[发明专利]转子叶片、转子叶片元件及制造方法

说明书

本发明涉及用于风力设备的转子叶片及转子叶片元件、转子叶片自身、及用于所述转子叶片元件及所述转子叶片的制造方法，包括修复方法。

用于风力设备的转子叶片长期以来众所周知，且在例如DE 10 2004 007 487 A1及DE 103 19 246 A1中已描述过。在上述转子叶片的操作中，转子叶片因风压、侵蚀、温度波动、UV(紫外线)照射及降水而经受高程度的载荷。然而，同时，转子叶片应尽可能轻，以降低作用于风力设备的可能提供的转子叶片轮毂以及关联轴承及塔架上的弯曲载荷。已证实期望由单独元件制造转子叶片且使这些元件互连以形成中空腔室状的转子叶片。所使用的转子叶片元件通常为转子叶片压力侧、转子叶片吸力侧、及用于连接且加固转子叶片压力侧与转子叶片吸力侧的一个或多个连接翼部(limb)。也已证实期望将转子叶片压力侧与转子叶片吸力侧制造成一件式、且在此制造中已经将翼部设置于其所需位置处。

通常在成形工艺中制造转子叶片及转子叶片元件，在所述成形工艺中，将纤维材料和/或芯部材料(core material)，特别为巴尔沙木(balsa wood)，引入转子叶片元件模具中、且利用硬化树脂对这些材料进行作用，以形成可承受上文所指示意义上的载荷的复合材料。在此方面，期望在真空浸渍工艺中将树脂用作浸渍树脂。用于这些复合元件的生产方法例如在DE 103 44 379 A1中描述过，其内容经引用完全地并入本文中。在此浸渍工艺中，首先将诸如脱模膜或分离剂等脱模剂引入制造模具中。将诸如玻璃纤维层等纤维材料沉积于脱模剂上，且用真空膜覆盖纤维材料。沿着制造模具的边缘密封真空膜。通过从纤维材料中吸出空气，而在真空膜与制造模具之间产生减压，有时也称作“真空”。同时，将能硬化的浸渍树脂从供应源吸至经受减压的区域中，以便浸透纤维材料且均匀地散布于所述区域中。在此方面，必须特别认真，以确保尽可能完全地浸透纤维材料，以避免引起稳定性降低的夹杂气体及微孔。通常试图通过用于能硬化浸渍树脂的多个进给管道而促进浸渍树脂均匀地浸透纤维材料。能硬化浸渍树脂在制造模具中也经受硬化反应，以与纤维材料结合，从而提供坚固复合元件。可选地，在从制造模具移出之后可进一步硬化复合元件。

已知类似上文中所述的成形工艺等已知成形工艺的缺点在于：为了自模具移出模制件必需采取特定预防措施，以防止已硬化的复合元件黏附至模具、或在对已模塑复合元件的表面无严重损害的情况下容许复合元件自模具分离。在本发明之前，举例而言，为此目的必需将脱模涂层用于所使用的模具上，和/或在插入纤维材料之前，必需将模具内衬脱模膜或其类似物，脱模膜或其类似物在模塑操作之后必需从已模塑复合元件分离且抛弃。脱模膜及其用途在例如手册“Faserverbundbauweisen：Fertigungsverfahren mit duroplastischer Matrix”，Springer Verlay，1999，关键词为“Trennfolien”中描述过。另外，膜要求为真空膜。这些膜覆盖纤维材料，且在硬化树脂浸渍步骤期间防止空气进入。在浸渍工艺之后真空膜也必需自转子叶片或转子叶片元件移除。另外，在真空浸渍工艺中所制造的复合元件在其表面处及在其内部中具有微孔。特别地，在转子叶片或转子叶片元件的表面处的微孔是有害的，因为它们产生不均匀性，所述不均匀性可形成受气候影响的侵袭位置且因此降低表面的耐用性。类似地，在转子叶片元件或转子叶片的内部中的微孔也可降低转子叶片或转子叶片元件的耐用性和/或稳定性。因此，经常必需在能硬化浸渍树脂完全硬化之前，借助于孔隙填充剂来封闭微孔。也经常必需对表面进行后期加工，以封闭配置于表面处的微孔。