[發明專利]具有安全邊緣的復合部件

在審

• 申請號: 201580049586.3
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN106715097A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: S·桑德考克;S·瓦爾德洛佩爾
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統有限公司
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C70/54;B29L31/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本發明涉及具有安全邊緣以便于搬運的復合部件，并且涉及制造這種部件的方法。本發明特別應用于風輪機葉片的制造中使用的復合部件。

背景技術

圖1在立體圖中示出了現有技術的風輪機葉片10。風輪機葉片10從大體圓柱形的根部11縱向延伸至末端13。在使用中，葉片10的根端11附接至風輪機(未示出)的輪轂。在剖面中，葉片10從根部11處的圓形輪廓過渡至葉片10的最寬部分處的機翼輪廓，此最寬部分稱作“肩”15。在肩15與末端13之間，葉片具有這樣的機翼輪廓，該機翼輪廓的厚度與翼弦朝著末端13穩定地減小。

圖2示出了葉片10的剖面，并且顯示出：葉片10包括外殼12，此外殼由背風殼14與迎風殼16制得。殼14、16是由玻璃纖維加強塑料(GRP)模制成。外殼12的一部分是夾層板構造，并且這部分外殼包括輕質泡沫芯(例如聚氨酯)18，此芯夾在內GRP層(蒙皮)20與外GRP層(蒙皮)22之間。

葉片10包括第一對翼梁帽24、26以及第二對翼梁帽28、30，各對翼梁帽布置在外殼12的夾層板區域之間。每對中的一個翼梁帽24、28與迎風殼16整合在一起并且每對中的另一個翼梁帽26、30與背風殼14整合在一起。各對中的翼梁帽相互對立并且沿葉片10的長度縱向延伸。

第一縱向延伸的抗剪腹板32橋接第一對翼梁帽24、26，并且第二縱向延伸的抗剪腹板34橋接第二對翼梁帽28、30。與翼梁帽24、26、28、30結合的抗剪腹板32、34形成一對I形梁結構，這一對I形梁結構將負載從旋轉的葉片10有效地傳遞至風輪機(未示出)的輪轂。翼梁帽24、26、28、30特別傳遞伸縮彎曲負載，而抗剪腹板32、34傳遞葉片10中的剪切應力。

抗剪腹板32、34在真空輔助樹脂傳遞模制過程(VARTM)中制成。圖3中示出了此過程，該圖僅示出了腹板的底部。玻璃纖維織物層40鋪疊在模具50的表面上。這些層的邊緣42對準以限定抗剪腹板32、34的邊緣43。層40被真空袋46包繞以限定圍繞層40的密封區域。然后，借助真空泵從袋46排除空氣，并且將樹脂引入到袋46中。將樹脂灌注在玻璃纖維層40之間并且灌注到玻璃纖維層40中。然后，加熱模具50以固化樹脂，一旦樹脂固化，就將部件脫模。

產生的抗剪腹板32、34具有邊緣43，此邊緣由玻璃纖維層40的對準的邊緣42以及那些邊緣42的區域中的固化樹脂限定。當層40鋪在模具50上時難以精確對準邊緣42，因而邊緣43易于不平。而且，灌注樹脂后，抗剪腹板32、34的邊緣43處往往存在量不均衡的過多樹脂。這樣的結果是：在樹脂固化后，抗剪腹板32、34的邊緣43往往粗糙，邊緣43處的堅硬固化樹脂形成鋸齒狀。粗糙邊緣43因此可能會存在使抗剪腹板32、34難以搬運并且搬運可能不太安全的安全隱患。

有潛在危險的粗糙邊緣43可以在制成后通過修剪部件的邊緣而移除。然而，固化樹脂非常堅硬，因此需要金剛石切割鋸來切斷部件以修剪邊緣，使得修剪操作是昂貴且耗費時間的過程。

可以在固化過程之前當折疊玻璃纖維層40鋪在模具50中時通過折疊玻璃纖維層40的邊緣而整理邊緣43，然而這僅部分地緩解了問題，并且實際上仍需要制成后的修剪操作。還可以通過給模具提供呈金屬桿或者金屬條的形式的抵接件并且抵靠抵接件鋪玻璃纖維層40而整理邊緣43。當部件脫模時，產生的邊緣更齊整。然而，即使在此情況下仍保持一定程度的粗糙度，并且使部件脫模的動作往往留下樹脂的斷面區，此斷面區呈現鋒利并且有危險的邊緣。

發明內容

以此為背景，本發明涉及一種制作用于風輪機葉片的復合部件的方法，所述復合部件具有安全邊緣，并且所述方法包括：在模具中布置一個或多個纖維層使得所述纖維層限定層壓件邊緣；鄰近所述層壓件邊緣布置邊材；借助樹脂整合所述纖維層與所述邊材；基本防止所述樹脂滲透到所述邊材中；以及移除所述邊材的一部分以顯露所述邊材的限定所述復合部件的安全邊緣的基本無樹脂的暴露表面。

本發明的方法提供這樣一種簡單而有效的手段，該手段用于在不需要制造成部件之后的漫長并且昂貴的處理的情況下提供用于風輪機葉片的復合部件上的對手安全的邊緣。邊材在制造過程中整合到部件中，并且通過移除邊材的一部分而容易地提供邊材的基本無樹脂的暴露表面。因為樹脂不被允許滲透到邊材中，所以邊材的芯無硬化樹脂，并且邊材的一部分能因此被快速而容易地移除而無需精心設計的工具。