[发明专利]模块化叶片的螺纹连接

说明书

本发明涉及模块化叶片的螺纹连接，该螺纹连接通过连接布置在梁(20)的法兰上的插件(5)将两个对置模块(1和1’)拧在一起的单个螺栓(8)形成。间隔件(9)被加入螺栓(9)的中央部，在使用机械分离器(10)以机械手段分开模块，或者对螺栓(8)使用加热器对间隔件(9)使用冷却器以热手段分开模块的情况下拉伸螺栓而使其预张紧。设有用于接收插件的加工出的容纳部的模块仅在要加工出容纳部的区域被层压，使得层(3)被形成为固化后的最终体积对应于插件(5)用的空穴，从而最小化材料使用。最后，为了确保稍后利用单个螺栓形成连接，在对模块进行表面处理之后形成模块的插件上的螺纹，从而允许控制螺纹的纵向位置及角位置。

技术领域

本发明涉及风轮机叶片的模块上的螺栓接头，以及将由特定制造方法所得到的一些模块相连的过程和比现有产品更加程式化的层压件。

背景技术

叶片模块附接和用于叶片模块附接的插件在现有技术中被大量地描述。

因此，在专利ES2265760中，金属插件被容纳，并轴向地固定在纵向抵抗结构(叶片梁)的壁上。容纳部被机加工，插件连接利用粘合剂被固定。在碳纤维13和玻璃纤维14的实心层压件12上机加工出空穴16，然后插件10被插入。插件头有两种类型：用于牵引螺栓的金属U形部件；以及剪切连接元件。这些用于栓接插件对的头部又大又重，因为它们包括用于实现预张紧螺栓的螺母的连接的容纳部，导致这种连接费用高且格外重。

在专利ES2369442中，插件被嵌入且被插入(首先像之前所述那样对它们进行机加工)到构成叶片的复合材料中。插件主体具有圆柱或圆锥形状。根据插件的放置，有两种类型：

机加工插件。在已固化的层压件上加工出一个孔，插件、头部2和主体3被插入该孔中，然后利用粘合剂4进行连接。在整个断面宽度的连续厚度上形成层压件。缺点：层压件非常厚，且由非结构必要材料导致成本高，增加了模块的总重量。

嵌入式插件。插件被层压，从而在层压过程中加入增强部件5。在固化后，所述树脂层压件将插件结合到所述材料。分离器6也被加入在插件之间。缺点：与机加工流程不同，这种手工方法不容易被自动化，所以对环境条件和工人的技术水平高度敏感。另外，为了获得可接受的负载能力，附加部件6被加入。该部件也必须在层层之前被加接到金属插件上。因此，为了消除前一个方案(机加工插件)的过重的缺点，又带来了其他明显的缺点，比如工艺的易感性，以及所述部件和相关加接过程所导致的高成本。

另外，在所述插件中所使用的接头元件的拧紧是一种复杂的工艺，它要么要求外部支撑点，要么通过对置的连接副来完成，从而利用每个连接副的作用/反作用平衡，因此不要求外部支撑。这种连接处理方案与前述专利不同但是通常具有连接元件：专利ES2265760在对置头之间使用螺栓和两个螺母而专利ES2369442使用具有不同特性的单螺栓与螺母的两个连接(在插件上是左旋螺纹，在螺母和用于扳手紧固的机加工头上是右旋螺纹)。在这两种情况下，这两个连接副彼此补偿(双螺母副或螺栓-螺母副)，且额外了额外的支撑点，但是在任何情况下都需要最好是矩形的、重且昂贵的插件头，以能够容纳上述螺母，同时这种新方案限定了预张紧螺栓的两种选择。当由转矩进行预张紧时，螺栓利用相邻连接元件被补偿。当通过拉力进行预张紧时，模块被分离从而同时给所有螺栓上的接头施加必要的张力，因此消除了对在模块之间的头部的需要，以及将连接部件减少到最低程度，所以获得一种在质量上和成本上相比现有技术的显著优势。在这两种情况下，所有的螺栓都通过施加转矩或拉力被同时预张紧，这使其相比现有技术明显具有新颖性。

发明内容

本发明包括通过在两个螺纹插件之间的单个螺栓栓接风轮机叶片模块的栓接接头，所述插件预先被容纳在模块的层压件内。本发明还描述了模块的组件，从而使得接头被彻底简化。本发明还涉及用于制造模块层压件的方法，其特征于仅在随后被加工以形成插件容纳部的区域内进行层压，由此产生更轻更便宜的程式化层压件。