrás el molde (3) negativo con las capas (17),

caracterizado porque el molde (1) positivo se dobla por debajo de lo normal de tal manera que los bordes inferiores de la superficie de apoyo se estiran o se doblan hacia adentro y, después de que se hayan colocado las capas (17) y después de que el molde (3) negativo se haya girado sobre el molde (1) positivo, se enrolla en un molde normal desde adentro hacia afuera.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el molde (3) negativo se baja sobre el molde (1) positivo.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las capas (17) y la película (16) de vacío se sujetan al molde (1) positivo.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque se realiza un procedimiento de infusión.

5. Molde de producción para un componente de una pala de rotor, con un molde (1) positivo, un molde (3) negativo que se puede girar sobre el molde (1) positivo, un mecanismo de vacío que se puede accionar cuando el molde (3) negativo gira sobre el molde (1) positivo, caracterizado porque el molde (1) positivo presenta una primera superficie (7) de apoyo móvil que se puede enrollar desde un molde subnormal de tal manera que los bordes inferiores de la superficie de apoyo se estiran o doblan hacia adentro hasta un molde normal desde adentro hacia afuera.

6. Molde de producción de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque los actuadores (11) están dispuestos a lo largo de una sección transversal del molde (1) positivo que están conectados a un controlador central.

7. Molde de fabricación de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado porque se dispone un mecanismo (14) espaciador entre el molde (3) negativo y el molde (1) positivo, con el que se puede ajustar una distancia entre los dos moldes (3, 1).

8. Molde de fabricación de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el molde (1) positivo presenta abrazaderas (18a, 18b) para las capas (17) y la película (16) de vacío a lo largo de las secciones (13a, 13b) de borde.