模制工具組件的制作方法

本發明涉及一種模制工具組件，其尤其用于制造風力發電站所用的轉子葉片，具有均用于接收一個工件部分的第一模殼和第二模殼，其中，這兩個模殼在相接近位置上相互面向對方，但是不相互抵靠對方，所述模制工具組件具有固定構件和定中心構件，固定構件用于將工件部分至少固定在其中一個模殼中，定中心構件用于在所述相接近位置上或在模殼靠攏期間使兩模殼相互定中心。本發明還涉及用于由兩個半殼形工件部分制造工件的方法，其尤其用于制造風力發電站所用的旋翼。

背景技術：

在制造風力發電站所用的轉子葉片的過程中，首先，兩個復合材料半殼通常預制在相應模殼中，相應模殼由此而被設置并朝頂部敞開。其內放置有半殼的模殼隨后定位成一個在另一個的頂部上，使得形成封閉式轉子葉片輪廓。

其中一個模殼優選被設置成保持固定，另一個模殼可在高處位置上旋轉大約180°，并可被放置在前述模殼上。因此，這兩個模殼可通過鉸接部相互連接，鉸接部的鉸接線(樞軸線)在模殼的縱向方向上延伸。

技術實現要素：

通過根據本發明的模制工具組件，尤其在模殼之一的高處位置上，可避免半殼從模殼上無意釋放下來。優選地，兩個所述模殼可相互準確定位，可相互連接以抵抗拉力。半殼在下面稱之為工件部分。

該模制組件尤其可用更簡單、更安全的方式操作。

為了實現此目的，根據本發明的模制工具組件具有權利要求1的特征。尤其在模殼的相接近位置上和/或旋轉期間，固定構件將工件部分固定。所述固定構件優選是機械固定構件，其設置在模殼外圍上，壓緊工件部分的外圍，使得工件不能從相應的模殼中掉落出來。由于用于制造轉子葉片的模殼范圍較大，因此，許多固定構件可沿模殼外圍以預定間距相互隔開布置。此外，設置有定中心構件用于在相接近位置上或在兩模殼靠攏期間使兩模殼相互定中心。定中心構件優選在空間上被配置給固定構件和/或兩者數量相等。同時，固定構件和定中心構件相互機械聯接。這樣能更簡單、更安全地操作組件。

根據本發明的另一理念，定中心構件和固定構件通過共同的驅動構件相互聯接。例如，固定構件和定中心構件可具體實施為，固定構件旋轉且以線性方式運動。一個共同的驅動構件執行旋轉，另一共同的驅動構件執行線性運動。驅動構件也可組合以形成單一的驅動裝置。

根據本發明的另一理念，定中心構件均包括定中心頭和定中心接收器，其中，定中心頭被配置給一個模殼，定中心接收器被配置給另一模殼，其中，定中心頭和定中心接收器優選被配置為錐形并相互適配。定中心頭和定中心接收器的形狀被配置成，使得它們可靠攏，從而，即使它們未相互準確對準時也能相互接合。這種錐形配置尤其會帶來這種自動定中心的效果。定中心頭優選在朝向定中心接收器的方向上運動，從而移動到定中心接收器中，或反之亦然。例如在為楔形件的情況下，錐形形狀在此局限于橫向于運動方向的方向。

根據本發明的另一方面，定中心構件和固定構件相互機械聯接，使得在定中心頭或定中心接收器在朝向相應的另一模殼的方向上運動的同時，固定構件或其一部分也在朝向所述另一模殼的方向上運動。可通過定中心構件和固定構件(或其一部分)之間的聯接使用共同的驅動器。

根據本發明的另一理念，模制工具組件具有權利要求5的特征。具體而言，設置有用于兩模殼之間的拉力吸收連接的鎖定構件。鎖定構件優選以形狀適配的方式起作用，可施加用于使兩模殼相對于彼此運動的作用力。

根據本發明的另一理念，固定構件和鎖定構件通過共同的驅動構件相互聯接。例如，固定構件和鎖定構件可具體實施為，使得固定構件旋轉并以線性方式運動，一個共同的驅動構件執行所述旋轉，另一個共同的驅動構件執行所述線性運動。驅動構件也可組合以形成單一的驅動裝置。

根據本發明的另一理念，每種情況下，鎖定構件包括鎖定頭和鎖定接收器，其中，鎖定頭被配置給一個模殼，鎖定接收器被配置給另一模殼，其中，鎖定頭優選可通過插塞配合和旋轉方式連接到鎖定接收器上。具體而言，例如在卡扣式裝配的情況下，鎖定頭和鎖定接收器具有凸起和凹槽。

根據本發明的另一理念，固定構件和鎖定構件相互機械聯接，使得在鎖定頭或鎖定接收器運動的同時，固定構件也運動。通過機械聯接，共同的驅動器可滿足固定構件和鎖定構件的需要。

根據本發明的另一理念，鎖定頭可從入口位置旋轉至鎖定位置，尤其從初始位置旋轉至入口位置。優選能大致旋轉270°。

根據本發明的另一理念，在固定構件的保持臂從固定位置移動至自由位置的期間，鎖定頭在初始位置和入口位置之間的范圍內運動。當保持臂位于固定位置上時，各工件部分分別固定或保持在模殼中。模殼中的工件部分未固定在保持臂的自由位置上。在入口位置上，鎖定頭可移動到鎖定接收器中。在鎖定位置上，鎖定頭和鎖定接收器之間具有拉力吸收連接。

根據本發明的另一理念，鎖定構件被配置給線性單元，通過該線性單元，尤其鎖定頭可大致在垂直于指定模殼的敞口平面的方向上運動。線性單元能以簡單的方式使鎖定頭在目標方向上運動。

根據本發明的另一理念，模殼通過線性單元可在朝向接觸位置的方向上從相接近位置運動，模殼和/或位于模殼中的工件部分可在所述接觸位置上相互接觸。工件部分尤其可通過粘結方式在接觸位置上相互連接。

根據本發明的另一理念，鎖定構件被配置給旋轉單元，鎖定頭可通過該旋轉單元相對于鎖定接收器進行旋轉。優選繞之旋轉的軸線平行于被同樣設置的線性單元的運動。具體而言，旋轉軸線與線性單元的運動對準。旋轉單元和線性單元是移置單元的部件。此外，旋轉單元和線性單元相互獨立，可設置有專門的驅動器，或相互機械聯接。

根據本發明的另一理念，固定構件的保持臂通過旋轉單元可同時樞轉。在該實施例中，旋轉單元是鎖定頭和保持臂的共同的驅動器。

根據本發明的另一理念，鎖定頭同時是定中心頭，鎖定接收器同時也是定中心接收器。每種情況下，這兩種功能集于一個元件上將會降低組件整體的復雜性。

根據本發明的另一理念，固定構件的保持臂可繞樞軸線樞轉，且可繞垂直于樞軸線的偏轉線偏轉。因此，可使保持臂運動，從而避免了阻礙其他部件。

根據本發明的另一理念，固定構件、定中心構件和/或鎖定構件是移置單元的部件，其中，沿兩個模殼中的至少一個，尤其沿其縱向側，以預定間距設置有多個移置單元。移置單元優選設置在模殼兩側，大致每2米設置一個移置單元。因此，相應的另一模殼上，每兩米設置有相應的構件。

根據本發明的另一理念，模制工具組件具有權利要求18的特征。具體而言，設置有均用于接收一個工件部分的第一模殼和第二模殼，其中，這兩個模殼在相接近位置上相互面向對方，但是不相互抵接對方，其中，設置有定中心構件，用于尤其與上述其他特征相結合，在相接近位置上使兩個模殼相互定中心。在此，定中心構件被配置給鎖定構件，使得通過定中心構件和鎖定構件，可在兩個模殼之間形成連接，其中，這種連接也吸收拉力。該連接具體為形狀適配方式。該連接優選也吸收壓縮力。

根據本發明的另一理念，定中心構件至少在一個方向上，尤其在橫向于模殼的縱向方向的方向上，起到定中心的作用。模殼的縱向方向在此對應于轉子葉片成品的縱向方向。有利地，定中心構件在平行于模殼的敞口平面的所有方向上起到定中心作用。

根據本發明的另一理念，可平行于模殼的敞口平面，尤其橫向于模殼縱向方向對定中心構件進行調節。為了對定中心操作進行精細調節，定中心頭和/或接收器例如可通過合適的調節構件調節。

根據本發明的另一理念，鎖定構件連接到驅動單元上，鎖定構件用于使兩模殼從相接近位置移動至甚至更相接近的位置，反之亦然。這種情況下，驅動單元優選是線性單元、和移置單元的一部分，鎖定構件被配置給所述移置單元。

根據本發明的方法具有權利要求22的特征。所述方法涉及通過使用根據本發明的模制工具組件，由兩個半殼式工件部分制造工件，尤其是制造風力發電站所用的旋翼。優選地，位于朝頂部敞口的模殼中的第一工件部分連接到位于朝頂部敞口的第二模殼中的第二工件部分。因此，第一模殼旋轉大約180°，朝第二模殼運動。第一工件部分的外圍首先通過固定構件固定在第一模殼中。第一模殼然后旋轉大約180°，移動到第二模殼上方的相接近位置。此時第一模殼可永久或僅暫時保持在鉸接系統中。之后，固定構件，(優選地，固定構件和鉸接系統)被釋放。隨后，這兩個模殼通過多個拉力吸收連接相互連接。第一模殼最后被進一步降低，直到工件部分接觸。因此，尤其朝第二模殼強制性地拉動第一模殼。在兩個工件部分已經被連接之后，第一模殼從第二模殼上被強制性地釋放下來(具體而言，從第二模殼被提升)。因此，工件從第一模殼上被釋放下來。

附圖說明

本發明的其他特征可從說明書的剩下部分和權利要求書中得到。下面將通過附圖更詳細解釋本發明的有益的典型實施例。附圖如下：

圖1示出了位于初始位置的可移動模殼的一部分的截面，可移動模殼具有移置單元、旋轉單元、保持臂和鎖定頭；

圖2示出了固定模殼的一部分；

圖3示出了根據圖1的可移動模殼，此時保持臂在模殼外圍上方朝內樞轉；

圖4示出了根據圖3的可移動模殼，此時保持臂保持在模殼外圍(擠壓邊緣)上；

圖5示出了兩模殼的一部分，具體而言，可移動模殼已經在固定模殼上方旋轉大約180°，其中，兩模殼在相接近位置上相互之間仍存在間距，保持臂抵接在可移動模殼的模殼外圍上；

圖6示出了根據圖5的兩個模殼，但是保持臂從模殼外圍稍微被提升；

圖7示出了根據圖6的兩個模殼，但是保持臂遠離模殼外圍樞轉，偏轉到移置單元上；

圖8示出了根據圖7的模殼，但是鎖定頭移進鎖定接收器中；

圖9示出了根據圖8的兩個模殼，但是鎖定頭在鎖定接收器中旋轉，以形成形狀配合的連接(用于鎖定)；

圖10示出了根據圖9的模殼，但是可移動模殼已被降低而支撐在固定模殼上；

圖11示出了根據圖10的模殼，但是模殼已經分開，仍保持鎖定；

圖12示出了根據圖11的兩個模殼，但是鎖定頭已經旋轉，從而被解鎖；

圖13示出了根據圖12的模殼，但是鎖定頭已經從鎖定接收器中移出；

圖14示出了根據圖13的模殼，但是鎖定頭以類似于圖11的方式已經往回旋轉；

圖15以類似于圖11的方式示出了可移動模殼，但可移動模殼具有固定的伸出的保持臂；

圖16以類似于圖2的方式示出了固定模殼的一部分，但鎖定接收器的具體實施形式更大一些；

圖17以類似于圖9的圖示方式示出了根據圖15和16的兩個模殼，具體而言，此時鎖定頭被鎖定在鎖定接收器中；

圖18示出了圖17中的模殼，此時模殼所處的位置類似于圖14所示的位置；

圖19a示出了鎖定頭的具體實施例，鎖定接收器位于接近位置上；

圖19b類似于圖19a，但示出了移進位置；

圖19c類似于圖19a，但示出了鎖定位置。

具體實施方式

模制工具組件具有位于框架21上的固定模殼20，參見圖2，圖2僅示出了固定模殼20和框架21的右半部分。與之適配，另一模殼22設置在可移動框架23上，參見圖1。用于使框架23和模殼22移動的構件在原理上是公知的。例如，可移動框架23可通過鉸接件(未示出)連接到固定框架21上。因此，這種情況下，鉸接軸線在模殼的縱向方向上延伸，以在這種情況下垂直于圖像平面。模制工具組件被設置成用于制造轉子葉片。

用于鎖定構件的移置單元24被配置給模殼22并設置在框架23上。移置單元24在此具有線性單元25和旋轉單元26。通過線性單元25，鎖定構件的鎖定頭27可在垂直于模殼22的敞口平面28的方向上移動，參見雙箭頭29。旋轉單元26能使鎖定頭27繞垂直于敞口平面28的軸線旋轉，參見旋轉箭頭30。

纖維材料(未示出)鋪疊在兩個模殼20、22中，用人造樹脂浸泡。纖維墊在此通過擠壓邊緣31、32到達模殼外圍33、34。在鑄模樹脂已硬化之后，帶有框架23的模殼22樞轉大約180°，被放置在固定模殼20上，使得已經形成在模殼20、22中的半殼作為工件部分可相互連接。

固定模殼20的框架21上的鎖定接收器35也是提到的鎖定構件的組成部件。鎖定頭27和鎖定接收器35以相互適配的方式配置。鎖定頭分別為錐形或圓錐形，具有從其頂部橫向突出的凸輪36。鎖定接收器35具有相應地為錐形或圓錐形的凹陷部分，具有用于接收凸輪36的l形凹槽37。

通過錐形/圓錐形設計結構，鎖定頭27和鎖定接收器35不僅形成鎖定構件，同時也形成定中心構件或分別形成定中心頭和定中心接收器。鎖定頭27可進入鎖定接收器35中，游隙相對較大。因此，可平衡與敞口平面28平行的公差。

另外，移置單元24可被配置給固定構件，固定構件在此具有保持臂38，保持臂38可樞轉地保持在鎖定頭27上的或旋轉單元26上的鉸接件39上。圖1示出了保持臂38的駐停位置，保持臂38垂直于敞口平面28或支撐在線性單元25上。

其縱向側(未示出)具有可移動框架23的模殼22被配置有多個具有上述特征的移置單元24，例如，每2米設置一個移置單元。以與之相適配的方式，其兩縱向側具有框架21的固定模殼20具有相應數量的鎖定接收器35。

線性單元25和旋轉單元26可以氣動、液力、電力或電磁方式被驅動。旋轉單元26也可以以被強制引導的方式運行，以根據線性單元25的運動而運行。旋轉單元26的旋轉范圍優選為270°，其支撐保持臂38和鎖定頭27。從旋轉單元26的駐停位置(為0度，如圖1所示)開始，三個為90度的角度范圍的效果分別如下：

0至90度的角度范圍：具有鎖定功能(下面將進一步解釋)，保持臂38向內偏轉；

90度至180度的角度范圍：保持臂朝外偏轉；

180度至270度的角度范圍：保持臂朝內樞轉至固定位置(也稱之為操作位置)。

下面將通過圖3至14解釋移置單元24的作用以及風力發電站的旋翼的制造順序。在此認為，兩個模殼20、22中，每個模殼中均設置有一個已處理的用于制造旋翼的半殼。這兩個模殼20、22以對應于圖1和2的方式被設置有面向頂部的敞口。半殼的突出外圍(未示出)至少局部支撐在擠壓邊緣31、32或模殼外圍33、34上。提升帶有框架23的模殼22、使模殼22旋轉大約180度，將該模殼放置帶有框架21的固定模殼20上這一系列操作要求本質上公知的運行功能。

從旋轉單元26和保持臂38在圖1中的位置開始，為了到達根據圖3的位置，首先致動線性單元25，使得活塞桿40上的旋轉單元26向上配置到對應于圖3所示的外部位置上。但是，保持臂38仍保持在根據圖1的位置上。帶有保持臂38的旋轉單元26隨后朝外旋轉大約90度，即，朝圖1中的左側旋轉。之后，旋轉單元2和保持臂38再旋轉90度。此時保持臂38朝水平位置(未示出)偏轉，然后延伸入圖像平面。之后，保持臂38再旋轉90度至圖3的位置上。

可通過驅動器(未示出)或以手動方式將保持臂38從根據圖1的豎向位置提升至根據圖3的水平位置。也能根據旋轉單元26或線性單元25的運動對保持臂進行強制引導。

圖3中的保持臂38位于具有模殼外圍34的擠壓邊緣32上方，與之相隔較小間距。可從圖4中看出，在下一步驟中，保持臂38通過旋轉單元26被稍微降低至中央位置上，然后盡可能牢固地支撐在擠壓邊緣32或模殼外圍34上。因此，已處理的半殼的突出外圍(未示出)卡在擠壓邊緣32和保持臂38之間。以這種方式，保持臂38具有殼固定夾的作用。

帶有框架23的模殼22隨后被提升，優選通過鉸接系統(未示出)樞轉大約180度，保持在固定模殼20上方的相接近位置上，參見圖5。保持臂38執行保持作用，盡可能牢固地保持在模殼外圍34上時，仍能看出模殼外圍33、34之間的明顯間距。鎖定頭27位于鎖定接收器35上方，與之隔開。

在下一步驟中，旋轉單元26通過線性單元25的活塞桿40再次移動至根據圖3的外部位置，即，在圖6的向下方向上移動至根據圖3的外部位置。因此，保持臂38從模殼外圍34上釋放下來。旋轉單元26隨后使保持臂38旋轉大約180度。保持臂38在第一次90度旋轉期間以水平方式偏轉。之后，保持臂38樞轉至圖7的豎向位置，從而能抵靠在線性單元25上。

在下一步驟中，鎖定頭27通過線性單元25被進一步配置，即，在圖8中被向下降低至鎖定接收器35中。這兩個模殼20、22繼續以與圖5至7相同的方式相互隔開。此時，位于相接近位置上的模殼20、22被保持住，并通過鉸接系統(未示出)隔開。

隨后，或在后一步驟中，鎖定頭27通過旋轉單元26旋轉大約90度至根據圖9的位置。鎖定頭27然后鎖定在鎖定接收器35中，通過簡單地牽引能不再離開鎖定接收器35。兩框架21、23之間形成形狀適配的連接，拉力和壓縮力可通過這種連接傳遞。使框架21、23仍相互連接的鉸接系統(未示出)可被釋放，使得框架21、23僅通過多個移置單元24仍連接到相應鎖定接收器35上。

在下一步驟中，線性單元25使鎖定頭27往回移動較小量，使得擠壓邊緣31、32位于對方頂部的接觸位置上，可通過先前涂覆的粘結劑粘結，其中擠壓邊緣32、32具有已處理的半殼(未示出)的突出外圍。因此，線性單元25可施加預定拉力和/或保持鎖定頭27的準確預定位置。模殼外圍33、34之間的間距在圖10中可看到，被稱之為粘合間隙，可通過傳感器或機械制動器設置和保持。各個單獨的控制單元可分別用于各個移置單元24。

對半殼(未示出)之間的粘合連接和固定連接已經處理之后，通過提升上模殼22使模殼20、22再次相互分離。因此，為了布置活塞桿40，致動線性單元25，參見圖11。鎖定頭27優選連續地鎖定在鎖定接收器35中。由于模殼22被提升，因此已經粘結到模殼22上的半殼從該模殼上釋放或脫離下來。移置單元24或線性單元25所承載的負載顯著降低。

在下一步驟中，鎖定頭27通過旋轉單元26往回旋轉大約90度，使得釋放鎖定。保持臂38也運行到圖12中所示的仍豎直的位置上。此時或之前，上模殼22再連接到現在對帶有模殼22的可移動框架23的負載進行支撐的鉸接系統(未示出)上。

在下一步驟中，線性單元25使活塞桿40完全縮回，參見圖13。最后，旋轉單元26使(仍)豎直的保持臂38往回樞轉到根據圖14的駐停位置(為0度)上。鉸接系統隨后使帶有模殼22的可移動框架23往回樞轉大約180度，復位到圖1的位置上，直到所述框架23置于地板上。

作為上述實施例的替換形式，保持臂38也可固定地水平配置在旋轉單元26上，參見圖15。在所示的駐停位置上，將旋轉單元26降低，使得保持臂位于模殼外圍34下方45度的傾斜停止位置上，從而不限制模殼外圍34上方的操作區域。該變形形式中，在鎖定頭27的最寬位置上還設置有橫向銷41。

以與橫向銷41和保持臂38相適配的方式，圖16中位于進入區域(即，位于其最寬位置上)的鎖定接收器35具有兩個相互相對的l形凹槽，其中僅可看到一個凹槽42。在此，凹槽具有門導向器的作用，使得銷41、保持臂38和凹槽以卡口裝配方式相互作用。這種情況下，保持臂38除了起到固定構件的作用以外，同時還起到鎖定構件的作用。

可選地，兩個凹槽中，僅一個凹槽可利用，與保持臂38或銷41相互作用。例如，僅保持臂38而非銷41可利用。

根據圖17，鎖定頭27進入到鎖定接收器35中。同時，保持臂38樞轉到垂直于圖像平面的位置上，使得鎖定頭27和鎖定接收器35鎖定。為了解鎖，保持臂38必須在朝向模殼22的方向上往回樞轉45度。隨后，鎖定頭27從鎖定接收器35中被拉出。

從圖2中可得出另一特性。鎖定接收器35設置在桿狀保持器43的上端上。保持器43通過兩個橫向支撐件44、45安裝在框架21上。橫向支撐件44、45從而形成用于鎖定接收器35的支架。該支架優選被配置成可在長度范圍內調節，能在雙箭頭46的方向上(尤其平行于圖像平面和橫向于鎖定頭27移動的方向上)調節鎖定接收器35。因此，橫向支撐件44、45的有效長度可通過可伸縮的部分或可相互擰入對方中的部分而可變。鎖定頭27移入鎖定接收器35的方向由圖2中的雙箭頭47示出。可選地或另外，鎖定頭27或線性單元24可在雙箭頭46的方向上橫向移動，也參見圖6。

圖19a、19b、19c也示出了水平固定的保持臂。此外，鎖定頭27和鎖定接收器35在該典型實施例中是偏斜結構。

鎖定頭27被配置成為楔形，在x-y平面上的截面為梯形，在y-z平面上的截面為矩形。在此，z方向大致平行于模殼20、22之間的鉸接線(未示出)或在用于風力發電機的待制造的轉子葉片的縱向方向上延伸。當使模殼20、22在一起時，鎖定頭27的楔形形狀保證定中心或平衡x方向上的偏離。

此外，這種情況下，鎖定接收器35具有楔形形狀，尤其內截面為楔形，使得鎖定頭27兩側的楔形面48可沿鎖定接收器35兩側的楔形面49滑動。

此時，鎖定接收器35具有兩個楔形凹槽50、51，而不是l形凹槽，保持臂38和銷41可接合在楔形凹槽50、51中。以與凹槽50、51的楔形形狀適配的方式，保持臂38和銷41至少上側設置有傾斜抵接面52、53，抵接面52、53的斜度適于凹槽50、51的楔形形狀。

該典型實施例中，鎖定頭27和鎖定接收器35之間的相互作用可通過圖19a、19b、19c看出。根據圖19a，保持臂38從y-z平面傾斜突出，銷41與之對應。位于保持臂38的該位置上的鎖定頭27插入鎖定接收器35中。楔形面48、49此時相互抵接對方。該位置在圖19b中示出。保持臂38和銷41隨后樞轉到楔形凹槽50、51中。為了能實現此目的，鎖定頭27被再分成楔形件54和轉子55。保持臂38和銷41保持在轉子55上，楔形件54可固定連接到活塞桿40上。轉子55通過氣動、液力或電力驅動件(未示出)可相對于活塞桿40旋轉。

柱形轉子55安裝在楔形件54和安裝板56之間，安裝板56可固定連接到活塞桿40上。

附圖標記表

20固定模殼

21框架

22模殼

23可移動框架

24移置單元

25線性單元

26旋轉單元

27鎖定頭

28敞口平面

29雙箭頭

30旋轉箭頭

31擠壓邊緣

32擠壓邊緣

33模殼外圍

34模殼外圍

35鎖定接收器

36凸輪

37凹槽

38保持臂

39鉸接部

40活塞桿

41銷

42凹槽

43保持器

44橫向支撐件

45橫向支撐件

46雙箭頭

47雙箭頭

48楔形面

49楔形面

50楔形槽

51楔形槽

52傾斜面

53傾斜面

54楔形件

55轉子

56安裝板