本發(fā)明涉及一種用于制造i形抗剪腹板形式的風力渦輪機組件的抗剪腹板模具系統(tǒng)，所述抗剪腹板具有腹板本體以及在腹板本體的第一端處的第一腹板底座凸緣和在腹板本體的第二端處的第二腹板底座凸緣。本發(fā)明進一步涉及一種通過抗剪腹板模具系統(tǒng)制造i形抗剪腹板形式的風力渦輪機組件的方法。

背景技術(shù)：

風力渦輪機葉片通常根據(jù)兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一種來制造，即薄的空氣動力學(xué)殼體粘合或以其他方式粘結(jié)到翼梁上的設(shè)計，或梁帽（也稱為主層壓結(jié)構(gòu)）集成在空氣動力學(xué)殼體中的設(shè)計。

在第一設(shè)計中，翼梁構(gòu)成葉片的承載結(jié)構(gòu)。翼梁以及空氣動力學(xué)殼體或殼體部件是分開制造的?？諝鈩恿W(xué)殼體通常被制造為兩個殼體部件，一般被制造為壓力側(cè)殼體部件和吸力側(cè)殼體部件。兩個殼體部件粘合或以其他方式連接到翼梁，并進一步沿殼體部件的前緣和后緣彼此粘合。這種設(shè)計具有的優(yōu)點是關(guān)鍵的承載結(jié)構(gòu)可以分開制造，并因此更容易控制。另外，這種設(shè)計允許生產(chǎn)梁的各種不同制造方法，如模制和纖維纏繞。

在第二設(shè)計中，梁帽或主層壓結(jié)構(gòu)集成在殼體中，并與空氣動力學(xué)殼體一起模制。與葉片的其余部分相比，主層壓結(jié)構(gòu)一般包括更多數(shù)量的纖維層，并且至少關(guān)于該數(shù)量的纖維層可以形成局部加厚的風力渦輪機殼體。因此，主層壓結(jié)構(gòu)可以形成葉片中的纖維插入部。在這種設(shè)計中，主層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)。葉片殼體一般設(shè)計有集成在壓力側(cè)殼體部件中的第一主層壓結(jié)構(gòu)和集成在吸力側(cè)殼體部件中的第二主層壓結(jié)構(gòu)。第一主層壓結(jié)構(gòu)和第二主層壓結(jié)構(gòu)一般通過一個或多個抗剪腹板連接，所述抗剪腹板例如可以具有c形或i形橫截面。對于非常長的葉片，葉片殼體可以進一步沿至少部分的縱向范圍包括壓力側(cè)殼體中的附加的第一主層壓結(jié)構(gòu)和吸力側(cè)殼體中的附加的第二主層壓結(jié)構(gòu)。這些附加的主層壓結(jié)構(gòu)也可以通過一個或多個抗剪腹板連接。這種設(shè)計具有的優(yōu)點是更容易通過葉片殼體部件的模制控制葉片的空氣動力學(xué)形狀。

抗剪腹板的作用是加強葉片結(jié)構(gòu)，并防止過度彎曲或翹曲。一些葉片設(shè)計使用由具有i形或c形橫截面的梁構(gòu)件形成的抗剪腹板，這些構(gòu)件具有主體，主體具有在主體的相對端處從其延伸的承載凸緣。

制造這種i形或c形腹板的一個方法是通過將夾層板本體提供成纖維材料層以希望的凸緣的形狀施加在相對端處，纖維材料被注入有樹脂，并隨后固化以形成剛性的凸緣。

眾所周知以適當形狀的模具結(jié)構(gòu)制造這種抗剪腹板，其中可以使用相對簡單的u形模具制造c形腹板，其中夾層板本體在模具結(jié)構(gòu)的相對壁之間延伸，通過纖維材料抵靠著所述壁的層疊來形成凸緣。

類似地，可以使用具有中心支撐的模具制造i形腹板，所述中心支撐由任一側(cè)上的柔性支撐構(gòu)件界定，以在柔性支撐構(gòu)件與相對的模具壁之間限定可調(diào)整的通道。在這種情況下，夾層板本體布置在中心支撐上，而可調(diào)整的通道布置為接收纖維層，以在板本體的第一側(cè)上形成凸緣，板本體的第二側(cè)上的凸緣通過纖維材料抵靠著相對模具壁的層疊來形成。

這些制造系統(tǒng)的實例在國際專利申請公開no.wo2013/037466a1和國際專利申請公開no.wo2014/095870a1中可見。但是，這些系統(tǒng)具有需要可去除插入件以能夠從系統(tǒng)移除i形腹板的缺點。另外，層疊是相當復(fù)雜的，因為纖維層必須在插入件周圍折疊。這可能為纖維層疊提供皺紋。

除了上述之外，由于通過所述凸緣轉(zhuǎn)移相對大的力，具有這種注入樹脂的纖維基凸緣的抗剪腹板可以是受關(guān)注的區(qū)域，以防止結(jié)構(gòu)破損和裂紋。

另外，用于制造抗剪腹板的模具系統(tǒng)對于每個葉片是專門定制的，使得抗剪腹板的高度和腹板底座凸緣的角度對于特定的風力渦輪機葉片模型或類型是特別設(shè)計的。因此，對于每個風力渦輪機葉片類型或模型需要單獨的模具系統(tǒng)，并且模具系統(tǒng)是笨重的和昂貴的。

本發(fā)明的目的是提供一種用于制造抗剪腹板形式的風力渦輪機葉片組件的替代系統(tǒng)和方法，其提供了增加的制造容易性，并且還有利的是具有減小的結(jié)構(gòu)失效風險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

這是根據(jù)由一種用于制造i形抗剪腹板形式的風力渦輪機組件的抗剪腹板模具系統(tǒng)獲得的第一方面，所述抗剪腹板具有腹板本體以及在腹板本體第一端處的第一腹板底座凸緣和在腹板本體第二端處的第二腹板底座凸緣，其中所述系統(tǒng)包括：

-中心模制部分，其用于形成至少部分腹板本體，

-第一模板，其用于形成至少部分第一腹板底座凸緣，以及

-第二模板，其用于形成至少部分第二腹板底座凸緣，其中

-第一模板和第二模板相對于中心模制部分的角度是可調(diào)整的。

通過具有可變的模具，有可能使用相同的模具系統(tǒng)制造多個不同的抗剪腹板類型，并且有可能將腹板底座凸緣的角度定制成風力渦輪機葉片的空氣動力學(xué)殼體的特定幾何形狀。另外，所述系統(tǒng)允許角度的小調(diào)整，由此有可能憑經(jīng)驗調(diào)整模板的角度位置，使得對于腹板底座凸緣實現(xiàn)對特定風力渦輪機葉片模型或類型的殼體部件的更好的附接表面。

認識到的是，抗剪腹板是細長的元件。因此，抗剪腹板模具系統(tǒng)也是細長的。另外，清楚的是，布置在模具系統(tǒng)的橫向側(cè)處的可調(diào)整模板可以是沿模具系統(tǒng)的縱向方向可變地調(diào)整的。由此，有可能將模板的角度設(shè)定為沿模具系統(tǒng)的第一區(qū)段的第一角度，并且將模板的角度設(shè)定為沿模具系統(tǒng)的第二區(qū)段的第二角度。

認識到的是，模具系統(tǒng)可以被分區(qū)段，特別是沿著模具系統(tǒng)的縱向或葉展方向。因此，一個區(qū)段可以制造抗剪腹板（或翼梁）的第一縱向區(qū)段，而另一區(qū)段可以制造抗剪腹板的第二縱向區(qū)段。優(yōu)選地，分區(qū)段的模具系統(tǒng)可以組裝，使得抗剪腹板可以被制造為一體化結(jié)構(gòu)。

所謂大致i形意味著抗剪腹板具有抗剪腹板本體以及在腹板本體的第一端處的第一腹板底座凸緣（其中第一凸緣部件從腹板本體的第一側(cè)延伸并且第二凸緣部件從腹板本體的第二側(cè)延伸）和在腹板本體的第二端處的另一第二腹板底座凸緣（其中第一凸緣部件從腹板本體的第一側(cè)延伸并且第二凸緣部件從腹板本體的第二側(cè)延伸）。

根據(jù)優(yōu)選實施例，第一模板與第二模板之間的距離是平移可調(diào)整的，或者換句話說，兩個模板之間的距離可以是改變的。由此，進一步有可能改變通過模具系統(tǒng)制造的抗剪腹板的寬度或高度。還允許寬度或高度的小調(diào)整，由此有可能憑經(jīng)驗調(diào)整兩個腹板底座凸緣之間的距離，使得可以實現(xiàn)腹板底座凸緣與風力渦輪機葉片的殼體部件之間的更受控制的粘合厚度。

在第一實施例中，第一模板與中心模制部分之間的距離是平移可調(diào)整的，和/或第二模板與中心模制部分之間的距離是平移可調(diào)整的。實際上，這通常將通過靜止的（例如，通過臺子支撐靜止的）中心部分來實現(xiàn)，并且其中模板可以相對于靜止部分移動。

在第二實施例中，中心模制部分的寬度例如通過套管式布置可變。由此，中心部分的部件可以與其中一個模板一起移動。

在有利的實施例中，模具系統(tǒng)包括下模具部件，所述下模具部件包括第一模板、中心模制部分和第二模板。

在另一有利的實施例中，所述系統(tǒng)進一步包括柔性蓋，其覆蓋下模具部件。柔性蓋適合于提供光滑的連續(xù)表面，使得纖維加強材料、芯部材料和有可能的插入件可以布置在柔性蓋的頂部上。柔性蓋可以覆蓋中心部分與模板之間的有可能的間隙。

在又另一有利的實施例中，所述模具系統(tǒng)包括具有升高的中心部分的下模具部件。例如，升高的部分可以是用于層疊纖維加強材料和抗剪腹板的其他部件的支撐臺的一部分。

在一個實施例中，所述模具系統(tǒng)進一步包括在升高的中心部分的第一側(cè)處的第一可去除插入件和/或在升高的中心部分的第二側(cè)處的第二可去除插入件。第一可去除插入件可以包括遠離中心部分朝向的第一外側(cè)部件，并且第二可去除插入件包括遠離中心部分朝向的第二外側(cè)部件。第一外側(cè)部件和第二外側(cè)部件從下模具部件的上部向下部會聚?？扇コ迦爰试S腹板底座凸緣制造有會聚凸緣，由此，可以首先去除可去除插入件，之后可以在制造之后從模具系統(tǒng)移除完成的抗剪腹板。可去除插入件可以例如由硅材料制成。

在另一實施例中，第一模板和第二模板布置為分別形成第一腹板底座凸緣和第二腹板底座凸緣的外部。腹板底座凸緣的外部是附接到風力渦輪機葉片的殼體部件的內(nèi)側(cè)的部件。因此，模板可以布置為模具系統(tǒng)中的外部板。

在有利的實施例中，第一模板的角度是通過連接到第一模板的第一鉸接機構(gòu)可調(diào)整的，并且第二模板的角度是通過連接到第二模板的第二鉸接機構(gòu)可調(diào)整的。這為改變模板的角度提供了特別簡單的解決方案。例如，鉸接機構(gòu)可以連接到支撐臺的表面，由此模板的角度可以相對于支撐臺的所述表面改變。優(yōu)選地，鉸接機構(gòu)還相對于模具系統(tǒng)的中心部分平移布置。例如，這可以通過鉸接機構(gòu)能夠例如通過鉸接機構(gòu)中的槽沿支撐臺滑動來實現(xiàn)。

在另一有利的實施例中，第一模板的角度是通過至少一個平移階段可調(diào)整的，并且第一模板的角度是通過至少一個平移階段可調(diào)整的。例如，平移階段可以是主軸、套筒螺母或液壓或氣壓活塞。這為改變模板的角度提供了另一簡單的解決方案。例如，平移階段可以布置在模具系統(tǒng)的中心部分與模板之間。替代地，平移階段可以布置在靜止部件（例如，支撐臺）與模板之間。

在又另一有利的實施例中，第一模板和/或第二模板是通過至少兩個平移階段可調(diào)整的。由此，有可能改變模板的位置和角度。

在替代實施例中，第一模板和第二模板布置為形成第一腹板底座凸緣和第二腹板底座凸緣的內(nèi)部。當抗剪腹板附接到風力渦輪機葉片的殼體部件時，腹板底座凸緣的內(nèi)部是遠離葉片殼體朝向的部件。因此，模板可以布置為使得布置在模具系統(tǒng)中的纖維層覆蓋模具系統(tǒng)的模板和中心部分。

所述模具系統(tǒng)可以進一步包括上模具部件，所述上模具部件具有中心部分以及用于形成第一腹板底座凸緣的內(nèi)部的第一側(cè)部分和用于形成第二腹板底座凸緣的內(nèi)部的第二側(cè)部分。第一側(cè)部件布置在中心部分的第一側(cè)處，并且從第一端向上延伸。類似地，第二側(cè)部件布置在中心部分的第二側(cè)處，并且從第一端向上延伸。優(yōu)選地，這些側(cè)部件定向為它們與模板對齊，這些模板是下模具部件的部件。因此，上模具部件的第一側(cè)部件和第二側(cè)部件可以例如從上模具部件的中心部分會聚。

另外，第一側(cè)部件的角度和/或第二側(cè)部件的角度是相對于上模具的中心部分可調(diào)整的。第一側(cè)部件與第二側(cè)部件之間的距離當然也可以平移可調(diào)整。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種通過使用根據(jù)前述實施例中任一個所述的抗剪腹板模具系統(tǒng)制造i形抗剪腹板形式的風力渦輪機葉片組件的方法，其中，所述方法包括以下步驟：

a)將纖維加強材料布置在由至少抗剪腹板模具系統(tǒng)的中心部分、第一模板和第二模板形成的型腔中，

b)將樹脂供應(yīng)到型腔，并且

c)使樹脂固化或硬化，以形成所述風力渦輪機葉片組件。

在第一有利的實施例中，步驟a）包括布置覆蓋第一模板、中心部分和第二模板的一定數(shù)量纖維層的步驟。

在優(yōu)選實施例中，諸如輕木、泡沫聚合物等的低密度芯部材料布置在下腹板模具部件的中心部件中。因此，抗剪腹板的腹板本體可以形成為具有作為皮膚層的纖維加強材料的夾層構(gòu)造。

根據(jù)有利的實施例，至少第一插入件布置在下腹板部件的第一端處，其中，所述第一插入件適合于提供從腹板本體到第一腹板底座凸緣的逐漸過渡。還有利的是，第一附加插入件布置在下腹板部件的第二端處，以提供從腹板本體到第二腹板底座凸緣的逐漸過渡。

根據(jù)另一有利的實施例，第二插入件布置在下腹板部件的第一端處，其中，所述第一插入件適合于提供從腹板本體到第一腹板底座凸緣的另一部件的逐漸過渡。第一插入件例如可以設(shè)置在芯部材料的第一側(cè)處，并且第二插入件在芯部材料的第二側(cè)處。

有利地，第一插入件和/或第二插入件可以是大致楔形。因此，插入件可以具有整體三角形外觀。在有利的實施例中，插入件具有修圓的外表面，相應(yīng)地，其第一纖維層和第二纖維層可以鄰接，使得獲得從腹板本體到第一腹板底座凸緣的圓潤過渡。原則上，也可以通過單個插入件獲得過渡。

優(yōu)選地，抗剪腹板將在腹板本體與第二腹板底座凸緣之間的過渡處具有類似的插入件。

插入件可以由諸如輕木或泡沫聚合物的芯部材料制成。還可以由纖維加強聚合物材料制成，并且可以是拉擠的或擠壓的元件。

優(yōu)選地，纖維加強材料是玻璃纖維。但是也可以是碳纖維、芳綸纖維、麻纖維等。

在優(yōu)選的實施例中，至少一個真空袋布置在抗剪腹板模具系統(tǒng)上，以形成型腔。因此，可見的是，型腔優(yōu)選地通過將真空袋密封到腹板模具部件上來獲得。

根據(jù)另一優(yōu)選的實施例，在供應(yīng)樹脂之前，通過使用真空源排空型腔。因此，可見的是，通過真空輔助樹脂傳遞模制（vartm）過程可以制造抗剪腹板。原則上，還有可能使用rtm，其中通過使用超壓將樹脂注入到型腔中。

優(yōu)選地，例如通過經(jīng)由真空或在壓力下吸入樹脂，來使樹脂注入到型腔中。但是，原則上還有可能對第一纖維層和/或第二纖維層使用預(yù)浸漬材料，在此情況下，可以與纖維層一起供應(yīng)樹脂，或者兩種方法的組合。

進一步提供一種制造至少部分風力渦輪機葉片的方法，包括制造如上所述的i形腹板形式的至少一個風力渦輪機葉片組件，并將所述至少一個風力渦輪機葉片組件結(jié)合到第二組件，以形成至少部分風力渦輪機葉片。

進一步提供一種根據(jù)上述方法制造的i形腹板形式的風力渦輪機葉片組件。

進一步提供一種包括如上所述的風力渦輪機葉片組件的風力渦輪機葉片。

進一步提供一種包括至少一個如上所述的風力渦輪機葉片的風力渦輪機。

附圖說明

下面將參考附圖中所示的實施例詳細解釋本發(fā)明，其中

圖1示出了風力渦輪機，

圖2示出了風力渦輪機葉片的示意圖，

圖3示出了風力渦輪機葉片的橫截面示意圖，

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的下模具部件的第一實施例的橫截面示意圖，

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的下模具部件的第二實施例的橫截面示意圖，

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的上模具部件的第一實施例的橫截面示意圖，

圖7示出了使用下模具部件和上模具部件的層疊的橫截面示意圖，

圖8示出了具有外部模板的抗剪腹板模具系統(tǒng)的橫截面示意圖，

圖9示出了用于提供可變外部模板的鉸接系統(tǒng)的示意圖，以及

圖10示出了使用下模具部件和外部模板的橫截面示意圖。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)所謂的“丹麥概念”的常規(guī)的現(xiàn)代迎風式風力渦輪機，其具有塔架4、機艙6以及具有大致水平的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括轂部8和從轂部8徑向延伸的三個葉片10，每個葉片具有最靠近轂部的葉片根部16和最遠離轂部8的葉片尖端14。轉(zhuǎn)子具有用r表示的半徑。

圖2示出了風力渦輪機葉片10的示意圖。風力渦輪機葉片10具有傳統(tǒng)的風力渦輪機葉片的形狀，并且包括：最靠近轂部的根部區(qū)域30、最遠離轂部的成型或翼型區(qū)域34、以及位于根部區(qū)域30與翼型區(qū)域34之間的過渡區(qū)域32。葉片10包括前緣18和后緣20，當葉片安裝在轂部上時，前緣18面向葉片10的旋轉(zhuǎn)方向，并且后緣20面向前緣18的相反方向。

翼型區(qū)域34（也稱為成型區(qū)域）具有關(guān)于產(chǎn)生升力方面的理想的或近乎理想的葉片形狀，而根部區(qū)域30由于結(jié)構(gòu)方面的考慮具有大致圓形或橢圓形的橫截面，例如使之更容易和更安全地將葉片10安裝到轂部上。根部區(qū)域30的直徑（或弦）可以沿整個根部區(qū)域30是恒定的。過渡區(qū)域32具有從根部區(qū)域30的圓形或橢圓形形狀向翼型區(qū)域34的翼型輪廓逐漸變化的過渡輪廓。過渡區(qū)域32的弦長一般隨著距轂部的距離r的增加而增加。翼型區(qū)域34具有翼型輪廓，所述翼型輪廓具有在葉片10的前緣18與后緣20之間延伸的弦。弦的寬度隨著距轂部的距離r的增加而減小。

葉片10的肩部40被限定為葉片10具有其最大弦長的位置。肩部40一般設(shè)置在過渡區(qū)域32與翼型區(qū)域34之間的邊界處。

應(yīng)注意到，葉片的不同區(qū)段的弦通常不位于共同的平面中，因為葉片可能扭轉(zhuǎn)和/或彎曲（即，預(yù)彎），從而提供具有相應(yīng)地扭轉(zhuǎn)和/或彎曲的線路的弦平面，這是最常見的情況，以補償取決于距轂部的半徑的葉片的局部速度。

葉片一般由壓力側(cè)殼體部件36和吸力側(cè)殼體部件38制成，壓力側(cè)殼體部件36和吸力側(cè)殼體部件38沿葉片的前緣18和后緣20處的結(jié)合線彼此粘合。

圖3示出了沿圖2所示的線i-i的葉片橫截面的示意圖。如前所述，葉片10包括壓力側(cè)殼體部件36和吸力側(cè)殼體部件38。壓力側(cè)殼體部件36包括梁帽41（也稱為主層壓結(jié)構(gòu)），其構(gòu)成壓力側(cè)殼體部件36的承重部件。梁帽41包括多個纖維層42，這些纖維層主要包括沿葉片的縱向方向?qū)R的單向纖維，以為葉片提供剛度。吸力側(cè)殼體部件38也包括梁帽45，梁帽45包括多個纖維層46。壓力側(cè)殼體部件38還可以包括夾層芯部材料43，夾層芯部材料43一般由輕木或泡沫聚合物制成，并且夾在一定數(shù)量纖維加強皮膚層之間。夾層芯部材料43用來為殼體提供剛度，以確保殼體在葉片的旋轉(zhuǎn)過程中大體保持其空氣動力學(xué)輪廓。類似地，吸力側(cè)殼體部件38也可以包括夾層芯部材料47。

壓力側(cè)殼體部件36的梁帽41和吸力側(cè)殼體部件38的梁帽45通過第一抗剪腹板50和第二抗剪腹板55連接。在所示實施例中，抗剪腹板50、55的形狀為大致i形腹板。第一抗剪腹板50包括抗剪腹板本體和兩個腹板底座凸緣?？辜舾拱灞倔w包括由一定數(shù)量皮膚層52覆蓋的夾層芯部材料51，如輕木或泡沫聚合物，皮膚層52由一定數(shù)量纖維層制成。第二抗剪腹板55具有類似的設(shè)計，具有抗剪腹板本體和兩個腹板底座凸緣，抗剪腹板本體包括由一定數(shù)量皮膚層57覆蓋的夾層芯部材料56，皮膚層57由一定數(shù)量纖維層制成。兩個抗剪腹板50、55的夾層芯部材料51、56可以在凸緣附近倒角，以將載荷從腹板50、55轉(zhuǎn)移到主層壓結(jié)構(gòu)41、45，而沒有抗剪腹板本體與腹板底座凸緣之間的接合失效和斷裂的風險。但是，這種設(shè)計通常會導(dǎo)致腿部與凸緣之間的接合區(qū)域是富樹脂區(qū)。另外，由于樹脂固化過程中的高放熱峰值，這種富樹脂區(qū)可以包括燃燒樹脂，其進而可以導(dǎo)致機械弱點。

為了對此作出補償，一定數(shù)量包括玻璃纖維的填充繩60通常布置在這些接合區(qū)域處。另外，這些繩60也將有助于將載荷從抗剪腹板本體的皮膚層轉(zhuǎn)移到凸緣。但是，根據(jù)本發(fā)明，替代的結(jié)構(gòu)設(shè)計是有可能的。

葉片殼體36、38可以包括在前緣和后緣處的其他纖維加強件。一般地，殼體部件36、38通過附加的填充繩可以用在其中的粘合凸緣（未示出）彼此粘結(jié)。此外，非常長的葉片可以包括具有附加梁帽的區(qū)段部件，這些附加梁帽通過一個或多個附加抗剪腹板連接。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的抗剪腹板模具系統(tǒng)的下模具部件110的第一實施例。下模具部件包括用于形成至少部分抗剪腹板的腹板本體的中心模制部分112、用于形成至少部分第一腹板底座凸緣的第一模板114、以及用于形成至少部分第二腹板底座凸緣的第二模板116。柔性蓋140覆蓋至少部分的第一模板114、中心模制部分112和第二模板116，以便在這三個部件之間提供連續(xù)的層疊和模制表面。

中心模制部分由支撐臺120支撐。第一模板114由第一線性致動器130和第二線性致動器132形式的兩個平移階段支撐，這兩個平移階段連接在第一模板114與支撐臺120的靜止部件之間。類似地，第二模板116由第一附加線性致動器134和第二附加線性致動器136形式的兩個平移階段支撐，這兩個平移階段連接在第二模板116與支撐臺120的靜止部件之間。線性致動器可以例如是主軸、套筒螺母或液壓或氣壓活塞。

第一模板114的角度可以通過平移線性致動器130、132中的一個相對于中心模制部分112改變。由此，有可能改變腹板底座凸緣的角度，并因此將腹板底座凸緣定制成風力渦輪機葉片的空氣動力學(xué)殼體的特定幾何形狀。通過平移兩個線性致動器130、132，有可能使第一模板114相對于中心模制部分112平移移動。類似地，第二模板116的角度和相對位置可以通過平移附加線性致動器134、136相對于中心模制部分112改變。

總的來說，可見的是，下模具部件110提供模具系統(tǒng)，其中兩個腹板底座凸緣的角度可以改變，并且其中第一模板114與第二模板116之間的距離可以改變，由此進一步有可能改變通過模具系統(tǒng)制造的抗剪腹板的寬度或高度。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的抗剪腹板模具系統(tǒng)的下模具部件210的第一實施例。下模具部件210包括用于形成至少部分抗剪腹板的腹板本體的中心模制部分212、用于形成至少部分第一腹板底座凸緣的第一模板214、以及用于形成至少部分第二腹板底座凸緣的第二模板216。中心模制部分被分成第一中心區(qū)段212a和第二中心區(qū)段212b，并且這兩個部件可以通過諸如主軸或套管式布置的平移階段238相對于彼此移動。柔性蓋240覆蓋至少部分的第一模板214、中心區(qū)段212a、212b和第二模板216，以便在這三個部件之間提供連續(xù)的層疊表面。

兩個中心區(qū)段212a、212b由支撐臺220支撐。第一模板214由第一線性致動器230形式的平移階段支撐，這個平移階段連接在第一模板214與支撐臺220的靜止部件之間。類似地，第二模板216由第一附加線性致動器234形式的平移階段支撐，這個平移階段連接在第二模板216與支撐臺220的靜止部件之間。例如，線性致動器可以是主軸、套筒螺母或液壓或氣壓活塞。

第一模板214的角度可以通過平移第一線性致動器230相對于中心模制部分改變。類似地，第二模板216的角度可以通過平移附加第一線性致動器234相對于中心模制部分改變。第一模板214與第二模板216之間的距離可以通過線性致動器238改變。

總的來說，可見的是，下模具部件210提供模具系統(tǒng)，其中通過所述模具系統(tǒng)制造的兩個腹板底座凸緣的角度和抗剪腹板的寬度或高度二者都可以改變。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的抗剪腹板模具系統(tǒng)的上模具部件160的實施例。上模具部件160包括用于形成至少部分抗剪腹板的腹板本體的中心模制部分162、用于形成至少部分第一腹板底座凸緣的第一模板164、以及用于形成至少部分第二腹板底座凸緣的第二模板166。中心模制部分被分成第一中心區(qū)段162a和第二中心區(qū)段162b，并且這兩個部件可以通過諸如主軸或套管式布置的平移階段174相對于彼此移動。

第一模板164由第一線性致動器170形式的平移階段支撐，這個平移階段連接在第一模板164與第一中心部分162a之間。類似地，第二模板168由第一附加線性致動器172形式的平移階段支撐，這個平移階段連接在第二模板168與第二中心部分162b之間。例如，線性致動器可以是主軸、套筒螺母或液壓或氣壓活塞。

第一模板164的角度可以通過平移第一線性致動器170相對于中心模制部分改變。由此，有可能改變腹板底座凸緣的角度，并因此將腹板底座凸緣定制成風力渦輪機葉片的空氣動力學(xué)殼體的特定幾何形狀。類似地，第二模板168的角度可以通過平移第一附加線性致動器172相對于中心模制部分改變。

圖7示出了利用類似于圖4至6所示的實施例的包括下模具部件310和上模具部件360的抗剪腹板模具系統(tǒng)300的層疊的示意性橫截面。為了簡單起見，下模具部件310和上模具部件360被示為不具有用于改變模具部件310、360的模板的角度位置的裝置。

下腹板模具部件310具有模制表面，其限定通過抗剪腹板模制系統(tǒng)制造的抗剪腹板的外部。模制表面包括中心部分，所述中心部分是大致平的，并且用來形成抗剪腹板的腹板本體。另外，下腹板模具部件310包括在下腹板模具部件31的第一側(cè)端處的第一模板，所述第一模板具有第一向下延伸的模制表面部分。類似地，下腹板模具部件310包括在下腹板模具部件310的第二側(cè)端處的第二模板，所述第二側(cè)部件具有第二向下延伸的模制表面部分。模板從下腹板模具部件310的中心部分分叉。

一定數(shù)量的第一纖維層340布置在下腹板模具部件310的頂部上，并覆蓋中心部分和向下延伸的模板。第一纖維層340形成完成的抗剪腹板的外層皮膚的部分。由于下腹板模具部件310的設(shè)計，第一纖維層340可以僅披(drape)在下腹板模具310的凹的模制表面上，并且不需要折疊在側(cè)凸緣的周圍。第一纖維層340將僅依從下腹板模具310的模制表面。

諸如輕木或泡沫聚合物的芯部材料341布置在下腹板模具部件310的中心部分中的第一纖維層340的頂部上。因此，抗剪腹板的腹板本體可以形成為具有作為第一皮膚的第一纖維層和作為第二皮膚的第二纖維層的夾層構(gòu)造。另外，第一插入件343可以布置在下腹板部件310的第一側(cè)端處和芯部材料341的第一側(cè)處。第一插入件343可以具有形狀，以提供從腹板本體到第一腹板底座凸緣的逐漸過渡。類似地，第二插入件345可以布置在下腹板部件310的第二側(cè)端處和芯部材料341的第一側(cè)處。第二插入件345可以具有形狀，以提供從腹板本體到第二腹板底座凸緣的逐漸過渡。

一定數(shù)量的第二纖維層342布置在芯部材料341的頂部上，并且上腹板模具部件360布置在第二纖維層342的頂部上。上腹板模具部件360具有模制表面，所述模制表面具有大致平的中心部分、在上腹板模具部件360的第一側(cè)端處的第一向上延伸的模板以及在上腹板模具部件360的第二側(cè)端處的第二向上延伸的模板。第一和第二模板從上腹板模具部件360的中心部分會聚。

優(yōu)選地，上腹板模具部件360的中心部分具有等于或稍微小于下腹板模具部件310的中心部分寬度的寬度。另外，優(yōu)選地，兩個模具部件310、360布置為使得向下延伸的模制表面部分分別與向上延伸的模制表面部分對齊。

第二纖維層342的端部包繞著向上延伸的模制表面部分。另外，第一附加插入件344可以布置在下腹板模具部件310的第一側(cè)端處和芯部材料341的第二側(cè)處。第一附加插入件344可以具有形狀，以提供從腹板本體到第一腹板底座凸緣的逐漸過渡。類似地，第二附加插入件346可以布置在下腹板部件310的第二側(cè)端處和芯部材料341的第二側(cè)處。第二附加插入件346可以具有形狀，以提供從腹板本體到第二腹板底座凸緣的逐漸過渡。

此外，可以為第一腹板底座凸緣提供一定數(shù)量附加第一纖維層347，并且可以為第二腹板底座凸緣提供一定數(shù)量附加第二纖維層348。附加纖維層347、348可以形成腹板底座凸緣的粘合表面。

柔性真空袋349形式的第一外模具部件在模具部件310、360的第一側(cè)處密封下腹板模具部件310和上腹板模具部件360。類似地，柔性真空袋350形式的第二外模具部件在模具部件310、360的第二側(cè)處密封下腹板模具部件310和上腹板模具部件360。因此，型腔形成在下腹板模具部件310、上腹板模具部件360與兩個真空袋349、350之間。還有可能僅使用單個真空袋。另外，有可能使用剛性的外模具部件，以在腹板底座凸緣處形成型腔。

在未示出的下一步驟中，真空源連接到型腔，并且通過使用真空源排空型腔。型腔進一步連接到樹脂源，并且液體樹脂注入到型腔中，以潤濕纖維材料和芯部材料。因此，可見的是，優(yōu)選地，通過真空輔助樹脂傳遞模制（vartm）過程制造抗剪腹板。優(yōu)選地，例如通過經(jīng)由真空或在壓力下吸入樹脂，來使樹脂注入到型腔中。但是，原則上還有可能對第一纖維層和/或第二纖維層使用預(yù)浸漬材料，在此情況下，可以與纖維層一起供應(yīng)樹脂。還有可能應(yīng)用兩個方法的組合，即使用預(yù)浸漬材料和附加樹脂注入到型腔中。

所述系統(tǒng)還可以與外部模板組合，所述外部模板形成腹板底座凸緣的外部部件，由此有可能獲得更直的腹板底座凸緣的粘合表面。

另外，本發(fā)明還提供了僅利用下腹板模具部件的抗剪腹板模具系統(tǒng)。圖10中示出了這種抗剪腹板模具系統(tǒng)600，其中，相似的參考符號表示圖7中所示的實施例的相似部件。因此，僅描述兩個系統(tǒng)之間的不同。為了簡單起見，下模具部件610被示為不具有用于改變下腹板模具部件610的模板的角度位置的裝置。

代替使用上腹板模具部件，抗剪腹板模具系統(tǒng)600包括用于形成抗剪腹板的第一腹板底座凸緣的外表面的第一外部模板660、以及用于形成抗剪腹板的第二腹板底座凸緣的外表面的第二外部模板662。

一旦組成抗剪腹板本體和腹板底座凸緣的第一側(cè)的第一皮膚的第一纖維加強層640布置在下腹板模具部件610的頂部上，第一外部模板660就通過使用第一夾具680被夾持在第一纖維層640和下腹板模具部件610的第一內(nèi)部模板上。類似地，第二外部模板662通過使用第二夾具685被夾持在第一纖維層640和下腹板模具部件610的第二內(nèi)部模板上。

組成抗剪腹板本體和腹板底座凸緣的第二側(cè)的第二皮膚的第二纖維層642可以包繞著外部模板680、685的頂部部分，或者它們可以通過諸如增粘劑、夾具或磁體的保持裝置保持在兩個板的模制表面上。

優(yōu)選地，兩個外部模板680、685沿縱向方向是相對柔軟的，使得它們可以扭曲或彎曲以遵循下腹板模具部件610的內(nèi)部模板的角度。因為外部模板680、685被夾持為平的抵靠著內(nèi)部模板，外部模板將自動遵循內(nèi)部模板的角度，并且因此，用于模制腹板底座凸緣的第二側(cè)的模制表面也將自動具有正確的角度。

一旦纖維材料640、642、647、648、芯部材料641以及有可能的插入件643、644、645、646已經(jīng)被布置，真空箔（未示出）就布置在材料和抗剪腹板模具系統(tǒng)600的頂部上，并且在下一步驟中（未示出），真空源連接到型腔，并且通過使用真空源排空型腔。型腔進一步連接到樹脂源，并且液體樹脂注入到型腔中，以潤濕纖維材料和芯部材料。

還考慮到，下腹板模具部件610可以包括在下腹板模具部件的側(cè)面處的第一下唇部，其中，所述唇部可以限定腹板底座凸緣的第一側(cè)的端部和/或其可以用于承載外部腹板底座凸緣。在這種設(shè)置中，不需要使用夾具680、685。

迄今為止本發(fā)明都是關(guān)于具有下腹板模具部件和上腹板模具部件的抗剪腹板模具系統(tǒng)描述的，其中下腹板模具部件具有分叉的模板，上腹板模具部件具有會聚的模板，并且其中這些模板形成腹板底座凸緣的內(nèi)部部分。但是，本發(fā)明也適用于傳統(tǒng)的腹板模具系統(tǒng)，其中外部模板用于形成腹板底座凸緣的外部部分。

這種系統(tǒng)在圖8展示出，其示出了下腹板模具部件410。下腹板模具部件410包括支撐臺420，其具有用于形成抗剪腹板本體的升高的中心模制部分412、用于形成腹板本體的第一端處的第一腹板底座凸緣的第一模板414、以及用于形成抗剪腹板本體的第二端處的第二腹板底座凸緣的第二模板416。兩個模板414、416具有形成腹板底座凸緣的外表面的模制表面。

第一可去除插入件417布置在升高的中心模制部分412的第一側(cè)處，并且第二可去除插入件418布置在升高的中心模制部分412的第二側(cè)處。第一可去除插入件417包括遠離中心模制部分412朝向的第一外側(cè)部件，并且第二可去除插入件418包括遠離中心模制部分412朝向的第二外側(cè)部件，其中，第一外側(cè)部件和第二外側(cè)部件從下模具部件的上部向下部會聚。類似地，模板414、416的模制表面從模板414、416的頂部向底部會聚。可去除插入件可以例如由硅材料制成。

模板414、416相對于中心模制部分412平移可調(diào)整，并且進一步，第一模板414和第二模板416的角度相對于中心模制部分412可調(diào)整，其由所示的箭頭展示。在另一實施例中（未示出），中心模制部分的寬度可調(diào)整，其可以通過具有帶有可調(diào)整間距的兩個中心模制部分來實現(xiàn)。間距可填充有插入件，例如，類似于兩個可去除插入件417、418的硅插入件。還有可能將柔性蓋布置在下模具部件的頂部上（類似于圖4和圖5所示的實施例），以形成連續(xù)的模制表面。

纖維加強材料、插入件和芯部材料可以布置在下模具部件的頂部上，類似于圖7所示的實施例。但是，第一纖維層包繞著可去除插入件。這種設(shè)置不需要上腹板模具部件，并且真空袋可以僅布置在材料的頂部上并且密封在下腹板模具部件410上以形成型腔，然后其可以被排空，在這之后樹脂可以注入到型腔中并固化或硬化以形成抗剪腹板。在抗剪腹板脫模之前可以去除可去除插入件417、418，由此抗剪腹板可以僅從下腹板模具部件410升高。

圖9示出了用于形成根據(jù)本發(fā)明的可變模板514的一個實施例。模板514包括鉸接機構(gòu)，所述鉸接機構(gòu)包括第一鉸接部件521和第二鉸接部件522。第一鉸接部件521包括一定數(shù)量的曲線槽524，并且第二鉸接部件522包括一定數(shù)量的接合第一鉸接部件的曲線槽524的銷。由此，兩個鉸接部件521、522之間的相對角度可以通過銷523在槽中滑動來改變，其進而改變模板514特別是模板514的模制表面的角度。

第二鉸接部件522包括一定數(shù)量的槽526，這些槽平行于支撐臺520的上表面定向。靜止地附接到腹板模具系統(tǒng)的支撐臺520上的一定數(shù)量的銷525接合第二鉸接部件的槽526，由此鉸接系統(tǒng)的位置從而還有模板514的位置可以相對于支撐臺520并且特別是相對于下腹板模具部件的中心部分改變。

已經(jīng)參考有利的實施例描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明的范圍不限于所示的實施例，而是可以在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下進行改變和修改。