用于节段式风力涡轮机叶片的凸形翼梁桁杆的制作方法

1.本公开总体上涉及一种制造中空复合物结构的方法，并且更特别地涉及一种用于制造在风力涡轮机转子叶片中使用的凸形翼梁桁杆的方法。


背景技术：

2.风能提供清洁和环境友好的能量源。风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。风力涡轮机叶片使用已知的翼型原理捕获风的动能。现代风力涡轮机可具有在长度方面超过90米的转子叶片。
3.风力涡轮机叶片通常通过由树脂和编织织物或纤维的层形成两个壳部分或壳半部来制造。翼梁帽或主层压体放置或集成在壳半部中，并且可与抗剪腹板或翼梁桁杆组合以形成结构支撑部件。翼梁帽或主层压体可连结到壳的吸力半部和压力半部的内侧，或集成在壳的吸力半部和压力半部的内侧内。
4.随着风力涡轮机的大小增加，风力涡轮机叶片的制造和运输变得更有挑战性和昂贵。为了解决该问题，行业正在发展节段式风力涡轮机转子叶片(这些也可称为区段式或销连结的风力涡轮机叶片)，其中两个或更多个分开的叶片节段被制造并且然后未组装地运输到现场以用于组装成完整的叶片。这可导致更容易的制造过程并且可降低风力涡轮机的运输和架设的成本。
5.典型地，叶片节段由从一个叶片节段展向延伸到另一叶片节段的凹形接收区段中的凸形翼梁桁杆连结。凸形翼梁桁杆通常经由销接头附接到凹形接收区段。这种凸形翼梁桁杆包括由一个或多个抗剪腹板间隔开的两个翼梁帽，并且通常可为盒类型凸形翼梁桁杆，即，其中两个抗剪腹板连接翼梁帽的对应边缘以形成类似盒的横截面形状。
6.常规地，在包括下模具部分、上模具部分和芯棒的两件式模具中制造凸形翼梁桁杆。纤维材料铺设在下模具中，芯棒定位在该下模具上。另外的纤维材料放置在芯棒上并且上模具部分然后布置成封闭下模具部分。纤维材料然后典型地经由常规的真空辅助树脂灌注过程灌注和固化以形成凸形翼梁桁杆。凸形翼梁桁杆然后从模具移除并且芯棒从凸形翼梁桁杆取出，由此形成凸形翼梁桁杆的中空内部空间。这种过程的示例在wo 2020/122862中被公开。
7.芯棒可由刚性或固体材料制成，该刚性或固体材料具有相对地在尺寸方面稳定的优点，但在灌注之后可能难以移除。另一选择是具有可膨胀的芯棒，其能够在灌注之后坍缩。这种芯棒的示例在us 8,919,754中公开。然而，这种可膨胀的芯棒可能在模制过程期间变形。
8.制造凸形翼梁桁杆的该过程的缺点是相对大量的未固化的纤维材料必须在下模具部分中围绕芯棒以及在芯棒上相对于彼此精确地布置，直到该模具能够由上模具部分封闭。在该过程中，存在纤维材料的铺设意外地引起先前铺设的纤维材料中的一些移动的风险，由此增加凸形翼梁桁杆中的缺陷的风险。这种缺陷典型地仅在灌注和固化之后可发现，导致整个翼梁桁杆被弃用。
9.另一缺点是凸形翼梁桁杆的内部表面在模制之后难以接近。典型地，在纤维材料和芯棒之间需要流动介质层以确保在灌注期间内部纤维片材的充分浸润。这种流动介质层在撤出芯棒之后必须被移除，这可能是劳动密集的任务。


技术实现要素：

10.在该背景下，提供至少减轻上述缺点中的一些的用于节段式风力涡轮机叶片的凸形翼梁桁杆和制造这种凸形翼梁桁杆的方法可被看作本公开的目标。
11.这些目标中的一个或多个可通过如在下面描述的本公开的方面被满足。
12.本公开的第一方面涉及一种凸形翼梁桁杆，其用于与节段式风力涡轮机叶片的第一叶片节段的凹形接收区段接合，以及用于附接到节段式风力涡轮机叶片的第二叶片节段，并且节段式风力涡轮机叶片具有成型轮廓，成型轮廓包括压力侧和吸力侧，以及带有在其间延伸的弦向方向的前缘和后缘，节段式风力涡轮机叶片在纵向方向上从其根部端部延伸到末梢端部，其中，凸形翼梁桁杆在从其第一端部延伸到第二端部的纵向方向上延伸，第二端部配置成用于与节段式风力涡轮机叶片的凹形接收区段接合，并且其中凸形翼梁桁杆包括：-上翼梁帽，其在纵向方向上延伸，具有由左上边界和右上边界界定的宽度，并且具有布置在左上边界和右上边界之间的上接头，并且配置成用于面向节段式风力涡轮机叶片的压力侧和吸力侧中的一个；-下翼梁帽，其在纵向方向上延伸，并且具有由左下边界和右下边界界定的宽度，具有布置在左下边界和右下边界之间的下接头，并且配置成用于面向节段式风力涡轮机叶片的压力侧和吸力侧中的另一个，下翼梁帽定位成与上翼梁帽相对并平行于上翼梁帽延伸；-前缘部分，其包括第一上壁、第一下壁和将第一上壁与第一下壁连接的第一抗剪壁，前缘部分一体地形成为单件并且优选地包括纤维增强层压体材料，诸如碳纤维或玻璃纤维增强层压体材料；以及-后缘部分，其包括第二上壁、第二下壁和将第二上壁与第二下壁连接的第二抗剪壁，后缘部分与前缘部分分开地一体地形成为单件并且优选地包括纤维增强层压体材料，诸如碳纤维或玻璃纤维增强层压体材料；其中，前缘部分的第一下壁的端部附接到、优选地粘性地附接到后缘部分的第二下壁的端部以形成下接头，使得第一下壁和第二下壁形成凸形翼梁桁杆的下翼梁帽，以及其中，前缘部分的第一上壁的端部附接到、优选地粘性地附接到后缘部分的第二上壁的端部以形成上接头，使得第一上壁和第二上壁形成凸形翼梁桁杆的上翼梁帽。
13.发明人已经发现，在最高载荷方向上，即，在节段式风力涡轮机叶片的振翼向(flapwise)载荷期间，剪切应力朝向翼梁帽的中心愈加降低，参见在图10b的描述中的更多细节，并且已经意外地发现剪切应力在翼梁帽的中心中是可忽略的。在本领域中对以相继连结在一起的分开的件来提供翼梁帽存在偏见，因为认为这损害翼梁帽的载荷承载能力。然而，通过将凸形翼梁桁杆的接头朝向翼梁帽的中心布置，接头相比于典型地在翼梁帽的拐角处或在抗剪壁处连结的现有技术翼梁桁杆的接头经受显著降低的剪切应力。
14.另外地，前缘部分和后缘部分各自可在不使用芯棒的情况下使用标准真空辅助灌注过程在单侧开放模具中被容易地模制。这相比于使用具有芯棒的封闭模具可降低制造缺陷、成本和复杂度。
15.此外，通过分开制造凸形翼梁桁杆的前缘部分和后缘部分，能够容易地针对质量缺陷检查该部分的内部面和外部面两者。
16.此外，由于消除了对于芯棒的需要，该设计允许愈加通用的内部架构。这允许在完成凸形翼梁桁杆的组装之前容易地安装例如另外的内部腹板或另外的内部构件，诸如雷电保护构件，例如引下导体。
17.在本公开的上下文中，翼梁帽可被限定为翼梁桁杆(例如凸形翼梁桁杆)的主载荷承载结构，并且相对于翼梁桁杆的其他结构(诸如抗剪腹板)并且特别是相对于节段式风力涡轮机叶片的其他结构是典型地具有高挠曲强度的层压体构造。例如，如果翼梁帽和抗剪腹板两者都由碳纤维制成，则翼梁帽典型地较厚。在大多数情况下，抗剪腹板基本上由玻璃纤维制成，而翼梁帽基本上由碳纤维制成。翼梁帽可被定制成抵抗翼梁桁杆的弯曲力矩，而抗剪壁或抗剪腹板可被定制成抵抗翼梁桁杆的剪切应力。
18.另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆可在三个互相垂直的方向上延伸：从其第一端部延伸到第二端部的纵向方向、横向方向和厚度方向。该纵向方向可平行于节段式风力涡轮机叶片的纵向方向。该横向方向可平行于节段式风力涡轮机叶片的弦向方向。该厚度方向可平行于在节段式风力涡轮机叶片的吸力侧和压力侧之间延伸的节段式风力涡轮机叶片的厚度方向。
19.在本公开的上下文中，翼梁帽的边界可被限定为在距翼梁帽的中心纵向轴线的最远弦向距离处的边缘。在大多数情况下，翼梁帽是基本上长形板状的并且因此具有相对长的长度、较短的宽度和甚至更小的厚度。在这种情况下，在边界之间测量宽度。在大多数情况下，翼梁桁杆包括玻璃纤维和碳纤维的混合物，其中碳纤维形成翼梁帽并且主要布置在旨在邻近于叶片的吸力侧和压力侧的位置处，而玻璃纤维形成抗剪腹板并且布置在旨在邻近于叶片的前缘和后缘的位置处。在一些情况下，翼梁帽封装在相对薄的玻璃纤维层中。
20.另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆可为盒形翼梁桁杆或在垂直于纵向方向的横截面中是盒形形状的。
21.另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆可沿着纵向方向渐缩，使得第一端部处的凸形翼梁桁杆的宽度可大于第二端部处的凸形翼梁桁杆的宽度。
22.另外地或可替代地，后缘部分和/或前缘部分(优选地在垂直于纵向方向的横截面中)可为c形的或[形的。
[0023]
另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆可包括雷电保护构件，诸如引下导体。雷电保护构件可附接到凸形翼梁桁杆的内部表面。雷电保护构件可在组装后缘部分与前缘部分之前附接到内部表面。
[0024]
另外地或可替代地，上接头和/或下接头可分别定位在上翼梁帽和/或下翼梁帽的宽度的5％-95％的范围中、优选地上翼梁帽和/或下翼梁帽的宽度的10％-90％的范围中、更优选地20％-80％的范围中、甚至更优选地30％-70％的范围中、或最优选地40％-60％的范围中的位置处。
[0025]
已经发现，在主振翼向载荷情形下，剪切应力朝向每个翼梁帽的弦向中心被最小
化。因此，通过将(一个或多个)接头定位在这些范围中，降低了由接头经受的剪切应力。
[0026]
另外地或可替代地，上接头和/或下接头可为对接接头或嵌接接头。
[0027]
另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆还可包括上内部条带和/或下内部条带。(一个或多个)内部条带可优选地与前缘部分和后缘部分分开地制造。上内部条带可附接到、优选地通过粘合剂附接到并重叠于前缘部分的第一上壁的内部表面和后缘部分的第二上壁的内部表面，并且下内部条带可附接到、优选地通过粘合剂附接到并重叠于前缘部分的第一下壁的内部表面和后缘部分的第二下壁的内部表面。
[0028]
这可增加相应的(一个或多个)接头的强度。
[0029]
另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆还可包括具有第三抗剪壁的第一抗剪腹板部分，该第三抗剪壁将上内部条带附接到、优选地粘性地附接到下内部条带。第一抗剪腹板部分可与前缘部分和后缘部分分开地制造，并且第三抗剪壁可优选地与上内部条带和下内部条带一体地形成为单件。
[0030]
这可为(一个或多个)接头提供另外的剪切强度以吸收从其他载荷模式产生的应力。抗剪腹板部分还可增加翼梁帽的抗弯强度。
[0031]
另外地或可替代地，第一抗剪腹板部分可包括布置成邻近于第三抗剪壁的第四抗剪壁。第四抗剪壁可将上内部条带附接到、优选地粘性地附接到下内部条带。第四抗剪壁可与第三抗剪壁以及上内部条带和下内部条带一体地形成。
[0032]
另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆还可包括一个或多个另外的抗剪腹板部分，该一个或多个另外的抗剪腹板部分各自具有抗剪壁并且各自将上翼梁帽附接到、优选地粘性地附接到下翼梁帽。这种另外的抗剪腹板部分向翼梁帽提供另外的抗弯强度并且在翼梁帽之间传递剪切应力。
[0033]
另外地或可替代地，第三抗剪壁可包括一个或多个纤维增强元件，诸如拉挤件。另外地，每个抗剪腹板部分的(一个或多个)抗剪壁可包括单向纤维增强元件，诸如拉挤件。这增加(一个或多个)抗剪腹板部分的边缘强度。纤维增强元件可优选地被预固化。纤维增强元件可优选地包括单向纤维或基本上由单向纤维组成。纤维增强元件可通过选自由拉挤过程、带压过程、cnc带铺过程和手工铺设过程组成的组的一个或多个过程制造。也可使用制造这种长形纤维增强元件的可替代的方法。
[0034]
另外地或可替代地，第一抗剪腹板部分的第三抗剪壁可附接、优选地粘性地附接上内部条带的第一边缘和下内部条带的第一边缘，使得抗剪腹板部分在垂直于凸形翼梁桁杆的纵向方向的横截面中是u形的。这种抗剪腹板部分可特别容易制造，因为简单的凸形模具或凹形模具能够与常规的真空辅助树脂灌注过程一起使用。
[0035]
另外地或可替代地，第一抗剪腹板部分可一体地形成为单件。另外地，每个抗剪腹板部分可一体地形成为单件。这可增加(一个或多个)抗剪腹板部分的强度。
[0036]
另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆还可包括上外部条带和/或下外部条带。外部条带可优选地与前缘部分和后缘部分分开地制造。上外部条带可附接到、优选地粘性地附接到并重叠于前缘部分的第一上壁的外部面和后缘部分的第二上壁的外部面。下外部条带可附接到、优选地粘性地附接到并重叠于前缘部分的第一下壁的外部面和后缘部分的第二下壁的外部面。
[0037]
这可增加相应的(一个或多个)接头的强度并且可在主翼梁桁杆的处理期间保护
(一个或多个)接头。
[0038]
另外地或可替代地，外部条带和/或内部条带可层叠到(一个或多个)外部面上。
[0039]
另外地或可替代地，凸形翼梁桁杆还可包括从凸形翼梁桁杆的第二端部突出的接合部件，诸如螺栓或销。接合部件可配置成用于插入到节段式风力涡轮机叶片的凹形接收区段中并与其接合。
[0040]
另外地或可替代地，前缘部分的第一抗剪壁可包括至少部分地嵌入、优选地完全地嵌入的第一增强结构，诸如环形物或轴承环形物，该第一增强结构包括第一接收部分，诸如孔或切口。后缘部分的第二抗剪壁可优选地包括至少部分地嵌入、优选地完全地嵌入的第二增强结构，诸如环形物或轴承环形物，该第二增强结构包括第二接收部分，诸如孔或切口，该第二接收部分优选地与第一接收部分对准。第一增强结构和/或第二增强结构可包括金属或基本上由金属组成。第一接收部分和/或第二接收部分可形成节段式风力涡轮机叶片的锁定布置的部分，并且可配置成用于接收锁定布置的接合元件，诸如销，由此互相锁定节段式风力涡轮机叶片。
[0041]
由于抗剪壁能够在水平表面上模制，因此这可为将(一个或多个)这种增强结构并入在凸形翼梁桁杆的(一个或多个)抗剪壁中的容易且准确的方式。此外，这避免了随后例如通过精确钻孔或其他机械加工过程在凸形翼梁桁杆中容纳增强结构的需要。
[0042]
本公开的第二方面涉及节段式风力涡轮机叶片，其具有成型轮廓，该成型轮廓包括压力侧和吸力侧，以及带有在其间延伸的弦的前缘和后缘，节段式风力涡轮机叶片在根部端部和末梢端部之间在纵向方向上延伸，节段式风力涡轮机叶片包括具有凹形接收区段的第一叶片节段，和具有根据本公开的第一方面的凸形翼梁桁杆的第二叶片节段，该凸形翼梁桁杆配置成用于插入到第一叶片节段的凹形接收区段中并与其接合。
[0043]
另外地或可替代地，凹形接收区段可限定内腔体并且可具有纵向内端部和在第一叶片节段的端部面处的相对的纵向开放端部。第二叶片节段可在弦向接头处连接到第一叶片节段。凸形翼梁桁杆可在弦向接头处从第二叶片节段的端部面突出并可延伸通过凹形接收区段的纵向开放端部并延伸到凹形接收区段的腔体中以被接收在其中，并且可由此将第一叶片节段附接到第二叶片节段。节段式风力涡轮机叶片可另外地包括锁定布置，该锁定布置互相锁定凹形接收区段和凸形翼梁桁杆并由此锁定第一叶片节段和第二叶片节段。
[0044]
本公开的第三方面涉及制造用于风力涡轮机叶片的凸形翼梁桁杆的方法，包括以下步骤：-提供预固化的后缘部分，其包括第一上壁、第一下壁和将第一上壁与第一下壁连接的第一抗剪壁；-提供预固化的前缘部分，其包括第二抗剪壁、第二上壁和第二下壁，其中，固化的前缘部分与固化的后缘部分分开地提供；以及-通过经由上接头将前缘部分的第一上壁附接到、优选地粘性地附接到后缘部分的第二上壁以形成凸形翼梁桁杆的上翼梁帽，以及经由下接头将前缘部分的第一下壁附接到、优选地粘性地附接到后缘部分的第二下壁以形成凸形翼梁桁杆的下翼梁帽，来形成凸形翼梁桁杆。
[0045]
通过分开制造凸形翼梁桁杆的前缘部分和后缘部分，能够容易地针对质量缺陷检查该部分的内部面和外部面两者，该质量缺陷因此能够在完成凸形翼梁桁杆的组装之前被
补救。
[0046]
这种方法消除了对于芯棒的需要。此外，凸形翼梁桁杆的内部空间在制造步骤之间能够容易接近，从而提供愈加通用的内部架构。这允许在完成凸形翼梁桁杆的组装之前容易地安装例如另外的内部腹板或另外的内部构件，诸如雷电保护构件，例如引下导体。
[0047]
另外地或可替代地，提供预固化的后缘部分的步骤可包括制造前缘部分的子方法，该子方法包括以下步骤：-提供第一纤维材料，诸如玻璃纤维或碳纤维，和优选地一个或多个第一长形纤维增强元件(优选地被预固化)，诸如拉挤件，以及具有第一模具表面的第一凹形模具，该第一模具表面具有第一左壁面、第一底面和布置成与第一左壁面相对的第一右壁面，第一壁面从第一底面向上延伸；-将第一纤维材料和优选地一个或多个第一长形纤维增强元件布置在第一模具的第一模具表面上；-利用第一树脂材料，诸如环氧树脂或聚酯，优选地通过真空辅助树脂灌注过程优选地灌注第一纤维材料，并且优选地共同灌注一个或多个第一长形纤维增强元件；以及-固化第一纤维材料和优选地一个或多个第一长形纤维增强元件，以将预固化的前缘部分提供为单件；和/或，提供预固化的后缘部分的步骤可包括制造后缘部分的子方法，该子方法包括以下步骤：-提供第二纤维材料，诸如玻璃纤维或碳纤维，和优选地一个或多个第二长形纤维增强元件(优选地被预固化)，诸如第二拉挤件，以及具有第二模具表面的第二凹形模具，该第二模具表面具有第二左壁面、第二底面和布置成与第二左壁面相对的第二右壁面，第二壁面从第二底面向上延伸；-将第二纤维材料和优选地一个或多个第二长形纤维增强元件布置在第二模具的第二模具表面上；-利用第二树脂材料，诸如环氧树脂或聚酯，优选地通过真空辅助树脂灌注过程优选地灌注第二纤维材料，并且优选地共同灌注一个或多个第二长形纤维增强元件；以及-固化第二纤维材料和优选地一个或多个第二长形纤维增强元件，以将预固化的后缘部分提供为单件；其中，第一纤维材料、一个或多个第一长形纤维增强元件和第一模具可分别不同于第二纤维材料、一个或多个第二长形纤维增强元件和第二模具。
[0048]
这具有这样的优点：前缘部分和后缘部分可各自在不需要芯棒的情况下使用标准真空辅助树脂转移灌注过程在单侧开放模具中被容易地模制。这相比于使用具有芯棒的封闭模具可降低制造缺陷、成本和复杂度。
[0049]
对于灌注步骤可替代地，第一纤维材料和/或第二纤维材料可提供为预浸渍的。在这种情况下，(一种或多种)纤维材料可在烘箱或压热器中固化。
[0050]
另外地或可替代地，第一和/或第二模具布置成使得相应模具的壁面从对应的底面相对于重力的方向向上延伸。第一长形纤维增强元件的第一预固化子集可例如从第一模具的顶部悬挂，以优选地通过重力朝向第一模具的第一左壁表面搁置。第一长形纤维增强元件的第二预固化子集可例如从第一模具的顶部悬挂，以优选地通过重力朝向第一模具的
第一右壁表面搁置。第二长形纤维增强元件的第一预固化子集可例如从第二模具的顶部悬挂，以优选地通过重力朝向第二模具的第二左壁表面搁置。第二长形纤维增强元件的第二预固化子集可例如从第二模具的顶部悬挂，以优选地通过重力朝向第二模具的第二右壁表面搁置。这可为将长形纤维增强元件放置在相应模具中的高效的方式。
[0051]
另外地或可替代地，一个或多个第一长形纤维增强元件可提供为形成第一增强布置的部分，该第一增强布置还包括将一个或多个第一长形纤维增强元件固持在悬挂的平行定向上的多个第一丝线。第一多个丝线可形成第一纤维材料的部分。多个第一丝线中的每个丝线的第一端部可从一个或多个第一长形纤维增强元件延伸一定距离以便允许第一长形纤维增强元件的悬挂。可替代地，第一长形纤维增强元件可提供为部分地封闭在第一纤维材料中，例如在第一纤维材料的对应的凹穴中。第二长形纤维增强元件可提供为部分地封闭在第二纤维材料中，例如在第二纤维材料的对应的凹穴中。这可允许长形纤维增强元件与纤维材料同时放置。
[0052]
另外地，第一模具表面可包括邻近于第一左壁面的第一左凸缘面和/或邻近于第一右壁面的第一右凸缘面。将第一纤维材料和一个或多个第一长形纤维增强元件布置在第一凹形模具中的步骤可包括以下步骤：-抵靠第一凹形模具的第一左壁面铺设第一纤维材料的一个或多个纤维片材，例如玻璃纤维片材；-将多个第一丝线的第一端部附接到第一凹形模具的第一左凸缘面，以沿着抵靠第一凹形模具的第一左壁面铺设的一个或多个纤维片材来悬垂一个或多个第一长形纤维增强元件；以及-抵靠一个或多个第一长形纤维增强元件铺设第一纤维材料的一个或多个纤维片材，例如玻璃纤维片材，以将一个或多个第一长形纤维增强元件夹在纤维片材之间；第二增强布置可以与第一增强布置相同的方式提供，并且第二增强布置的丝线的第一端部可附接到第一模具的相同的第一凸缘面。第三增强布置可以与第一增强布置和/或第二增强布置相同的方式提供。第三增强布置的丝线的第一端部可附接到第一模具的第二凸缘面。固化第一纤维材料和一个或多个第一长形纤维增强元件的步骤可由此导致一个或多个第一长形纤维增强元件至少部分地嵌入在前缘部分中。
[0053]
长形纤维增强元件可与第一纤维材料共同固化并且可至少部分地、优选地完全地嵌入在前缘部分中。
[0054]
另外地，可对后缘部分重复以上步骤来以与对前缘部分的相同的方式并入(一个或多个)其他增强布置。
[0055]
另外地或可替代地，提供预固化的前缘部分的步骤可包括将第一增强结构(诸如一个或多个第一盘形物或环形物)布置在第一模具的第一下面上的第一纤维材料中，并且其中灌注第一纤维材料的步骤包括共同灌注第一增强结构。提供预固化的后缘部分的步骤可包括将诸如一个或多个第二盘形物或环形物的第二增强结构布置在第二模具的第二下面上的第二纤维材料中。灌注第二纤维材料的步骤可包括共同灌注第二增强结构。方法可优选地还包括在第一增强结构中提供诸如孔或切口的第一接收部分的步骤和/或在第二增强结构中提供诸如孔或切口的第二接收部分的步骤。第二接收部分可优选地与第一接收部分对准。第一接收区段和/或第二接收区段可形成节段式风力涡轮机叶片的锁定布置的部分，并且可配置成用于接收锁定布置的接合元件，诸如销，由此互相锁定节段式风力涡轮机
叶片。
[0056]
另外地或可替代地，方法可包括以下步骤：-提供上外部条带和/或下外部条带，外部条带优选地与前缘部分和后缘部分分开地制造，第一外部条带和/或第二外部条带优选地包括纤维层压体，该纤维层压体可选地是固化的或未固化的，以及方法还可包括以下步骤：-将第一外部条带重叠于和附接到、优选地粘性地附接到前缘部分的第一上壁的外部面和后缘部分的第二上壁的外部面，和/或-将第二外部条带重叠于和附接到、优选地粘性地附接到前缘部分的第一下壁的外部面和后缘部分的第二下壁的外部面。
[0057]
(一个或多个)外部条带可在凸形翼梁桁杆的进一步处理(诸如凸形翼梁桁杆并入到节段式风力涡轮机叶片中)期间保护(一个或多个)接头，并且还可增加(一个或多个)接头的剪切强度以抵抗节段式风力涡轮机叶片的二次载荷模式，诸如沿边缘方向弯曲。
[0058]
另外地或可替代地，方法还可包括以下步骤：-提供上内部条带和/或下内部条带，(一个或多个)内部条带优选地与前缘部分和后缘部分分开地制造，(一个或多个)外部条带优选地包括固化的或未固化的纤维层压体，以及-将上内部条带重叠于和附接到、优选地粘性地附接到前缘部分的第一上壁的内部表面和后缘部分的第二上壁的内部表面，和/或-将下内部条带重叠于和附接到、优选地粘性地附接到前缘部分的第一下壁的内部表面和后缘部分的第二下壁的内部表面。
[0059]
另外地或可替代地，提供上内部条带和下内部条带的步骤还可包括提供具有第三抗剪壁的第一抗剪腹板部分，该第三抗剪壁将上内部条带附接到、优选地粘性地附接到下内部条带。第三抗剪壁可优选地与上内部条带和下内部条带一体地形成为单件。
[0060]
另外地或可替代地，方法可包括以下步骤：-提供第三纤维材料，可选地一个或多个第三长形纤维增强元件，和具有第三模具表面的第三凹形模具，该第三模具表面具有第三左壁面、第三底面和布置成与第三左壁面相对的第三右壁面，第三壁面从第三底面向上延伸；-将第三纤维材料和可选地一个或多个第三长形纤维增强元件布置在第三模具的第三模具表面上；-利用第三树脂材料，诸如环氧树脂或聚酯，优选地通过真空辅助树脂灌注过程灌注第三纤维材料，并且可选地共同灌注一个或多个第三长形纤维增强元件；以及-固化第三纤维材料和可选地一个或多个第三长形纤维增强元件，以提供一体地形成为单件的第一抗剪腹板部分。
[0061]
本领域技术人员将意识到本公开和其实施例的以上方面中的任何一个或多个可与本公开和其实施例的其他方面中的任何一个或多个组合。
附图说明
[0062]
下面将关于附图更详细地描述本公开的实施例。这些图示出了实施本发明的一种方式并且不应被解释为对落在所附权利要求集的范围内的其他可能的实施例的限制。
[0063]
图1是风力涡轮机的示意透视视图；图2是节段式风力涡轮机叶片的示意透视视图；图3a是节段式风力涡轮机叶片的示意侧视图；图3b是用于节段式风力涡轮机叶片的末梢节段的示意视图；图3c是用于节段式风力涡轮机叶片的根部节段的示意视图；图4a是用于节段式风力涡轮机叶片中的销接头的凸形翼梁桁杆的示意视图；图4b是用于节段式风力涡轮机叶片中的销接头的凹形接收区段的示意视图；图4c是与对应的销接头翼梁桁杆配合的销接头凹形接收区段的示意视图；图5a是并入在叶片节段中的凸形翼梁桁杆的示意横截面视图；图5b是用于模制凸形翼梁桁杆的前缘部分或后缘部分的凹形模具的示意横截面视图；图6a是用于在凸形翼梁桁杆的模制中使用的增强布置的示意侧视图；图6b是在凹形模具中布置长形纤维增强元件和纤维材料的步骤的示意视图；图7a是在凸形翼梁桁杆的制造期间在抗剪壁中并入增强结构的步骤的示意透视视图；图7b是图7a的示意横截面视图；图8a是通过真空辅助树脂转移过程灌注前缘部分的步骤的示意视图；图8b是在前缘部分固化之后从第一模具移除前缘部分的步骤的示意视图；图9a是用于模制第一抗剪腹板部分的第三凹形模具的示意横截面视图；图9b是将第一抗剪腹板部分附接到前缘部分的步骤的示意横截面视图；图10a是组装之后的凸形翼梁桁杆的示意横截面视图；图10b是图示凸形翼梁桁杆上的剪切应力的分布的凸形翼梁桁杆的示意横截面视图；图11是具有并入在其中的另外的抗剪腹板部分和壁的凸形翼梁桁杆的示意横截面视图。
具体实施方式
[0064]
图1图示了根据所谓的“丹麦概念”的常规现代迎风风力涡轮机2，其具有塔架4、机舱6和带有基本上水平的转子轴的转子。转子包括毂8和从毂8径向延伸的三个叶片10，每个叶片10具有最靠近毂的叶片根部16和最远离毂8的叶片末梢14。
[0065]
图2示出了风力涡轮机叶片10的示意视图。风力涡轮机叶片10具有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12、最远离毂的成型或翼型区域11以及在根部区域12和翼型区域11之间的过渡区域13。叶片10包括当叶片安装在毂上时面向叶片10的旋转方向的前缘18，以及面向前缘18的相反方向的后缘20。叶片10的最外部的点是末梢端部15。
[0066]
翼型区域11(也称为成型区域)具有关于生成升力的理想的或几乎理想的叶片形状，而根部区域12由于结构方面的考虑具有基本上圆形或椭圆形横截面，这例如使得将叶片10安装到毂更容易并且更安全。根部区域12的直径(或弦)可沿着整个跟根部区是恒定的。过渡区域13具有从根部区域12的圆形或椭圆形形状逐渐变化到翼型区域11的翼型廓型
的过渡廓型。过渡区域13的弦长典型地随着距毂的距离r的增加而增加。翼型区域11具有翼型廓型，该翼型廓型具有在叶片10的前缘18和后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂8的距离r的增加而减少。
[0067]
叶片10的肩部26限定为叶片10具有其最大弦长的位置。肩部26典型地提供在过渡区域13和翼型区域11之间的边界处。翼型区域11的最外部的三分之一典型地被称为末梢区域11’。图2还图示了限定叶片的纵向延伸范围的纵向方向l。
[0068]
图3a示意地图示了节段式风力涡轮机叶片10。其至少由在弦向接头处分开的根部节段27和末梢节段29制成。为了允许根部节段27与末梢节段29的连结，这两个节段27、29可包括凹形接收区段28和插入到凹形接收区段28中并且与其接合的配合的凸形翼梁桁杆30。凹形接收区段28和凸形翼梁桁杆30经由锁定布置在弦向接头处用销固定在一起，参见图4a至图4c。
[0069]
图3b图示了先前图中示出的节段式叶片10的末梢节段29。除了形成叶片10的空气动力学廓型的壳之外，末梢节段29还包括如以上描述的凸形翼梁桁杆30。末梢节段的凸形翼梁桁杆30在弦向接头处突出超过(在其外侧)末梢节段壳，以允许凸形翼梁桁杆与布置在根部节段27中的对应的凹形接收区段28接合。
[0070]
图3c图示了节段式叶片10的根部节段27。如以上描述的，根部节段27包括用于接收末梢节段29的凸形翼梁桁杆30的凹形接收区段28，以便允许根部节段27和末梢节段29牢固地连结在一起。通过将凸形翼梁桁杆30与凹形接收区段28配合、将这两个在弦向接头处固定在一起、将叶片节段27、29相遇处的区域密封、并向叶片提供任何收尾工作，以获得最终叶片。
[0071]
图4a是用于节段式风力涡轮机叶片10的销接头的凸形翼梁桁杆30的示意图示。除了这样的桁杆之外，凸形翼梁桁杆还具有增强结构，增强结构各自具有呈孔的形式的接收部分94、98以用于接收销。此外，该翼梁桁杆30具有呈螺栓的形式的接合部件38，该接合部件38将在凹形接收区段28中与呈槽的形式的接收部分28b接合，以提高稳定性，参见图4b至图4c。这促成减少在使用期间凸形翼梁桁杆30和凹形接收区段28之间的不想要的运动。
[0072]
图4b是用于与图4a中示出的凸形翼梁桁杆30接合的凹形接收区段28的示意图示。凹形接收区段28限定内腔体并且具有纵向内端部28a和在第一叶片节段27的端部面处的相对的纵向开放端部28c。与凸形翼梁桁杆30类似，凹形接收区段28包括用于接收销的呈孔的形式的接收部分28d、28e。内端部28a提供成呈板的形式，其具有配置成与凸形翼梁桁杆30的接合部件38紧密装配的槽28b。当接合部件38与槽28b接合时，凸形翼梁桁杆相对于凹形接收区段28的弦向移动被抑制。槽28b、接收部分28d、28e、94、98的位置，以及凸形翼梁桁杆30和凹形接收区段28的形状和大小对于本发明不是必要的。
[0073]
图4c示出了接合的凹形接收区段28和凸形翼梁桁杆30，其中凸形翼梁桁杆30插入通过凹形接收区段28的纵向开放端部28c并进入到凹形接收区段28的腔体中以被接收在其中。接合部件38与凹形接收区段28的接收部分28b接合以防止弦向移动。接合元件99被示出为与接收部分28d、28e、94、98接合以互相锁定末梢节段27和根部节段29并在离心力/向心力的作用下维持接头连接。
[0074]
图5a图示了横截面视图中的并入到节段式风力涡轮机叶片10中的凸形翼梁桁杆30。凸形翼梁桁杆30布置在节段式风力涡轮机叶片的内部腔体中。凸形翼梁桁杆在三个互
相垂直的方向上延伸：纵向方向(在图5a上的平面向内和向外延伸)、横向方向(在图5a上从左到右延伸)和厚度方向(在图5a上由上到下延伸)。凸形翼梁桁杆的纵向方向平行于节段式风力涡轮机叶片10的纵向方向。横向方向平行于节段式风力涡轮机叶片10的弦向方向。厚度方向平行于在节段式风力涡轮机叶片10的吸力侧和压力侧之间延伸的节段式风力涡轮机叶片10的厚度方向。
[0075]
此外，凸形翼梁桁杆30包括邻近于吸力侧24并在纵向方向上延伸的上翼梁帽40。上翼梁帽40具有由其左上边界42和右上边界44界定的宽度。上翼梁帽40具有连接上翼梁帽40的两个半部的上接头34。上接头34布置在上边界42、44之间。凸形翼梁桁杆30还包括邻近于压力侧22并且定位成与上翼梁帽40相对并平行于上翼梁帽40延伸的下翼梁帽46。下翼梁帽46具有由其左下边界48和右下边界49界定的宽度。下翼梁帽46具有布置在左下边界48和右下边界49之间的下接头35。除了凸形翼梁桁杆30之外，风力涡轮机叶片10可典型地包括具有一个或多个连接抗剪腹板的另外的翼梁帽(通常嵌入在壳中)。在嵌入在壳中的这些另外的翼梁帽和凸形翼梁桁杆30的翼梁帽之间可存在一些重叠。
[0076]
在本实施例中，凸形翼梁桁杆30由三个分开制造的纤维增强层压体复合物部分制成：前缘部分50、后缘部分60和第一抗剪腹板部分70。现在更详细地描述制造这种凸形翼梁桁杆的方法的示例。
[0077]
图5b示意地图示了具有模具表面101的凹形模具100，模具表面101具有用于形成翼梁帽的部分的左壁面102、用于形成抗剪壁的底面103、用于形成不同翼梁帽的部分的右壁面104、邻近于第一左壁面102的左凸缘面105和邻近于第一右壁面104的右凸缘面106。右壁面104布置成与左壁面102相对。壁面102、104从底面103向上延伸。壁面102、104可具有轻微的正拔模角度以便容易移除模制部分。在这种情况下，用于前缘部分50和后缘部分60的凹形模具100基本上是相同的，具有一些尺寸差异以装配到特定的节段式叶片10。
[0078]
图6a示意地图示了被提供以形成翼梁帽的主载荷承载结构的增强布置200。如所示出的，增强布置200包括呈拉挤件201的形式的多个长形纤维增强元件和多个丝线202，多个丝线202从每个丝线202的端部203在平行定向上悬挂拉挤件201。
[0079]
前缘部分50和后缘部分60两者能够以以下面的方式分开地模制。如在图6a中最佳观察到的，纤维材料300(例如玻璃纤维片材)被铺设以覆盖凹形模具100的左壁面102、底面103和右壁面104。然后，如先前示出的增强布置200被下降到凹形模具100中，并且丝线202的端部203附接到凹形模具100的左凸缘面105以沿着抵靠凹形模具100的左壁面102铺设的纤维材料300悬垂拉挤件201。对另一增强布置200重复该步骤，该增强布置200从右凸缘面106抵靠纤维材料(其抵靠右壁面104铺设)悬垂。
[0080]
如果在凸形翼梁桁杆30中期望增强结构，那么这种增强结构92可如在图7a至图7b中所示出的那样被并入。呈盘形物或环形物的形式的增强结构92可布置在抵靠凹形模具100的底面103铺设的纤维材料300(在图7a中示出为透明的以允许观察其他元件)上。这种增强结构92可包括用于销或螺栓的接收部分，或者如在这种情况下，这种接收部分可在相应部分50、60的模制之后被提供，例如切割。
[0081]
先前放置的增强布置200和任何增强结构可然后由另外的纤维材料300(例如玻璃纤维片材)覆盖。另外的增强布置200可以与先前描述相同的方式放置在凹形模具100中并且然后由另外的纤维材料300覆盖。优选地，在邻近的增强布置200之间存在至少一层纤维
材料300。该布置在图8a中最佳示意地观察到。如果未预浸渍纤维材料300，则袋107可替代密封凹形模具100并连接到真空源108，例如泵。然后使用真空辅助树脂转移灌注过程灌注相应的部分50、60。如果预浸渍纤维材料，则其可在烘箱或压热器中固化。
[0082]
在固化之后，能够从凹形模具100移除该部分。图8b图示了在前缘部分50在相应的凹形模具100中固化之后的此步骤。对于将后缘部分60从其凹形模具移除的步骤基本上是相同的。如所观察的，前缘部分50在如图8b中图示的垂直于纵向方向的横截面中是c形的或[形的。在移除之后，能够针对例如质量缺陷分开地检查前缘部分50和对应的后缘部分60，并且另外的构件能够安装在内部空间中，例如在内部表面56上。
[0083]
如在图9a中示出的，第一抗剪腹板部分70在第三凹形模具100c中与前缘部分50和后缘部分60分开地制造。第三凹形模具100c与先前描述的凹形模具100属于相同的类型，仅在尺寸方面不同，即，在高度和宽度方面较短并且具有中间(neutral)拔模角度。模制第一抗剪腹板部分70的过程与用于前缘部分50和后缘部分60的过程相同。第一抗剪腹板部分70一体地模制成单件，以包括上内部条带71、下内部条带72以及连接上内部条带71和下内部条带72的第三抗剪壁73。上内部条带71抵靠第三凹形模具100c的左壁面102c模制。下内部条带72抵靠第三凹形模具100c的右壁面104c模制。第三抗剪壁73抵靠第三凹形模具100c的底面103c模制。在一些情况下，内部条带71、72和第三抗剪壁73可分开地模制，但在这种情况下，第一抗剪腹板部分70是复合物层压体结构，例如基本上由玻璃纤维和聚酯树脂组成，但可在其他情况下包括碳纤维和/或拉挤件。在模制之后，能够针对例如质量缺陷分开地检查第一抗剪腹板部分70。
[0084]
第一抗剪腹板部分70现在能够附接到前缘部分50或后缘部分60。图9b中图示了附接到前缘部分50的情况，而附接到后缘部分60的情况基本上是相同的。如图9b中示出的，前缘部分50的第一抗剪壁53布置成搁置在工作表面(未示出)上使得前缘部分形成如所示出的u形。然后将粘合剂37施加到内部表面56，该内部表面56邻近于第一上壁51的端部54并且邻近于第一下壁52的端部55。第一抗剪腹板部分70然后被下降，其中其抗剪壁73首先进入到第一壁51、52的端部54、55之间的前缘部分50中，使得上内部条带71与第一上壁51部分地重叠并且下内部条带72与第一下壁52部分地重叠。然后使抗剪腹板部分与粘合剂37进行接触，以将上内部条带71粘附到第一上壁51并且将下内部条带72粘附到第一下壁52，由此将第一抗剪腹板部分70粘附到前缘部分50以形成子组件。当前缘部分50和第一抗剪腹板部分70的子组件已通过检查时，后缘部分60能够被聚合。
[0085]
如图10a中图示的，然后将粘合剂(可选地不同于先前使用的)施加到第一壁51、52的端部54、55，并且可选地施加到内部条带71、72的自由端部。然后使后缘部分60的第二壁61、62的端部64、65与所述粘合剂在前缘部分50的第一壁51、52的端部54、55上进行接触，以形成上粘合剂对接接头34和下粘合剂对接接头35，由此将后缘部分60附接到具有前缘部分50和第一抗剪腹板部分70的子组件。因此，由上接头34连接的第一上壁51和第二上壁61形成凸形翼梁桁杆30的上翼梁帽40，并且由下接头35连接的第一下壁52和第二下壁62形成凸形翼梁桁杆30的下翼梁帽46。在与前缘部分50组装之前，呈引下导体的形式的雷电保护构件36安装在后缘部分60中。在这种情况下，上接头34和下接头35定位在相应翼梁帽40、46在其相应上边界42、44和下边界48、49之间的约一半宽度处。
[0086]
应当注意到，制造前缘部分50和后缘部分60的顺序不是必要的。因此，以上描述的
制造方法能够替代为首先制造后缘部分60并且将第一抗剪腹板部分70附接到其，并且在最终步骤处将前缘部分50附接以形成凸形翼梁桁杆30。
[0087]
为了形成凸形翼梁桁杆30，上外部条带81布置成覆盖上接头34的外部并在外部粘附在上壁51、61上，并且下外部条带82布置成覆盖下接头35的外部并在外部粘附在下壁52、62上，因此获得图10a中示出的布置，其中上元件51、61、71布置成向上并且下元件52、62、72布置成向下。
[0088]
图10b图示了在主振翼向载荷期间由凸形翼梁桁杆30经受的剪切应力的分布。如所观察的，剪切应力39a在第一抗剪壁53和第二抗剪壁63中最高，而由翼梁帽40、46经受的剪切应力39b从翼梁帽40、46的相应边界42、44、48、49朝向相应边界42、44、48、49之间的中间点渐缩。如所观察的，上接头34和下接头35布置在最小剪切应力的位置处以降低由接头34、35(其典型地比翼梁帽的其余部分更脆弱)经受的载荷。
[0089]
图11图示了对应于先前描述的翼梁桁杆30的凸形翼梁桁杆30的另一实施例，但不同之处在于第一抗剪腹板部分70包括布置成与第三抗剪壁73相对的第四抗剪壁74，从而封闭第一抗剪腹板部分70以限定盒形形状。该实施例还具有另外的抗剪腹板部分：第二抗剪腹板部分75，其粘性地附接第二上壁61和第二下壁62的内部表面以提供另外的抗剪刚度和/或抗弯强度，以及第三抗剪腹板部分77，其粘性地附接第一上壁51和第一下壁52的内部表面以提供另外的抗剪刚度和/或抗弯强度。这些另外的抗剪腹板部分75、77在最终组装凸形翼梁桁杆30之前能够并入到相应后缘部分60和前缘部分50中，并且因此容易并入。
[0090]
附图标记列表2 风力涡轮机4 塔架6 机舱8 毂10 节段式风力涡轮机叶片11 翼型区域11’末梢区域12 根部区域13 过渡区域14 叶片末梢15 末梢端部16 叶片根部17 根部端部18 前缘20 后缘21 弦向接头22 压力侧24 吸力侧26 肩部27 根部节段
28 凹形接收区段28a 内端部28b 接收部分28c 开放端部28d 第一接收部分28e 第二接收部分29 末梢节段30 凸形翼梁桁杆32 第一端部33 第二端部34 上接头35 下接头36 雷电保护构件37 粘合剂38 接合部件39 剪切应力40 上翼梁帽42 左上边界44 右上边界46 下翼梁帽48 左下边界49 右下边界50 前缘部分51 第一上壁52 第一下壁53 第一抗剪壁54 第一上壁端部55 第一下壁端部56 内部表面60 后缘部分61 第二上壁62 第二下壁63 第二抗剪壁64 第二上壁端部65 第二下壁端部70 第一抗剪腹板部分71 上内部条带72 下内部条带73 第三抗剪壁
74 第四抗剪壁75 第二抗剪腹板部分77 第三抗剪腹板部分81 上外部条带82 下外部条带90 锁定布置92 第一增强结构94 第一接收部分96 第二增强结构98 第二接收部分99 接合元件100 凹形模具101 模具表面102 左壁面103 底面104 右壁面105 左凸缘面106 右凸缘面107 袋108 真空源300 纤维材料200 增强布置201 拉挤202 丝线203 端部300 纤维材料

技术特征：
1.一种凸形翼梁桁杆，其用于与节段式风力涡轮机叶片的第一叶片节段的凹形接收区段接合，以及用于附接到所述节段式风力涡轮机叶片的第二叶片节段，并且所述节段式风力涡轮机叶片具有成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧，以及带有在其间延伸的弦向方向的前缘和后缘，所述节段式风力涡轮机叶片在纵向方向上从其根部端部延伸到末梢端部，其中，所述凸形翼梁桁杆在从其第一端部延伸到第二端部的纵向方向上延伸，所述第二端部配置成用于与所述节段式风力涡轮机叶片的所述凹形接收区段接合，并且其中所述凸形翼梁桁杆包括：-上翼梁帽，其在所述纵向方向上延伸，具有由左上边界和右上边界界定的宽度，并且具有布置在所述左上边界和所述右上边界之间的上接头，并且配置成用于面向所述节段式风力涡轮机叶片的所述压力侧和所述吸力侧中的一个；-下翼梁帽，其在所述纵向方向上延伸，并且具有由左下边界和右下边界界定的宽度，具有布置在所述左下边界和所述右下边界之间的下接头，并且配置成用于面向所述节段式风力涡轮机叶片的所述压力侧和所述吸力侧中的另一个，所述下翼梁帽定位成与所述上翼梁帽相对并平行于所述上翼梁帽延伸；-前缘部分，其包括第一上壁、第一下壁和将所述第一上壁与所述第一下壁连接的第一抗剪壁，所述前缘部分一体地形成为单件并且优选地包括纤维增强层压体材料，诸如碳纤维或玻璃纤维增强层压体材料；以及-后缘部分，其包括第二上壁、第二下壁和将所述第二上壁与所述第二下壁连接的第二抗剪壁，所述后缘部分与所述前缘部分分开地一体地形成为单件并且优选地包括纤维增强层压体材料，诸如碳纤维或玻璃纤维增强层压体材料；其中，所述前缘部分的所述第一下壁的端部附接到、优选地粘性地附接到所述后缘部分的所述第二下壁的端部以形成所述下接头，使得所述第一下壁和所述第二下壁形成所述凸形翼梁桁杆的所述下翼梁帽，以及其中，所述前缘部分的所述第一上壁的端部附接到、优选地粘性地附接到所述后缘部分的所述第二上壁的端部以形成所述上接头，使得所述第一上壁和所述第二上壁形成所述凸形翼梁桁杆的所述上翼梁帽。2.根据权利要求1所述的凸形翼梁桁杆，其中，所述上接头和/或所述下接头分别定位在所述上翼梁帽和/或所述下翼梁帽的所述宽度的5％-95％的范围中、优选地所述上翼梁帽和/或所述下翼梁帽的所述宽度的10％-90％的范围中、更优选地20％-80％的范围中、甚至更优选地30％-70％的范围中、或最优选地40％-60％的范围中的位置处。3.根据前述权利要求中任一项所述的凸形翼梁桁杆，还包括上内部条带和/或下内部条带，(一个或多个)所述内部条带优选地与所述前缘部分和所述后缘部分分开地制造，其中，所述上内部条带附接到、优选地通过粘合剂附接到并重叠于所述前缘部分的所述第一上壁的内部表面和所述后缘部分的所述第二上壁的内部表面，和/或其中，所述下内部条带附接到、优选地通过粘合剂附接到并重叠于所述前缘部分的所述第一下壁的内部表面和所述后缘部分的所述第二下壁的内部表面。4.根据前述权利要求中的任一项所述的凸形翼梁桁杆，还包括具有第三抗剪壁的第一抗剪腹板部分，所述第三抗剪壁将所述上内部条带附接到、优选地粘性地附接到所述下内
部条带，所述第一抗剪腹板部分与所述前缘部分和所述后缘部分分开地制造，并且所述第三抗剪壁优选地与所述上内部条带和所述下内部条带一体地形成为单件。5.根据前述权利要求中的任一项所述的凸形翼梁桁杆，还包括上外部条带和/或下外部条带，所述外部条带优选地与所述前缘部分和所述后缘部分分开地制造，其中，所述上外部条带附接到、优选地粘性地附接到并重叠于所述前缘部分的所述第一上壁的外部面和所述后缘部分的所述第二上壁的外部面，和/或其中，所述下外部条带附接到、优选地粘性地附接到并重叠于所述前缘部分的所述第一下壁的外部面和所述后缘部分的所述第二下壁的外部面。6.根据前述权利要求中的任一项所述的凸形翼梁桁杆，还包括从所述凸形翼梁桁杆的所述第二端部突出的接合部件，诸如螺栓或销，所述接合部件配置成用于插入到所述节段式风力涡轮机叶片的所述凹形接收区段中并与其接合。7.根据前述权利要求中的任一项所述的凸形翼梁桁杆，其中，所述前缘部分的所述第一抗剪壁包括至少部分地嵌入的第一增强结构，诸如环形物，所述第一增强结构包括第一接收部分，诸如孔或切口，并且优选地所述后缘部分的所述第二抗剪壁包括至少部分地嵌入的第二增强结构，诸如环形物，所述第二增强结构包括第二接收部分，诸如孔或切口，所述第二接收部分优选地与所述第一接收部分对准，其中所述第一增强结构和/或所述第二增强结构包括金属，以及所述第一接收部分和/或所述第二接收部分形成所述节段式风力涡轮机叶片的锁定布置的部分，并且配置成用于接收所述锁定布置的接合元件，诸如销，由此互相锁定所述节段式风力涡轮机叶片。8.一种节段式风力涡轮机叶片，其具有成型轮廓，所述成型轮廓包括压力侧和吸力侧，以及带有在其间延伸的弦的前缘和后缘，所述节段式风力涡轮机叶片在根部端部和末梢端部之间在纵向方向上延伸，所述节段式风力涡轮机叶片包括具有凹形接收区段的第一叶片节段，和具有根据前述权利要求中的任一项所述的凸形翼梁桁杆的第二叶片节段，所述凸形翼梁桁杆配置成用于插入到所述第一叶片节段的所述凹形接收区段中并与其接合。9.根据权利要求8所述的节段式风力涡轮机叶片，其中，所述凹形接收区段限定内腔体并且具有纵向内端部和在所述第一叶片节段的端部面处的相对的纵向开放端部，其中所述第二叶片节段在弦向接头处连接到所述第一叶片节段，所述凸形翼梁桁杆在所述弦向接头处从所述第二叶片节段的端部面突出并延伸通过所述凹形接收区段的所述纵向开放端部并延伸到所述凹形接收区段的所述腔体中以被接收在其中，由此将所述第一叶片节段附接到所述第二叶片节段，所述节段式风力涡轮机叶片另外地包括锁定布置，所述锁定布置互相锁定所述凹形接收区段和所述凸形翼梁桁杆并由此锁定所述第一叶片节段和所述第二叶片节段。10.一种制造用于风力涡轮机叶片的凸形翼梁桁杆的方法，包括以下步骤：-提供预固化的后缘部分，其包括第一上壁、第一下壁和将所述第一上壁与所述第一下壁连接的第一抗剪壁；-提供预固化的前缘部分，其包括第二抗剪壁、第二上壁和第二下壁，其中，固化的前缘部分与固化的后缘部分分开地提供；以及-通过经由上接头将所述前缘部分的所述第一上壁附接到、优选地粘性地附接到所述
后缘部分的所述第二上壁以形成所述凸形翼梁桁杆的上翼梁帽，以及经由下接头将所述前缘部分的所述第一下壁附接到、优选地粘性地附接到所述后缘部分的所述第二下壁以形成所述凸形翼梁桁杆的下翼梁帽，来形成所述凸形翼梁桁杆。11.根据权利要求10所述的方法，其中，提供所述预固化的后缘部分的步骤包括制造所述前缘部分的子方法，所述子方法包括以下步骤：-提供第一纤维材料，诸如玻璃纤维或碳纤维，和优选地一个或多个第一长形纤维增强元件，以及具有第一模具表面的第一凹形模具，所述第一模具表面具有第一左壁面、第一底面和布置成与所述第一左壁面相对的第一右壁面，所述第一壁面从所述第一底面向上延伸；-将所述第一纤维材料和优选地所述一个或多个第一长形纤维增强元件布置在所述第一模具的所述第一模具表面上；-利用第一树脂材料，诸如环氧树脂或聚酯，优选地通过真空辅助树脂灌注过程优选地灌注所述第一纤维材料，并且优选地共同灌注所述一个或多个第一长形纤维增强元件；以及-固化所述第一纤维材料和优选地所述一个或多个第一长形纤维增强元件，以将所述预固化的前缘部分提供为单件；和/或其中，提供预固化的后缘部分的步骤包括制造所述后缘部分的子方法，所述子方法包括以下步骤：-提供第二纤维材料，诸如玻璃纤维或碳纤维，和优选地一个或多个第二长形纤维增强元件，以及具有第二模具表面的第二凹形模具，所述第二模具表面具有第二左壁面、第二底面和布置成与所述第二左壁面相对的第二右壁面，所述第二壁面从所述第二底面向上延伸；-将所述第二纤维材料并且优选地将所述一个或多个第二长形纤维增强元件布置在所述第二模具的所述第二模具表面上；-利用第二树脂材料，诸如环氧树脂或聚酯，优选地通过真空辅助树脂灌注过程优选地灌注所述第二纤维材料，并且优选地共同灌注所述一个或多个第二长形纤维增强元件；以及-固化所述第二纤维材料和优选地所述一个或多个第二长形纤维增强元件，以将所述预固化的后缘部分提供为单件；其中，所述第一纤维材料、所述一个或多个第一长形纤维增强元件和所述第一模具分别不同于所述第二纤维材料、所述一个或多个第二长形纤维增强元件和所述第二模具。12.根据权利要求10至11中的任一项所述的方法，其中，提供所述预固化的前缘部分的步骤包括将诸如一个或多个第一盘形物或环形物的第一增强结构布置在所述第一模具的所述第一下面上的所述第一纤维材料中，并且其中灌注所述第一纤维材料的步骤包括共同灌注所述第一增强结构，和/或其中，提供所述预固化的后缘部分的步骤包括将诸如一个或多个第二盘形物或环形物的第二增强结构布置在所述第二模具的所述第二下面上的所述第二纤维材料中，并且其中灌注所述第二纤维材料的步骤包括共同灌注所述第二增强结构，以及其中，所述方法优选地还包括在所述第一增强结构中提供诸如孔或切口的第一接收部
分的步骤和/或在所述第二增强结构中提供诸如孔或切口的第二接收部分的步骤，所述第二接收部分优选地与所述第一接收部分对准，所述第一接收区段和/或所述第二接收区段形成所述节段式风力涡轮机叶片的锁定布置的部分并且配置成用于接收所述锁定布置的接合元件，诸如销，由此互相锁定所述节段式风力涡轮机叶片。13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：-提供上外部条带和/或下外部条带，所述外部条带优选地与所述前缘部分和所述后缘部分分开地制造，所述第一外部条带和/或所述第二外部条带优选地包括纤维层压体，所述纤维层压体可选地是固化的或未固化的，以及其中，所述方法还包括以下步骤：-将所述第一外部条带重叠于并附接到、优选地粘性地附接到所述前缘部分的所述第一上壁的外部面和所述后缘部分的所述第二上壁的外部面，和/或-将所述第二外部条带重叠于并附接到、优选地粘性地附接到所述前缘部分的所述第一下壁的外部面和所述后缘部分的所述第二下壁的外部面。14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：-提供上内部条带和/或下内部条带，(一个或多个)所述内部条带优选地与所述前缘部分和所述后缘部分分开地制造，(一个或多个)所述外部条带优选地包括固化的或未固化的纤维层压体，以及-将所述上内部条带重叠于并附接到、优选地粘性地附接到所述前缘部分的所述第一上壁的内部表面和所述后缘部分的所述第二上壁的内部表面，和/或-将所述下内部条带重叠于并附接到、优选地粘性地附接到所述前缘部分的所述第一下壁的内部表面和所述后缘部分的所述第二下壁的内部表面。15.根据权利要求14所述的方法，其中，提供所述上内部条带和所述下内部条带的步骤还包括提供具有第三抗剪壁的第一抗剪腹板部分，所述第三抗剪壁将所述上内部条带附接到、优选地粘性地附接到所述下内部条带，优选地所述第三抗剪壁与所述上内部条带和所述下内部条带一体地形成为单件。

技术总结
一种凸形翼梁桁杆，用于互相附接节段式风力涡轮机叶片，并且包括：前缘部分，该前缘部分包括第二上壁、第二下壁和将第二上壁与第二下壁连接的第二抗剪壁，前缘部分；和后缘部分，该后缘部分包括第一上壁、第一下壁和将第一上壁与第一下壁连接的第一抗剪壁。前缘部分和后缘部分分别分开地一体地形成为单件。第一下壁的端部附接到第二下壁的端部使得第一下壁和第二下壁形成凸形翼梁桁杆的下翼梁帽，并且第一上壁的端部附接到第二上壁的端部使得第一上壁和第二上壁形成凸形翼梁桁杆的上翼梁帽。壁和第二上壁形成凸形翼梁桁杆的上翼梁帽。壁和第二上壁形成凸形翼梁桁杆的上翼梁帽。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：叶片动力学有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2023/6/7