CN102729363A - 模具零件、模具总成和闭合模具总成的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具零件、模具总成和闭合模具总成的方法。该模具零件（1a）包括：具有模具开口（2a）的表面；具有用于连接第一滑轮（12）的连接装置的第一臂（22），该第一臂（22）可枢转地附接到所述模具零件（1a）的第一附接点（24）；具有用于连接第二滑轮（18）的连接装置的第二臂（28），该第二臂（28）可枢转地附接到所述模具零件（1a）的第二附接点（30）；其中所述第二臂（28）设置成被锁定在至少两个不同的转动位置。

Description

模具零件、模具总成和闭合模具总成的方法

技术领域

本发明涉及模具零件，具体地用于模制风力涡轮机转子叶片的模具零件。此外，本发明涉及具有至少第一和第二模具零件和用于旋转和移动第一模具零件的装置的模具总成，并涉及闭合这种模具总成的方法。

背景技术

从制造风力涡轮机转子叶片的领域可知的是，在单独的模具中制造叶片的单独零件（例如，两个半壳）并且在工艺结束时将模具零件闭合在一起以形成整个转子叶片。随后，树脂可以被注射到位于由模具零件形成的封闭件内的叶片复合材料中。模具零件可以绕纵向铰接线闭合，使用起重机来绕铰接线提升模具零件中的一个，从而形成沿单条弧线的运动。DK 171948 B公开了其中一种示例。

WO 2007/054088 A1公开了用于闭合模具总成的另一方法。在这种方法中，双重铰接的可枢转机构在模具零件旋转以闭合模具的过程期间允许模具零件中的一个沿两条圆弧而不是仅一条圆弧运动。

WO 2004/043679 A1公开了闭合具有第一和第二模具零件的模具总成的另一方法。在这种方法中，铰接机构允许第二模具零件沿一弧线运动到部分闭合位置。之后，第二模具零件之后借助于移位装置运动以接合第一模具零件，其中该移位装置用于第二模具零件的直线平移运动。

随着风力涡轮机转子叶片在这些年来变得越来越大，对工作人员从两侧通达到打开的模具零件以便例如在模具内布置玻璃纤维材料的需求增加。

在上述现有技术中，处理模具零件需要在模具零件处安装且在其间附接专门的液压铰接机构。此外，由于铰接机构的原因，难以在模具零件之间提供过道、脚手架等。

此外，难以同时地在模具中结合分开的复合材料，由此，材料的有些部分可能相对于另一些部分错位。这又会引起例如沿复合材料的结合边缘的边缘处的褶皱，从而导致薄弱结构点。

发明内容

因此，本发明的目标是提供有利的模具零件。本发明的另一目标是提供有利的模具总成以及闭合模具总成的有利方法。

第一目标是通过如权利要求1所声明的模具设置来解决的，第二目标是分别通过如权利要求9所声明的模具总成和通过如权利要求10所声明的闭合模具总成的方法来解决的。从属权利要求包括本发明的其他改良。

如权利要求1所声明的本发明的模具零件包括：

-具有模具开口的表面；

-具有用于连接第一滑轮的连接装置的第一臂，第一臂可枢转地附接到模具零件的第一附接点；以及

-具有用于连接第二滑轮的连接装置的第二臂，第二臂可枢转地附接到模具零件的第二附接点。

第二臂被设置成锁定在至少两个不同的转动位置。

用于连接第二滑轮的连接装置可以包括可枢转地附接到第二臂的自由端的第三臂。这样的第三臂的优点在于，不论第二臂被锁定在什么位置，被连接的滑轮总是能够被保持在竖直取向。不过，还可能的是将滑轮直接连接到第二臂。

本发明的模具零件能够被用于如权利要求9所声明的本发明的模具总成中。这种模具总成包括：

-作为第一模具零件的至少一个本发明的模具零件；

-具有第二模具开口的第二模具零件，其中第二模具零件相对于第一模具零件是单独的模具零件，即其不连接到第一模具零件；以及

-旋转和移动装置，其用于将第一模具零件从其模具开口面向上的位置旋转并移动到其位于第二模具零件上方且其模具开口面向下的位置，并且用于将第一模具零件降低到第二模具零件上。

所述旋转和移动装置包括：

-龙门；

-第一吊车***，其具有至少一个第一绞车、至少一个第一线缆和至少一个第一滑轮，所述至少一个第一滑轮连接到第一模具零件的第一臂，第一吊车***可沿龙门运动；

-第二吊车***，其具有至少一个第二绞车、至少一个第二线缆和至少一个第二滑轮，所述至少一个第二滑轮连接到第一模具零件的第二臂或第三臂（如果存在的话），第二吊车***可沿龙门运动。

由于可枢转第二臂能够被锁定在至少两个不同位置，所以本发明的模具零件相对于其质心改变提升点成为可能。这又允许通过使用在起重机龙门上的两个绞车***来全面处理作为本发明模具总成的第一模具零件的模具零件，包括提升、旋转和定位。起重机龙门通常已经安装在风力涡轮机转子叶片的工厂车间内。之后，将第一模具零件连接到第二模具零件的专门的铰接***将不是必要的，并且模具零件能够被实现为完全分开的独立零件。这允许增加模具零件之间的距离，这继而增强模具零件的可通达性以便将纤维堆铺设到模具开口中。由于距离增加和省略铰接机构的原因，在模具总成的模具零件之间提供脚手架、过道等成为可能。这增加了使用模具零件的灵活性并且这还是有成本效率的。

此外，使用本发明模具零件作为第一模具零件的本发明模具总成允许第一模具零件从第二模具零件上方的自由位置被竖直降下以便沿线性路径接合第二模具零件以闭合模具。通过这种措施，能够确保在两个模具零件的复合纤维之间不产生不良褶皱。

如果第二臂长于第一臂，则可能的是，将附接点设置成位于通过模具零件的质心且通过模具开口的平面的不同侧面。通过这种措施，能够实现有利的杠杆效应。

如果本发明模具零件能够搁置在两个不同的稳定位置则会是有用的。因此，有利的是，模具零件包括基底和侧面，其中该基底定位成与具有模具开口的表面相对，该侧面从基底延伸到具有模具开口的表面，其中该侧面被设计作为第二基底。虽然模具零件通常包括与模具开口相对的基底，以使得在开口中铺设纤维材料期间其能够搁置在地面上，不过第二基底允许模具零件沿边缘搁置，这可有利于执行例如将第二臂锁定于不同位置、检查被铺设在模具开口中的纤维材料等的动作。

在所述基底会合于所述侧面处可以存在至少一个辊。此外，所述基底和所述侧面包括支脚，该支脚位于距所述至少一个辊一定距离处。辊能够用于当将模具零件从工作位置带到其沿边缘竖立在第二基底上的位置时有助于转动，其中在所述工作位置纤维材料被铺设在模具开口中。

为了辅助将模具零件从直立位置（其沿边缘竖立）转回到工作位置，模具设置可以包括用于提升如下边缘的装置，该边缘存在于形成第二基底的侧面会合于具有模具开口的表面处。这种提升边缘的装置可以例如被实现成千斤顶，其可以是液压千斤顶、电千斤顶、气压千斤顶等。具体地，千斤顶可以连接到位于或靠近所述侧面与具有模具开口的所述表面会合处的边缘的至少一个支脚。

闭合本发明模具总成的模具的本发明方法包括步骤：

-使用锁定在第一位置的第二臂旋转第一模具零件约90度；

-将第二臂锁定在第二位置；

-当提升第一模具零件时或之后，使用被锁定在第二位置的第二臂将第一模具零件进一步转动约90度，以使得在其已经被部分提升之后其模具开口面向下，并且在第一模具零件已经被提升之后将第一模具零件移动到第二模具零件上方的位置且第二模具零件的模具开口面向上；

-通过将第一模具零件降低到第二模具零件上来闭合模具。

本发明方法允许在没有复杂铰接机构的情况下转动第一模具零件并且允许沿直线路径闭合模具。

具体地可以同时实现使用被锁定在第二位置的第二臂转动和移动第一模具零件。作为替代性方案，使用被锁定在第二位置的第二臂转动和移动第一模具零件可以包括转动和提升第一模具零件的第一步以及在其已经被提升并被所述进一步转动90度之后水平地移动模具零件的第二步。

结合附图从本发明实施例的下述描述中将显而易见到本发明的其他特征、性质和优点。

附图说明

图1示意性示出了风力涡轮机转子叶片的模具零件。

图2示意性示出了两个连接的叶片壳。

图3示意性示出了根据闭合模具总成的本发明方法的第一步的设置中的本发明模具总成。

图4示意性示出了根据本发明方法的第二步的模具总成。

图5示意性示出了根据本发明方法的第三步的模具总成。

图6示意性示出了根据本发明方法的第四步的模具总成。

图7示意性示出了在打开模具总成的步骤期间的模具总成。

具体实施方式

图1示意性示出了用于铸造风力涡轮机转子叶片的模具零件1。模具零件1包括模具开口2，该模具开口2是要被制造的风力涡轮机转子叶片的半壳的表面的印痕。能够从图1中看出，模具零件1包括尖端部分2’和根部部分2”，其分别是要被形成的叶片的尖端部分和根部部分的印痕。

用于铸造风力涡轮机转子叶片的模具还包括第二模具零件。第二模具零件非常类似于第一模具零件并且也包括要被制造的叶片的半壳的表面的印痕。在模具被闭合时两个模具零件一同构成了要被制造的叶片的阴模。图2以截面图示出了由第一半壳6a和第二半壳6b构成的壳所制成的叶片6。第一半壳6a由第一模具零件的印痕形成，而第二半壳6b由第二模具零件的印痕形成。

当形成转子叶片时，纤维材料层被铺设在模具开口中以便形成层堆。之后，模具被闭合并且例如树脂的可固化材料被引入到层堆中并被固化以便形成层压复合物。在树脂灌注和固化树脂期间，可以存在型芯，其由两个模具零件封装以使得纤维材料层堆位于在一侧上的型芯和在另一侧上的一个模具零件之间。

将参考图3-7描述本发明的模具总成及其使用。

模具总成包括本发明的模具零件作为具有第一模具开口2a的第一模具零件1a。其还包括具有第二模具开口2b的第二模具零件1b、型芯4以及旋转和移动装置。旋转和移动装置用于将第一模具零件1a从图3所示的位置和取向旋转并移动到图6所示的位置和取向，并且用于通过将第一模具零件1a下降到第二模具零件1b上来闭合模具。旋转和移动装置包括可运动地设置在起重机龙门8上的两个吊车***。第一吊车***包括绞车、滑轮12和线缆或绳索14。类似地，第二吊车***包括绞车16、滑轮18和线缆或绳索20。在下文中，第一和第二吊车***的绞车、滑轮和线缆将分别被称为第一绞车10、第一滑轮12、第一线缆14、第二绞车16、第二滑轮18、第二线缆20。

第一模具零件1a装备有第一臂22，第一滑轮12被连接到第一臂22。第一臂22枢转地固定到位于第一模具零件1a的支架26的附接点。附接点24在下文中将被称为第一附接点24。第一臂22可绕穿过附接点24的水平轴线枢转。第一线缆14沿第一滑轮12和第一绞车10延伸。其能够收回和放出以便分别使其张紧和释放。

第一模具零件1a还包括第二臂28，第二臂28可枢转地附接到模具零件1a的第二附接点30并且能够绕穿过第二附接点30且与穿过第一附接点24的轴线平行的轴线旋转。第三臂32枢转地附接到第二臂28的自由端并且能够绕穿过第三附接点34且与穿过第一和第二附接点24、30的轴线平行的轴线旋转。第二滑轮18固定到第三臂。第二线缆20沿第二滑轮18和第二绞车16延伸并且能够收回到第二绞车16中或从第二绞车16放出以便分别使其张紧和释放。

第二臂28的附接点30和第一臂的附接点24位于穿过第一模具零件1a的质心和模具开口2a的假想平面的相对侧。为了实现这点并且同时为了当第二臂28处于第一旋转位置时允许两个滑轮12、18被置于模具零件的相同侧，在本实施例中第二臂28长于第一臂22。

通过使用不同的杠杆效应来简化第一模具零件的旋转。因此，第二臂28，即较长臂，能够被锁定在至少两个不同的转动位置。通过将第二臂锁定在不同的转动位置，能够产生不同的杠杆效应。在如下情况时能够优化杠杆效应，如参考本实施例已经提及的，第二附接点30与第一附接点24相比位于穿过第一模具零件1a的质心和模具开口20a的平面的相对侧。

本实施例的第一模具零件1a包括底侧36，其形成第一模具零件1a的第一基底。此外，从形成底侧36的基底延伸到包括模具开口2a的表面的侧面38形成第一模具零件1a的第二基底。底侧36与侧面38会合的边缘处存在一个或多个辊40。在距一个或多个辊40一定距离处在底侧36和侧面38处存在支脚。

下面将参考图3-7描述模具总成的使用。

首先，完全独立于第二模具零件1b的第一模具零件1a搁置在其由底侧36形成的基底上，即在本实施例中搁置在位于底侧的辊40和支脚42上。在模具开口2a面向上的情况下，纤维材料（未示出）被铺设到模具开口2a内并且例如通过真空、支架或任意其他固定手段被固定在模具开口中。类似地，纤维层被铺设到第二模具零件1b的模具开口2b中，该第二模具零件1b搁置在地板上且第二模具开口2b面向上。在纤维层已经被铺设在第二模具零件1b的模具开口2b内之后，型芯4被放置于纤维层的顶部上。

为了增加模具开口2a、2b的可通达性，过道或脚手架可以被置于模具零件周围，具体地还可以被置于两个模具零件1a和1b之间。这是可能的，因为两个模具零件彼此完全独立，即彼此不由铰接机构连接。过道、脚手架等通常将在闭合模具之前被移除并且因而不在图中被示出。

当纤维层和型芯4被放置在模具开口2a和2b内并且第一模具零件1a的模具开口2a内的纤维层被固定时，开始闭合模具的过程。在第一步中，沿图3所示箭头方向沿龙门8移动第一绞车10。在该移动期间第一线缆14张紧以使得附接有第二臂22的附接点24沿弧线被提升和移动，使得第一模具零件1a从其图3所示位置转动90°到达图4所示位置，在图3所示位置时第一模具零件1a搁置在其第一基底上，在图4所示位置时第一模具零件1a搁置在由侧面38形成的第二基底上。在这个移动期间第二线缆能够保持未被张紧。不过，有利地是在转动第一模具零件1a期间第二线缆不是松弛的。

一旦第一模具零件1a被转动成搁置在其侧面38上，则第二臂28旋转到第二位置并被锁定在该位置，在该位置时第三附接点34位于靠近工厂车间的地板。如果在转动第一模具零件1a时其尚未被移动，则第二绞车16沿龙门8运动到第三附接点34上方的位置。

之后，第二吊车***的第二线缆20被张紧，以使得第三附接点向上运动。这导致第一模具零件1a的进一步旋转，这是通过如下措施来协助的，即沿图5中箭头所示方向沿龙门8移动第一绞车10且同时保持第一线缆14张紧。这种措施防止了第一模具零件1a落到具有模具开口2a的侧面上。此外，同时拉动第一和第二线缆14、20二者，以使得第一模具零件1a在其转动的同时被提升到车间的地板上方。该提升能够开始于转动模具零件1a之前、与转动模具零件1a同时进行或者在已经开始转动模具零件1a之后。在后一情况下，在侧面38处的至少一个支脚42可以也被实现为辊。

当第一模具零件1a已经完全进一步旋转90°时，通过第一和第二绞车10、16沿龙门8的同时运动使该第一模具零件1a运动到第二模具零件1b上方。这个位置示于图6。注意到一旦第一模具零件1a被提升到工厂车间的地板上方足够高，则运动到第二模具零件1b上方的位置与旋转第一模具零件1a可以同时实现。通过同时放出第一和第二线缆14、20，第一模具零件1a将从图6所示位置被降低到第二模具零件1b上以闭合模具。

在模具已经闭合之后，能够通过真空辅助树脂转移模塑（VARTM）来形成风力涡轮机转子叶片。在树脂已经固化之后，通过反转参考图3-6已经描述的步骤来打开模具。不过，为了使得第一模具零件1a回到图3所示的其初始位置，可有利的是引入将参考图7描述的另一步骤。将在使得第一模具零件1a回到图4所示位置并且使得第二臂28从图4所示的其旋转位置回到图3所示的其旋转位置之后来引入该另一步骤。为了提供有利的杠杆效应，形成侧面38的第二基底与具有模具开口2a的表面会合处的边缘被提升到工厂车间的地面上方，如图7所示。在本实施例中，这通过千斤顶44实现，该千斤顶44连接到位于或靠近侧面38与具有模具开口2a的表面会合处的边缘的至少一个支脚42。千斤顶能够由液压、气压或电子装置来驱动。甚至通常还可以使用手来驱动千斤顶。将该边缘提升到工厂车间的地板上方将第一模具零件1a的质心带到简化了通过使用绞车10、16将第一模具零件1a旋转回图3所示位置的位置。具体地，提升所述边缘使得质心靠近穿过辊40的竖直线，以使得需要较小的力将第一模具零件1a从其会落回到第二基底上的位置转动到其会落回到由底侧36形成的第一基底的位置。因而，仅需要通过使用绞车10、16稍微转动并且因此仅需要绞车10、16的少量运动。

虽然已经参考模具设置、模具总成和闭合模具的方法的示例性实施例描述了本发明，不过这些实施例不应该限制本发明，因为这些实施例的变型也是可能的。例如，第二臂28可以可锁定在多于两个的不同位置。此外，虽然描述了仅一个龙门和仅两个吊车***，不过还能够使用两个或更多个龙门且每个龙门连接有两个吊车***。例如，可能的是，具有在第一模具零件1a的两端处的两个吊车***的多个龙门。此外，在一个或更多个龙门处可以存在附加的吊车***。例如，第三吊车***可以用于提升在形成侧面的第二基底和具有模具开口2a的表面之间的边缘以便当使得模具零件回到图3所示位置时提升该边缘。

虽然已经描述了复合材料被铺设到模具零件内并且在闭合模具之后灌注树脂，不过可能的是在闭合模具之前铸造并固化被铺设在第一和第二模具零件1a、1b内的复合材料。

已经参考示例性实施例描述的本发明提供了如下优点，即能够通过仅使用在起重机龙门上的两个吊车***，即通过使用通常已经安装在工厂车间内的起重机龙门，来全面处理模具总成，包括提升、旋转和定位。这增加了模具总成的灵活性并且是有成本效率的。

Claims (12)

1.一种模具零件（1a），包括：

-具有模具开口（2a）的表面；

-具有用于连接第一滑轮（12）的连接装置的第一臂（22），该第一臂（22）能枢转地附接到所述模具零件（1a）的第一附接点（24）；

-具有用于连接第二滑轮（18）的连接装置的第二臂（28），该第二臂（28）能枢转地附接到所述模具零件（1a）的第二附接点（30）；

其中所述第二臂（28）设置成被锁定在至少两个不同的转动位置。

2.根据权利要求1所述的模具零件（1a），其中所述第二臂（28）比所述第一臂（22）长。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的模具零件（1a），其中用于连接所述第二滑轮（18）的连接装置包括能枢转地附接到所述第二臂（28）的自由端的第三臂（32）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的模具零件（1a），其中所述模具零件（1a）包括定位成与具有所述模具开口（2a）的表面相对的基底（36）和从所述基底（36）延伸到具有所述模具开口（2a）的所述表面的侧面（38），所述侧面（38）被设计成第二基底。

5.根据权利要求4所述的模具零件（1a），其中至少一个辊（40）存在于所述基底（36）与所述侧面（38）会合处，并且所述基底（36）和所述侧面（38）包括位于距所述至少一个辊（40）一定距离处的支脚（42）。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的模具零件（1a），其中所述模具零件（1a）包括所述侧面（38）与具有所述模具开口（2a）的所述表面会合处的边缘，并且存在用于提升所述边缘的装置（44）。

7.根据权利要求6所述的模具零件（1a），其中用于提升所述边缘的装置是至少一个千斤顶（44）。

8.根据权利要求5和权利要求7所述的模具零件（1a），其中至少一个支脚（42）位于或靠近所述侧面（38）与具有模具开口（2a）的所述表面会合处的所述边缘，并且其中所述至少一个千斤顶（44）连接到所述至少一个支脚（42）。

9.一种模具总成，包括：

-至少一个第一模具零件（1a），其是根据前述权利要求中任一项所述的模具零件；

-具有第二模具开口（2b）的第二模具零件（1b），其中所述第二模具零件（1b）相对于所述第一模具零件（1a）是单独的模具零件，以及

-旋转和移动装置，用于将所述第一模具零件（1a）从其模具开口（2a）面向上的位置旋转和移动到其位于所述第二模具零件（1b）上方且其模具开口（1b）面向下的位置，并且用于将其降低到所述第二模具零件（1b）上，其中所述旋转和移动装置包括：

-龙门（8）；

-第一吊车***，其具有至少一个第一绞车（10）、至少一个第一线缆（14）和连接到所述第一模具零件（1a）的所述第一臂（22）的至少一个第一滑轮（12），所述第一吊车***能沿所述龙门（8）运动；

-第二吊车***，其具有至少一个第二绞车（16）、至少一个第二线缆（20）和连接到所述第一模具零件（1a）的所述第二臂（28）或如果存在的话则连接到所述第一模具零件（1a）的第三臂（32）的至少一个第二滑轮（18），所述第二吊车***能沿所述龙门（8）运动。

10.一种闭合根据权利要求9所述的总成的模具的方法，该方法包括步骤：

-使用锁定在第一位置的所述第二臂（28）旋转所述第一模具零件（1a）约90度；

-将所述第二臂（28）锁定在第二位置；

-在提升所述第一模具零件时或之后使用锁定在所述第二位置的所述第二臂（28）将所述第一模具零件（1a）进一步转动约90度，以使得在其已经被至少部分地提升之后其模具开口（2a）面向下，并且在所述第一模具零件（1a）已经被提升之后将所述第一模具零件（1a）移动到所述第二模具零件上方的位置，且该第二模具零件的模具开口（2b）面向上；

-通过将所述第一模具零件（1a）下降到所述第二模具零件（1b）上来闭合所述模具。

11.根据权利要求10所述的方法，其中使用锁定在所述第二位置的所述第二臂（28）来转动和移动所述第一模具零件（1a）是同时实现的。

12.根据权利要求10所述的方法，其中使用锁定在所述第二位置的所述第二臂（28）来转动和移动所述第一模具零件（1a）包括转动和提升所述第一模具零件（1a）的第一步和在其已经被提升并被所述进一步转动90度之后水平地移动所述模具零件的第二步。

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