纖維增強層壓件和制造方法及其加強板和風力渦輪機葉片的制作方法

專利名稱：纖維增強層壓件和制造方法及其加強板和風力渦輪機葉片的制作方法
技術領域：
本發明描述了在纖維增強層壓件中使用的加強板、包括這樣的加強板的纖維增強層壓件和風力渦輪機葉片以及制造纖維增強層壓件的方法。
背景技術：
可以使用諸如閉式壓模鑄造技術(其中能夠模制整個葉片)的技術來制造風力渦輪機葉片。例如，玻璃纖維氈能夠被用于在適當成形的模具中構建部件層，并且氈層被樹脂粘結并在模具中固化從而得到纖維增強聚合物或玻璃增強塑料，這通常被簡稱為“纖維玻璃”。這樣的方法被描述于EP I 310 351 Al。由這種閉式壓模鑄造技術制備的部件層可以由數十至數百層強化氈構成，例如通過用樹脂浸潰纖維氈或層而被結合在一起的玻璃纖維氈或層。可替代地，纖維增強層壓結構可以被用作部件層以便增強鑄造零件的強度和剛度。纖維增強部件層的結構特征通常由層壓結構的每層中的纖維的量、類型和取向來控制。通常，部件層的剛度和強度取決于沿縱向纖維方向產生的負載。因此，傳統設計的纖維增強部件層假定最終部件層的纖維將在最終部件中具有與被置于模具中時相同的取向。不過，在一些情況下，在制造過程期間在纖維層中會形成褶皺、折疊或結節。在這樣的情況下，褶皺、折疊或結節中的纖維不再具有理想取向，并且會導致纖維增強部件層的嚴重過載。會因為許多原因而形成褶皺、折疊或結節。在固化期間纖維增強部件層的熱膨脹會超過模具的熱膨脹，在這種情況下在基體材料(通常是熱塑性或熱固性材料)充分固化從而保持纖維處于理想取向之前纖維增強部件層會處于壓縮壓力之下。在纖維增強部件層下方的不均勻結構或在其上構建纖維增強部件層的表面內的起伏會促進褶皺、折疊或結節的形成。試圖防止纖維增強部件層內的褶皺通常包括一種或更多種公知技術的結合。例如，纖維增強部件層的厚度被保持在特定限制之下以便最小化放熱熱量的生成。模具和在其上形成纖維增強部件層的其他表面必須保持高品質。必須在嚴格控制的溫度梯度下進行固化以便最小化熱膨脹的差異。不過，這些額外的努力增加了制造的總成本。避免纖維層內的褶皺的另一方法在于在纖維層之間包括加強板。加強板選自比纖維更具剛度的材料。當被置于例如纖維玻璃氈構成的層之間時，加強板防止在纖維氈層內形成褶皺、折疊或結節，因為纖維氈被加強板保持成大致平坦。通常使用的加強板是樹脂材料的預固化實心板、多孔、網狀或任意其他的可滲透樹脂的板，例如木材或金屬制成的箔。在US2005/0048260 Al中，公開了一種用于制造包括金屬箔和多個纖維層板的層壓復合體的方法。該方法包括穿孔于金屬箔板、按預定次序和取向以面對面關系將多孔金屬箔板堆疊在多個纖維層板內、以及將樹脂灌注到堆疊的板和層板內以便樹脂流動通過金屬箔板內的穿孔并散布在多個纖維層板之間從而形成層壓復合體。代替多孔金屬箔，可以將多個薄金屬箔條用作金屬復合元件，其被設置在纖維層板之間以便在樹脂灌注和硬化之后形成具有理想剛度的層壓纖維金屬復合結構。因而，金屬箔條被用于使得樹脂可以流動通過箔條之間的空間以便浸濕層壓結構內的纖維層板。在WO 2004/071761 Al中，公開了由鋁合金形成的至少兩個板構成的層壓件，其間放置了中間層從而包含至少兩組連續的相互平行的纖維。在樹脂硬化期間中間層被連接到金屬板。不過，這種層壓件不能根據樹脂灌注技術被制備并且因而導致了復雜且昂貴的層壓件。在WO 95/20479 Al中，公開了一種制造具有多個單向取向的層的復合層壓件的方法，其中所述單向取向的層例如是由單向取向的纖維強化的基體材料層。至少一個內金屬層，例如不形成層壓件的外表面的金屬層，與其他層設置在一起以便得到平衡且對稱的層壓件。在EP 2113373 Al中，公開了一種制造增強層壓件的方法，該層壓件包括纖維材料板。在纖維增強層壓件中，制備沿第一橫向方向比沿第二橫向方向的剛度大且沿第一橫向方向比構成層壓件的其他層的剛度大的層。根據這篇文獻，通過如下的纖維材料板實現了這種層的特定特征，其中該纖維材料板被部分浸潰有樹脂并被預固化以使得固化的樹脂形成沿這個板的第一橫向方向延伸的間隔條。類似于上面的現有技術所描述的板和層的剛硬或剛性板的缺點會在于，層不能在圓角或彎曲主體之上被成形。不過，如果不考慮在制造期間采取的防護措施而在纖維增強部件層內形成褶皺、 折疊或結節，則通常需要維修或拋棄所述層，因為由于褶皺、折疊或結節導致的剛度和/或強度的損失通常會超出現實的安全余量或容差。

發明內容
因此，本發明的目標是提供在纖維增強層壓件中使用的改良加強板、包括這種加強板的纖維增強層壓件和風力渦輪機葉片以及制造纖維增強層壓件的方法以便克服上述問題。本發明的目標通過根據權利要求I的加強板、根據權利要求11的纖維增強層壓件、根據權利要求12的風力渦輪機葉片以及根據權利要求13的制造纖維增強層壓件的方法來實現。在纖維增強層壓件中使用的加強板包括強化條，其被連接或連結到由纖維材料制成的加強板基底層的表面。強化條和加強基底層的所述表面間的理想連接允許加強元件 (即強化條)以適當樣式固定在加強基底層上。更優選地，強化條被設置成彼此適當間隔開。在本發明的一種實施例中，強化條在基底層的表面上按基本平行樣式來設置。當然，它們能夠被設置成彎狀形式或任意其他適當的彎曲樣式，這取決于層壓零件中加強板的使用。可能理想的是在基底層的一部分中設置比另一部分中更多的強化條，或者減少基底層的一些部分中兩個相鄰強化條之間的間距。這允許更加簡單地改進加強板的剛度或加強板所提供的強化方向。如果加強元件被適當地設置在加強板基底層的表面上，則加強板能夠理想地被用于制造纖維增強層壓件的方法中。在復合纖維增強層壓產品的制造過程期間，加強板理想地防止了下方纖維氈或纖維增強層形成褶皺、折疊或結節。與通常使用的相對剛硬的加強板相比，由于加強元件樣式的靈活性并且由于加強元件與基底層的直接連接，本發明的加強板能夠被容易地成形并包覆在圓角或彎曲主體之上。在強化條沒有適當地連接或連結到基底層而是在沒有固定到下方纖維氈的情況下被放置時，在制造過程期間，特別是在樹脂被灌注到纖維增強層內期間，不能容易地維持加強效果或所謂的防褶皺效果。這是因為，如果沒有連接到纖維氈或如果未被直接連接于彼此或彼此隔開，則加強元件會易于移位。在本發明的纖維增強層壓件中，其中該層壓件由根據本發明的纖維材料和加強板的交替層的層堆構成，在制造過程期間理想地防止了褶皺、折疊或結節的形成。因此，因為所包括的加強板的防褶皺效果，所以能夠改進纖維增強層壓件的剛度和/或強度。在本發明的上下文中，術語“交替層的層堆”旨在還包括這樣的層堆或層壓堆，即其中兩個或更多個纖維材料板(例如纖維氈或纖維層板)可以在其上設置下一個加強板之前彼此相鄰，只要至少兩個不同的層在這樣的層壓件中被堆疊在彼此之上即可。可替代地，兩個或更多個加強板可以彼此相鄰且之后是一個或更多個纖維材料板。對于本發明，理想的是加強板以基本交替的次序被設置在纖維材料板內以便將加強板的防褶皺效果提供給纖維材料板。根據本發明的風力渦輪機葉片包括本發明的加強板或優選地纖維增強層壓件，并且因而由于所包括或使用的加強板的相應防褶皺效果而具有改進的剛度和強度。在根據本發明的制造纖維增強層壓件的方法中，本發明的加強板被設置在纖維材料層上。使用包括強化條的加強板(所述強化條連接或連結到由纖維材料制成的加強板基底層的表面)防止了下方纖維氈在組裝層堆、灌注和固化樹脂的過程步驟期間褶皺、折疊或結節。固化在本發明上下文中意味著樹脂借助于加熱的自硬化過程或固化。根據本發明的加強板與設置在纖維氈上而不與相應基底層有任何連接的普通加強板(例如金屬板)相比提供了改進的防褶皺措施，特別是在樹脂未固化的狀態時。此外，用作防褶皺元件的強化條能夠根據要被生成的層壓件的形式或制造方法中所用的模具被設置成任意適當形狀。因為它們被連接或連結到加強板的基底層，所以強化條在基底層的表面上被基本固定就位，并且因而在層壓堆中被基本固定就位，即使層壓件內的樹脂還未固化。如下面的描述所示，通過從屬權利要求給出了本發明的具體有利實施例和特征。 實施例的特征可以根據需要相結合從而得到其他的實施例。根據本發明的加強板在本發明的一種實施例中可以包括被粘結到加強板基底層的至少一個強化條。在本發明上下文中，粘結意味著強化條借助于適當的臨時或永久粘結手段被剛性地固定或連結到基底層。例如，強化條可以以條狀樣式被粘結到加強板基底層。 可以通過在基底層的表面上提供一條類似膠的粘結劑且之后將強化條按壓到粘結劑中從而形成這樣的條狀樣式。適當的是，加強板的強化條中的至少一個以此方式被粘結到基底層，而這個加強板的其他強化條可以以不同方式被連接到基底層。例如僅加強板中間部分的強化條被粘結，而加強板外側處的強化條以不同方式連接，例如通過如下所述的示例性連接手段中的一種。當然，所有強化條均被粘結到基底層的表面同樣也落入本發明范圍內。在另一實施例中，還可能的是，強化條借助于下述實施例或示例之一所述的任意連接手段以條狀樣式被連結到基底層。在一種實施例中，強化條中的至少一個可以在個別附接點(single attachmentpoint)被連接或連結到加強板基底層。作為示例，附接點能夠被稱為粘性附接點、樹脂附接點或夾具附接點。在可替代實施方式中，強化條中的至少一個能夠被裝訂或縫制到加強板基底層，從而形成個別附接點。如果強化條如前所述至少被連接到個別附接點，則強化條的其他部分(即所述條位于個別附接點之間的部分)可以不被固定到基底層。在這種情況下，加強板也將沿強化條的縱向方向具有一定柔性。因而，強化條可以適應層壓件和/或模具的彎狀或彎曲形式或形狀。根據一種實施例，本發明的加強板能夠包括至少一個強化條，其被連接到基底層以使得強化條沿其縱向方向可運動。在本發明的上下文中，術語“沿其縱向方向可運動”意味著強化條被連接到加強板基底材料以使得其沿其橫向方向基本固定而在其縱向方向內能夠稍運動。例如，強化條被設置在基底層的表面上且連接在個別附接點處以使得其能夠僅沿其縱向方向運動。因此，加強板也沿強化條的縱向方向能夠具有適當柔性，因為強化條中的至少一個僅沿橫向方向而不是沿其縱向方向被固定到基底層。這是理想的，因為之后可以更加容易地將加強板放置在纖維氈的彎曲表面或層壓堆的圓角形狀之上而不會影響加強板的防褶皺效果。在另一優選實施例中，本發明的加強板的至少一個強化條或任意強化條能夠通過被設置在加強板基底層上的引導手段被引導，該引導手段例如條或穴。可替代地，引導手段能夠借助于基底層材料本身來形成，例如通過在基底層中設置多個洞，強化條被推入所述洞中以使得基底層一部分在條的頂部上而另一部分在條之下。因而，借助于作為引導手段的洞，強化條沿橫向方向被固定而沿條的縱向方向可運動。類似于強化條的上述設置，通過引導手段引導的強化條向加強板提供了沿縱向方向的足夠柔性，且同時將強化條沿橫向方向固定到基底層。因此，可以改良地適應層壓堆的彎曲或圓角形狀且同時保持防褶皺效果。大體而言，在本發明的上下文中，強化條可以是適于沿加強板的強化方向提供所需剛度或硬度的任意加強元件。作為示例，在本發明的加強板中使用的強化條的實施例能夠被稱為薄桿，其優選地由本質上剛硬的材料構成。沿縱向方向具有足夠剛度和強度且沿其橫向方向給加強板提供足夠柔性的薄桿能夠具有任意橫截面，只要它們提供足夠剛度和強度即可。作為示例，提到的強化條的材料能夠是沿所述條的縱向方向提供足夠剛度的任意材料。材料優選地包括木材和/或金屬和/或玻璃纖維和/或樹脂。強化條例如在桿中可以具有基本圓角或橢圓橫截面，不過如果材料是具有很大剛度的材料，則它們還可以是扁平條。相對扁平的條可以是理想的，因為它們將不會導致在層壓件的基底層和下一個纖維材料層之間具有過大的洞或空間。同樣優選的是，強化條或細長桿具有與所用的加強板基本相等的長度。當然，如果最終產品是風力轉子的葉片，則加強板通常必須以連續次序來放置。在這樣的情況下，理想的是以如下方式來疊置相鄰的加強板，即使得強化條被設置成不彼此對齊而是以互鎖方式被設置。強化條或細長桿能夠理想地具有大約O. 01至2 cm范圍內的寬度或直徑，更優選的在O. 02至O. 5 cm范圍內，且通常大約O. 15 cm。兩個相鄰強化條之間的間距處于所述條的直徑或寬度的大約10或500倍的范圍內，并且優選地間距處于大約I cm至15 cm范圍內，更優選地是大約5 cm。
根據本發明的纖維增強層壓件，其由纖維材料和加強板的交替層構成的層堆構成，其能夠包括任意在前所述的本發明的加強板以便具有足夠的剛度和強度。根據本發明的風力渦輪機葉片包括根據本發明的加強板且優選地包括本發明的由于加強板的防褶皺效果而具有足夠剛度和強度的纖維增強層壓件。制造纖維增強層壓件的方法包括步驟將本發明的加強板設置在纖維材料層上。 使用包括被連接或連結到由纖維材料制成的加強板基底層的表面的強化條的加強板不僅有助于組裝層壓堆的過程，而且在制造過程期間以沒有或減少褶皺、折疊或結節生成的可靠方式擴展了所生成的形狀的范圍。具體地，在本發明的方法的理想實施例中，在層壓件中使用至少兩個加強板，其中它們被設置成使得第一加強板的強化方向相對于第二加強板的強化方向處于基本橫向方向，優選地成60°至120°角，或更優選地成90°角。因此，因為在層壓堆的至少兩個加強板中的強化條的不同強化方向，所以能夠改進最終層壓件沿多于一個方向的剛度和強度。在本發明的方法的另一實施例中，方法包括步驟
a)通過在模具中堆疊一個或更多個纖維材料板來構建層壓件的纖維材料層；
b)在纖維材料層的頂部上設置本發明的先前制造的加強板；以及
c)任選地重復步驟a)和/或b)從而獲得層壓件的所需結合厚度。


結合附圖從下述詳細描述中將顯而易見到本發明的其他目標和特征。不過，應該理解，附圖僅是圖釋性目的并且不作為對本發明的限制。圖I示意性示出了貫穿層壓風力渦輪機葉片的截面；
圖2示意性示出了圖I的細節；
圖3示意性示出了生成根據圖I的風力渦輪機葉片的過程中的第一階段；
圖4示出了生成根據圖I的風力渦輪機葉片的過程中的第二階段；
圖5示出了生成根據圖I的風力渦輪機葉片的過程中的第三階段；
圖6以透視圖方式示意性示出了本發明的加強板的一種實施例的一部分，其具有在加強板基底層的表面上的基本平行的強化條；
圖7以透視圖方式示意性示出了本發明的加強板的另一實施例的一部分，其具有在加強板基底層的表面上的彎曲強化條。在附圖中，自始至終類似附圖標記指代類似物體。附圖中的物體不必要成比例繪制。
具體實施例方式現在將參考圖I至6描述本發明的一種實施例。圖I是使用根據本發明的方法制造的層壓風力渦輪機葉片I的橫截面的示意圖。風力渦輪機葉片I由上半部3和下半部5 制成，上半部3和下半部5各自包括加厚段9和未加厚段11。上半部和下半部3、5包括在圖中未被單獨示出的多個纖維增強層。在加厚段9中，相對于未較厚段11，增加了纖維增強
層的數量。在圖2中更具體地示出了上半部3的加厚段9。在加厚段9中，根據本發明的加強板13被用于防止在下方纖維材料層15 (在下文中也被稱為纖維材料層)中產生褶皺、折疊或結節。由于具有縱向設置的強化條這種特定構造，加強板13沿強化方向比沿垂直方向更加堅硬并且比纖維材料層15或者構成層壓件的附加層(圖中未示出)(如果存在的話)更堅硬。加強板被設置在纖維材料層15之間，在硬化之后其構成最終產品中的纖維增強層。附加層還可以存在于層13、15的堆中。這樣的附加層可以例如是用于提供更平滑表面的精整層或者改進脫模特性的層。對于本發明的各方面，加強板13可以可替代地在所述未加厚段11處或在加厚段 9和未加厚段11的組合中被整合到葉片半部3、5中。纖維材料層15以及加強板13能夠被嵌入到樹脂基體中，該樹脂基體能夠通過樹脂灌注和隨后的樹脂硬化或固化而形成。在灌注和固化過程期間，加強板13防止在纖維材料層15中形成褶皺、折疊和結節，這是因為加強板13的較大剛度不允許纖維材料層15實質上褶皺或折疊或結節。原因在于，纖維材料層被夾在模具和加強板13之間或兩個加強板 13之間。現在將參考圖3至5描述形成圖I和圖2所示的風力渦輪機葉片I的方法。大體而言，能夠通過在模具17中將干纖維氈19置于彼此頂部上從而形成纖維材料層15、借助于樹脂灌注來浸濕纖維氈19并且隨后固化樹脂，從而生成風力渦輪機葉片I 的上半部和下半部3、5。因而，能夠以容易的方式且以低成本來生成纖維增強層壓結構，這是因為能夠在一步中進行樹脂灌注且不需要在將各纖維氈置于模具中或纖維氈堆中之前進行。雖然參考生成風力渦輪機葉片I進行了描述，不過參考圖3至圖5描述的方法不限于風力渦輪機葉片生成，而是還能夠用于生成其他纖維增強層壓結構，例如在船舶構造或汽車建造或建筑工業中的纖維增強層壓結構。圖3中示出了制造風力渦輪機葉片I的方法的第一階段。圖3示意性示出了模具 17和多個纖維氈19的剖切視圖，其中所述纖維氈19形成纖維材料層15，例如玻璃纖維氈、 碳纖維氈或芳綸纖維氈，其被置于模具17內彼此頂部上從而形成一堆纖維氈19。纖維氈在被置于模具17內時能夠處于干燥狀態并且不需要被樹脂浸潰。這顯著有助于堆疊纖維材料層并且降低生成可靠的纖維增強層壓產品的成本。為了簡明，纖維氈19和纖維材料層15 被示為平坦層。可替代地，它們能夠覆蓋圓角或彎曲層，例如如圖I中所示。形狀主要取決于最終產品的形式和形狀以及功能。在由此形成的由纖維氈19組成的纖維材料層15已經被置于模具17內之后，加強板13被置于這堆纖維氈19的頂部上(見圖4)。在加強板13已經被置于第一纖維材料層15的頂部上之后，另一纖維材料層15(這里包括多個纖維氈19)被置于加強板13的頂部上，如圖5所示。纖維材料層15和加強板13構成的交替層堆能夠繼續直到達到所需的總厚度。堆疊在纖維材料層15中的纖維氈19的數量本質上是不受限的并且不影響加強板13的防褶皺效果。雖然圖3至圖5沒有示出，不過在構成最下方的纖維材料層15的最下方的一堆纖維氈19之下可以存在一個或更多個附加加強板13。在這種情況下，加強板13將是被置于模具17內的第一層，其中強化條優選地面向被堆疊的層。在這種情況下，則層壓產品的外表面由加強板基底層構成以便具有基本均勻的外表面。整個堆的最外層也可以是至少一個加強板13，其中所述整個堆由交替堆疊的纖維材料層15和加強板13構成。這里同樣地，強化條優選地面向被堆疊的層以便形成由加強板基底層構成的實質上均勻的外表面。在纖維材料層15和加強板13以未浸潰或干燥狀態成層之后(如圖5所示)，模具 17被閉合且真空施加到模具17(圖中未示出)。之后，熱塑性或熱固性材料，例如聚酯樹脂、 環氧樹脂或芳綸樹脂，被灌注到抽真空的模具17中。樹脂滲透通過纖維材料層15和加強板13,從而浸濕或浸潰纖維材料構成的纖維租。一會之后,所有的纖維材料層15以及所有的加強板13均被充分浸濕。在下一步中，在外部加熱或沒有外部加熱的情況下使樹脂硬化或固化。可替代地，能夠使用聚合引發劑來開始或加速硬化或固化過程。在樹脂固化之后， 模具17被拆開。在固化過程期間，加強板13防止纖維材料層15形成褶皺，即防止在與纖維氈19 中的纖維伸長基本垂直的方向內折疊。原因在于，加強板13具有比纖維材料層15更大的剛度，以致它們本身不折疊。因為加強板13具有基本沿一個方向延伸的強化條25，所以加強板13沿強化方向比沿與其垂直的方向具有更大的剛度。因此，加強板13的強化條25優選地被置于基本垂直于下方纖維材料層15內的纖維伸長。因為層壓件包括設置在纖維材料層15堆中的加強板13，所以在模具17和第一加強板13之間或在兩個加強板13之間不存在或僅存在最小的、可用于形成褶皺的空間。此外，即使在被夾在模具17和加強板13之間或兩個加強板13之間的纖維增強層15中產生小褶皺，這樣的褶皺仍將被加強板13局限于纖維材料層15中的這個具體的纖維氈堆。具體地，將由一個或更多個加強板13來阻止褶皺或折疊傳播通過全部層壓件，并且能夠最小化最終產品中的缺陷。因此，能夠通過在纖維增強層壓件中或在本發明的方法中使用本發明的加強板來改進產品品質。圖6以透視圖示意性示出了根據本發明的加強板13的一部分。加強板13大體由基本平坦的基底層23構成，優選呈板形的該基底層23由纖維材料制成。類似于纖維材料層 15，加強板13能夠由被置于彼此頂部上的一個或更多個纖維材料層構成(圖中未示出)。在纖維材料基底層23的頂部上，提供一個或更多個強化條25，這里是所謂的細長桿的形式。 每個加強板的強化條25沿基本平行方向21延伸并且沿垂直方向22間隔開。這導致整個加強板13具有更大的剛度，特別是沿強化條25的方向(即強化方向21)比沿垂直方向22具有更大剛度，如圖6所示。因此，加強板13理想地沿強化方向21是剛性的且沿方向22是柔性的。這意味著材料由于柔性而易于包覆到模具內且同時足以防止在與加強板相鄰的纖維材料層15內產生褶皺。如圖6所示，由纖維材料制成的基底層23在多個附接點26被至少部分地附接到一個或更多個強化條25，這里是細長桿的形式。在這種實施例中，細長桿使用適當的縫合纖維或線在附接點26處被裝訂或縫制到基底層的纖維材料。根據纖維材料層的材料，柔性玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維可以被用作縫合纖維或線。以此方式，使用強化條25強化基底層23，以使得能夠沿強化方向21適當地提供加強板的所需剛度。在這種實施例中所用的強化條25由于所用材料的類似性從而由拉擠的玻璃纖維制成。在這種情況下，基底層23的纖維材料、強化條25和縫合材料26由不同形式的玻璃纖維材料制成。這是優選的，因為在樹脂已經固化之后，所用材料的類似性有效地防止了被固化產品中的脫層現象。
在圖7所示的實施例中，加強板具有在加強板基底層23的表面上的彎曲強化條 25。在這種情況下，加強板能夠在板的一個部分內具有與板的其他部分內不同的強化能力。 如圖7所不，與左側和右側不出的部分相比,在加強板的中間部分內的強化條25隔開的間距更寬。這意味著在這個加強板的中間部分中的加強效果被改進，而在其外側更加柔性。在加強板的基底層上的這種強化條25的樣式可以被適當地用于具有彎曲或彎形形狀的層壓件，例如風力渦輪機的葉片。雖然已經以優選實施例及其變型的形式描述了本發明，不過應該理解在不脫離本發明范圍的情況下可以做出大量額外的改進和改型。例如，代替將強化條縫制到纖維材料層，可以使用冷或熱熔粘結劑、樹脂或夾具將所述條在離散的附接點處附接到基底層。此外，如果由玻璃纖維制成的強化條的剛度適當地適于層壓件的應用，則諸如木材、金屬、碳纖維或芳綸纖維、固化的樹脂或者這些材料的復合物等的適當材料可以被用于本發明的可替代實施例。為了簡明，應該理解，貫穿本申請使用“一”或“一種”并不排除多個，并且“包括” 不排除其他步驟或元件。除非另做聲明，否則“裝置”或“層”能夠包括多個裝置或層。
權利要求
1.一種在纖維增強層壓件中使用的加強板，其中所述加強板包括被連接到由纖維材料制成的加強板基底層(23)的表面的強化條(25)。
2.根據權利要求I所述的加強板，其中所述強化條(25)中的至少一個被粘結到所述加強板基底層(23)。
3.根據權利要求I或2所述的加強板，其中所述強化條(25)中的至少一個以條狀樣式被連接到所述加強板基底層(23 )。
4.根據權利要求I至3中任意一項權利要求所述的加強板，其中所述強化條(25)中的至少一個在個別附接點(26 )處被連接到所述加強板基底層(23 )。
5.根據權利要求4所述的加強板，其中所述附接點中的至少一個是粘結劑附接點、樹脂附接點或夾具附接點。
6.根據權利要求I至5中任意一項權利要求所述的加強板，其中所述強化條(25)中的至少一個被裝訂和/或縫制到所述加強板基底層(23)。
7.根據權利要求I至6中任意一項權利要求所述的加強板，其中所述強化條(25)中的至少一個被連接成使得所述強化條(25 )沿其縱向方向可運動。
8.根據權利要求I至7中任意一項權利要求所述的加強板，其中所述強化條(25)中的至少一個被弓I導通過被設置在所述加強板基底層(23 )上的引導元件。
9.根據權利要求I至8中任意一項權利要求所述的加強板，其中所述強化條(25)是薄桿并且優選地由實質上剛硬的材料構成。
10.根據權利要求I至9中任意一項權利要求所述的加強板，其中所述強化條(25)的材料包括木材和/或金屬和/或玻璃纖維和/或樹脂。
11.一種纖維增強層壓件，其由交替的纖維材料層(15)和根據權利要求I至10中任意一項權利要求所述的加強板(13)組成的層堆構成。
12.—種風力渦輪機葉片，包括根據權利要求I至10中任意一項權利要求所述的加強板且優選地包括根據權利要求11所述的纖維增強層壓件。
13.—種通過將加強板(13)設置在纖維材料層(15)上來制造纖維增強層壓件的方法， 其中所述加強板(13)包括被連接到由纖維材料制成的加強板基底層(23)的表面的強化條 (25)。
14.根據權利要求13所述的方法，包括在所述層壓件中使用至少兩個加強板(13)，其中第一加強板(13)的強化方向(21)相對于第二加強板(13)的強化方向(21)被設置在基本橫向方向，優選地成60°至120°的角，或者更優選地成90°角。
15.根據權利要求13或14所述的方法，包括步驟a)通過在模具中堆疊一個或更多個纖維材料板(19)來構建所述層壓件的纖維材料層(15)；b)將先前制造的加強板(13)設置在所述纖維材料層(15)的頂部上；以及c)任選地重復步驟a)和/或b)以獲得所述層壓件的所需結合厚度。
全文摘要
本發明涉及纖維增強層壓件和制造方法及其加強板和風力渦輪機葉片，具體描述了在纖維增強層壓件中使用的加強板，其中所述加強板包括被連接到由纖維材料制成的加強板基底層(23)的表面的強化條(25)。本發明還描述了包括這種加強板的纖維增強層壓件和風力渦輪機葉片，以及制造纖維增強層壓件的方法。
文檔編號B32B3/14GK102602063SQ2012100151
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月18日 優先權日2011年1月18日
發明者M.諾爾萊姆 申請人:西門子公司