可缩放模块化组件结构和可缩放机舱罩或旋转器罩的套件

文档序号:1497475 发布日期:2020-02-07 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 可缩放模块化组件结构和可缩放机舱罩或旋转器罩的套件 (Scalable modular component architecture and scalable nacelle cover or spinner cover kit ) 是由 乌尔里克·雷蒙德 佩尔·约翰森 亨里克·高尔德·拉森 乔舒亚·雷登托·德索萨 安德斯·弗罗曼 于 2018-06-12 设计创作,主要内容包括:本发明提供可缩放模块化组件结构和可缩放机舱罩或旋转器罩的套件。结构由复合叠层的面板子元件组成,面板子元件是从伸长复合叠层片面板切割的分段,伸长复合叠层片面板具有自由第一伸长边缘和相反的第二伸长自由边缘,其中面板子元件具有至少一个自由切割边缘、自由第一边缘和自由第二边缘,至少一个自由切割边缘具有在切割之后添加的第一联接轮廓,自由第一边缘具有与自由第一伸长边缘相同的第二联接轮廓,自由第二边缘与自由第一边缘平行,自由第二边缘具有与自由第二伸长边缘相同的第三联接轮廓,第二联接轮廓和第三联接轮廓用于使两个相邻的面板子元件并排接合。套件包括面板子元件和子部件。(The present invention provides a scalable modular component structure and a scalable nacelle cover or spinner cover kit. The structure is comprised of composite laminated panel subelements, the panel subelements being sections cut from an elongated composite laminated sheet panel having a free first elongated edge and an opposite second elongated free edge, wherein the panel subelements have at least one free cut edge having a first coupling profile added after cutting, a free first edge parallel to the free first edge and a free second edge having a third coupling profile identical to the free second elongated edge, the second and third coupling profiles for joining two adjacent panel subelements side-by-side. The kit includes a panel sub-component and a sub-component.)

可缩放模块化组件结构和可缩放机舱罩或旋转器罩的套件

本申请是申请日为2018年6月12日、发明名称为“制造用于模块化组件结构的复合叠层面板子元件的方法、组装子元件的方法和由面板子元件组装的结构”且申请号为201880008455.4的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种可缩放模块化组件结构。

背景技术

在本发明的上下文中,术语“复合叠层”用于如下的结构面板或类似构造,该结构面板的最简单的形式由两个相对薄的复合面皮组成,这两个面皮结合到“芯”(通常是轻质芯)并由该“芯”隔开。在本发明的上下文中,“芯”可以是在相反的面皮之间产生距离的任何构造,并且具有高剪切强度和压缩刚度,其支撑复合面皮抵抗屈曲并抵抗平面外剪切载荷。作为典型复合叠层的示例,可以提及玻璃纤维/泡沫夹层叠层。玻璃纤维/泡沫夹层叠层通常是在真空过程中制造的,但是也可以在不施加真空的情况下简单地在模具中手工层叠玻璃纤维/泡沫夹层叠层。在一些方法中,可以预固化玻璃纤维面皮,然后将其结合到泡沫芯。在其它方法中,在一次操作中将玻璃纤维面皮和泡沫芯共同固化。上述方法的组合在制造具有夹层结构的层状复合材料的领域中也是已知的。可以预浸渍复合叠层。

可以使用各种泡沫作为芯材料,诸如聚苯乙烯,例如具有紧密封闭的胞孔结构且胞孔之间没有空隙的聚苯乙烯,以提供高压缩强度。另一种选择是聚氨酯(PU)。聚氨酯相当便宜,并且与大多数粘合剂兼容。其它选择包括但不限于:聚丙烯(PP),其也与大多数粘合剂和环氧树脂兼容,但不与聚酯树脂兼容;聚氯乙烯(PVC),例如具有高压缩强度和耐久性的闭胞孔的中高密度PVC泡沫;闭胞孔的聚甲基丙烯酰亚胺(PMMA),其具有良好的机械性能以及高尺寸稳定性,即使在经受热变化时也是如此,并且其具有优异的抗蠕变压缩性。用于泡沫芯的化学物质的上述列表不应被解释为是穷举的,而是本领域技术人员应意识到其替代物。

在本发明的上下文中,术语“纤维增强”是指由增强纤维(例如玻璃纤维或碳纤维)增强的复合塑料材料树脂,优选是热固性聚合物基质或热塑性聚合物基质。优选的热固性聚合物包括但不限于例如环氧树脂、聚酯树脂或乙烯基酯或者其组合。玻璃纤维由各种类型的玻璃制成并且可以包含二氧化硅和/或硅酸盐,并且具有不同量的钙、镁的氧化物以及有时是硼的氧化物。碳纤维和玻璃纤维是热塑性复合材料中最常见的增强物,但是也可以考虑诸如芳族聚酰胺纤维、硼纤维和陶瓷纤维(如碳化硅纤维或氧化铝纤维)的纤维,这取决于最终产品的要求。

纤维增强复合材料片可以在例如手工层叠过程或喷涂层叠过程中制成。

在一般的手工层叠过程中,所选择的模具最初涂覆有凝胶涂层,以有助于从模具中取出最终产品。然后向模具中加入树脂混合物,例如包括如上所述的聚酯、乙烯树脂或环氧树脂的树脂混合物。接下来,将诸如玻璃纤维垫的纤维垫铺放到模具中,通过使用刷子或辊子来加入更多的树脂混合物,以使其适形于模具,并且使得玻璃纤维和模具之间没有截留空气。施加附加的树脂以及可能的附加的玻璃纤维片。在树脂开始固化前,迅速使用手压、真空或辊子来去除残留的气穴并用树脂混合物浸透所有玻璃纤维皮。如果使用高温树脂,则有更好的时间来去除气穴、压实各层并平滑表面,因为在向模具施加加热之前固化将不会开始。模具还可以由某种类型的盖(例如塑料片)所覆盖,并且可以使用真空来去除气泡并将玻璃纤维压到模具的形状。手工层叠过程可以是或多或少地自动化的。

喷涂层叠过程与手工层叠过程的不同之处仅在于,将树脂和纤维增强物单独或作为复合混合物喷涂到模具上。使用辊子将喷涂物压实成叠层。然后,可以添加芯材料(通常是泡沫芯),并将第二喷涂物层喷涂到芯材料上,以获得复合叠层,例如玻璃纤维/泡沫夹层体。泡沫芯结合在玻璃纤维皮之间,以实现复合叠层。然后将复合叠层固化、冷却并从模具中取出。类似于手工层叠过程,喷涂层叠过程也可以是或多或少地自动化的。

在这两种制造过程中,已知使用凝胶涂层作为脱模剂且可选地用于着色。凝胶涂层通常具有与例如玻璃纤维复合材料的树脂相同的树脂化学成分,并且作为制造过程中的初始步骤,将该凝胶涂层喷涂到模具中。一旦凝胶涂层在模具中,则该凝胶涂层就开始通过交联聚合而从液体化学转变为固体。当在以下步骤中应用纤维增强复合材料时,聚合物链的交联发生在凝胶涂层和纤维增强复合材料的皮之间,使得凝胶涂层和纤维增强复合材料皮在分子水平上结合为一层。凝胶涂层通过这种方式成为纤维增强复合材料的一体部分。

传统上,例如玻璃纤维/泡沫夹层材料的模块化组件结构(例如机舱罩或旋转器罩)需要被模制成较小的单独分段,因此而作为单独模制的多个较小的独特零件或元件。每一个零件由定制的联接轮廓制成,该联接轮廓被独特定制成与相邻零件接合。因此,相邻零件具有独特的联接轮廓,该联接轮廓在模制过程中制成,使得包括联接轮廓的零件具有外部封闭的周围玻璃纤维复合皮。在模制零件之前,必须在早期阶段选择相邻零件上的联接轮廓的位置和设计,使得相邻联接轮廓在组装相邻零件时精确匹配。相邻零件的匹配联接轮廓根据最终结构的形状和设计以及仅这两个零件的后续组装来设计和定制。研究最终产品的模型或母版,以例如根据精整、组装、结构完整性、隐蔽性、脱模以及如何将用于单独零件的模具在使用之后拆卸和重新组装来确立接缝线可以可接受地定位在最终结构上的位置。模型或母版被切割成分段并被用于制造若干单独的模具,用于模制具有独特联接轮廓的个体零件,以组装成较大的最终结构。该工序昂贵,需要大量时间和大量空间,并且不能进行线生产,因为每一个模块化组件结构由具有独特联接轮廓的独特的较小零件组成。一些模块化组件结构是独一无二的,单独的零件将获取模具的所有形状和特征,因此每一个单独零件的质量受到根据模型制成的模具的质量的严重影响。在模制之前、期间和之后,存储许多模具和模制零件以及运输异形的较小零件也是非常昂贵的,并且从空间组织的角度来看,组装最终结构也是一项具有挑战性的任务。并且即使用于最终结构的一组模具可以在连续生产中重复使用,但这种连续生产仍需要时间,并且模具零件中的任何微小误差对于在所述模具零件中模制的所有部件来说都会重复出现。

因此,此外,在诸如机舱罩的大型结构进入连续生产之前,其必须经历严格的产品开发周期。必要时,在适当的水平上对零件和部件进行设计、原型化、测试、验证和认证。因此,由相同类型的面板子元件来组成各种形状和尺寸的例如机舱罩在本领域中仍然存在挑战和偏见,并且迄今为止还没有被成功设想和实现。

为了解决传统技术存在的一些问题,印度专利申请号2011IN-MU03105提出,代替由必须被钻孔并使用螺栓连接的许多不同的部件制成模块化机舱罩,由多个面板制成模块化机舱罩。作为先决条件,这种已知的模块化风力涡轮机机舱罩需要具有多个金属框架的刚性构架。每一个框架包括基座支撑构件、左支撑构件和右支撑构件、顶支撑构件和拐角支撑构件,并且每一个支撑构件相互连接以形成框架。多个侧面板被构造成安装在框架之间,并且多个拐角面板被构造用于安装在框架之间。通过使用树脂传递模制(RTM)方法、手工层叠或箔浸注,根据单个模具将面板从纤维增强聚合物模制成单独的零件。面板在每一侧处具有C形联接轮廓构造的凸缘边缘,用于与在构架的支撑构件上的相邻面板的类似凸缘边缘重叠。需要构架来支撑和附接面板是不可缺少的先决条件,因为相对薄的聚合物面板需要支撑来保持结构强度。此外,面板在轮廓化的边缘处也是弯曲的,并且不能由伸长的大致平坦的面板制成,因为C形联接轮廓突出在面板的面平面上方。这些已知的面板是单独模制的,可以随时使用,并且不应被机加工,并且也不是由具有中心芯的复合叠层提供的。

欧洲专利申请EP2947001A1描述了一种复合桁架结构,该复合桁架结构由纤维增强树脂材料形成,由被注入树脂且然后固化成一件式构造的织造或非织造纤维的织物构成。用干织物覆盖因此未用树脂预浸渍的芯棒在干织物面片之间以桁架图案布置,并且该结构在袋中铺设,并且注入树脂以允许织物吸收树脂。

发明内容

在本发明的一个主要方面中,提供了一种在开头段落中提到的方法,通过该方法能够简化复合叠层的大型模块化结构的制造。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,通过该方法,与迄今已知的相比,复合叠层的大型结构的制造能够较快且较容易。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,通过该方法,用于复合叠层的模块化组件结构的面板子元件能够被预先制造成标准面板子元件。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,通过该方法,用于复合叠层的模块化组件结构的面板子元件能够使用最少的模具来制造。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,通过该方法,复合叠层的模块化组件结构能够由最少的不同组的标准尺寸和标准构造的面板子元件组装而成,优选由库存的面板子元件和附加子部件组装而成。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,通过该方法,复合叠层的模块化组件结构能够由最少的不同组的标准尺寸和标准构造的面板子元件组装而成,优选由库存的面板子元件和附加子部件组装而成。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,通过该方法,能够在不使用支撑构架或骨架来固定和支撑面板子元件、例如不使用支撑金属构架或骨架来固定和支撑面板子元件的情况下组装复合叠层的模块化组件结构。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,其中制造了用于复合叠层的可缩放的模块化组件结构的面板子元件。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,所述方法用于制造用于复合叠层的模块化组件结构的面板子元件,该面板子元件由库存的伸长复合叠层片面板切割和机加工而成。

本发明的另一个方面是提供一种在开头段落中提到的方法,所述方法用于制造用于复合叠层的模块化组件结构的面板子元件,该复合叠层是玻璃纤维/泡沫夹层叠层。

本发明的另一个方面是提供一种机舱罩,该机舱罩由最少数量的不同组的具有相同设计的复合叠层的面板子元件制成。

本发明的另一个方面是提供一套用于复合叠层的模块化组件结构的面板子元件和子部件。

本发明的另一个方面是提供一种能够从标准面板子元件和标准子部件设计出复合叠层的模块化组件结构的方法。

根据本发明实现这些和其它方面的新颖和独特之处在于通过沿着至少一个所述自由边缘优选沿着至少一个自由切割边缘机加工联接轮廓来执行步骤d),或者通过提供所述第一联接轮廓作为单独部分来执行步骤d),所述单独部分随后沿着所述至少一个自由边缘被附接。

可以以任何期望的方式进行浇注步骤a),只要得到的伸长复合叠层片面板可以在步骤b)中脱模,以在步骤c)中被切割。

在步骤a)中,可以例如在伸长阴标准模具中制造伸长复合叠层片面板,以生产具有根据后续分段的预期长度而选择的给定长度的标准面板,从而避免面板长度的过度浪费。可以在多个相同的模具中同时进行浇注。模具具有有限的高度并且是伸长的,因此模具可以堆叠以进行固化,根据所选择的聚合物,所述固化优选可以在烘箱中或者通过紫外线辐射进行,以加速固化过程,从而使模具自由以用于新的模具循环。

替代步骤a)包括在无尽模具中制造伸长复合叠层片面板。这种模具可以是例如具有封闭底的无尽模具,其中可以按顺序施加纤维增强塑料复合皮例如作为垫、预浸料或通过喷涂来施加,并且其中固化和脱模可以在生产线的连续下游工位处连续进行。

优选地,伸长复合叠层片面板由快速固化聚合物部件制成,以加速步骤a)和b)。

在步骤c)中,考虑到后续的使用或处理,将伸长复合叠层片面板切割成较短的分段。

例如,每一个分段可以用作用于步骤d)中的进一步机加工的坯料,其中沿着所述至少一个自由切割边缘提供至少第一联接轮廓。

在执行步骤d)之前,步骤c)中产生的分段具有:至少一个自由切割边缘;自由第一边缘,该自由第一边缘具有与步骤a)中浇注的伸长复合叠层片面板的自由第一伸长边缘相同的轮廓;以及自由第二边缘,该自由第二边缘具有与步骤a)中浇注的伸长复合叠层片面板的自由第二伸长边缘相同的轮廓。

在面板子元件的最简单的实施例中,可以在步骤d)中机加工所获得的分段,使得所述至少一个切割边缘设有第一联接轮廓。步骤c)和d)可以紧接在步骤b)后或稍后执行。还有一种选择是在步骤b)之后立即执行步骤c),并且稍后执行步骤d)。还有一种选择是步骤d)的机加工与步骤c)的切割同时进行。

在替代实施例中,通过如下方式执行步骤d):提供作为单独部分的第一联接轮廓,并且沿着伸长复合叠层片面板的自由伸长边缘和/或切割边缘或者沿着面板子元件的分段的自由边缘和/或切割边缘来附接所述第一联接轮廓。

优选地,可以使用任何合适的附接装置来至少沿着所述至少一个自由切割边缘而附接单独部分形式的第一联接轮廓。所述附接装置包括但不限于通过胶粘和/或其它紧固件来进行紧固。可以例如在相应的自由伸长边缘和单独的联接轮廓之间使用中间紧固轮廓,并且可以另外使用胶水和任何类型的紧固件来产生单独的联接轮廓与自由切割边缘的牢固且可靠的紧固。示例性的中间紧固轮廓可以例如具有H形的横截面区域,以接收面板子元件的相反面向的自由边缘或联接轮廓以及需要添加到面板子元件以赋予所述面板子元件所需的联接功能的相反的单独联接轮廓。可以将单独的联接轮廓添加到整个伸长复合叠层片面板的任何自由边缘或者添加到分段的任何边缘,只要方便且适宜即可。

通过预处理步骤a)至d),制造了多个类似的面板子元件,准备用于用在组装模块化组件结构中。

以此方式可以制造不同种类的面板子元件。步骤c)的切割可以例如被调整以切割出不同长度的分段,并且以这种方式制造出长度不同但通常宽度相同的成批的面板子元件,但也可以进行后续的纵向切割和机加工。典型地,可以根据模块化组件结构的高度、宽度或深度中的任一项来选择面板子元件的长度。与传统技术中的在浇注期间提供所有的联接轮廓相反,步骤d)中的机加工可以方便地在步骤c)之后的任何阶段为面板子元件提供特定联接轮廓。

因此,与由复合叠层(例如玻璃纤维/泡沫夹层叠层)的多个较小定制部分组装而成的传统的非常大的结构相比,本发明提出了在不需要首先从物理模型制造出许多定制模具部分的情况下制造模块化组件结构。代替地,模块化组件结构由复合叠层片面板的几个不同种类的面板子元件以及可选的几个附加的其它子部件组装而成。面板子元件具有标准联接轮廓、几个标准尺寸和标准形状,并且面板子元件能够被容易地进一步机加工、缩小尺寸和/或处理,以制造诸如凹部、切口分段的特殊的适配特征以及被进一步分割等,从而有助于联接和连接到其它机械和装置,并满足任何特殊需要。因此,节省了用于定制模具制造、层叠的大量成本,并且由于节省了识别传统定制模块化组件结构的拼构的正确组装顺序的时间,所以能够节省大量组装时间。可以由相同的有限种类的标准面板子元件制造出许多尺寸的标准结构。因此,模块化组件结构是四面板子元件长结构还是五面板或更长面板子元件结构并不重要;待组装的面板子元件的来源几乎相同。

与所有联接轮廓都在模制过程中形成的现有技术相反,可以稍后在切割分段的所述至少一个自由切割边缘中机加工至少第一联接轮廓,以产生面板子元件。

分段的两个相反的切割边缘可以设有机加工的联接轮廓。机加工的联接轮廓可以具有相同或不同的横截面,包括成镜像的横截面,这取决于模块化组件结构的后续用途,并且考虑到提供具有一定取向自由度的面板子元件。

在相反的自由切割边缘处的第一联接轮廓可以例如被成形使得面板子元件的哪一端或哪一个边缘面向上或下或者面向右或左都不重要。替代地,切割分段可以被机加工,使得成品面板子元件在自由切割边缘处具有与第一联接轮廓相反的第四机加工联接轮廓。切割分段也可以在相反的自由边缘处具有浇注的第一联接轮廓和/或机加工的第四联接轮廓。

只要已经从伸长复合叠层片面板切割出一个分段,就可以进行机加工,使得面板子元件立即被制造成随时可用的产品,或者稍后可以进行或多或少的机加工,在这种情况下,伸长复合叠层片面板或切割分段作为半成品被存储。

伸长复合叠层片面板的自由第一伸长边缘可以设有第二联接轮廓,且/或伸长复合叠层片面板的相反的第二伸长自由边缘可以设有第三联接轮廓,该第二联接轮廓和第三联接轮廓有利地用于容易地使两个相邻的面板子元件并排接合。可以浇注或机加工出第二联接轮廓和第三联接轮廓。

鉴于所述接合,第二联接轮廓和第三联接轮廓在视图或者多功能用途和取向上可以是相同或不同的,以具有面板子元件的取向自由度。优选地,第二联接轮廓和第三联接轮廓是互补的,以匹配在一起,并且这种方式赋予了面板子元件能够并排串联连接的性能。然后,通过将第一面板子元件的第二联接轮廓串联接合到一系列的最后一个面板子元件的第三联接轮廓,可以将长系列的这样的面板子元件例如形成为封闭的环形结构。

步骤a)和b)中制造的伸长复合叠层片面板可以是大致平坦的,因此该伸长复合叠层片面板至少在面皮中的一个面皮上在自由第一伸长边缘与相反的第二伸长自由边缘之间是大致直的。然而,在浇注、固化和/或脱模期间,存在以下趋势:浇注物体轻微收缩,且/或浇注物体使自由第一伸长边缘和相反的第二伸长自由边缘向上转动离开模具的底,使得所述自由第一伸长边缘和相反的第二伸长自由边缘稍微彼此靠近。在这种构造中,伸长复合叠层片面板仍可以被认为是总体平坦的,尽管其伸长边缘可能稍微偏离伸长复合叠层片面板的整个的至少一个面皮平面。可选地,自由第一伸长边缘和相反的第二伸长自由边缘可以偏离到步骤a)和b)中制造的伸长复合叠层片面板的同一侧,以使复合叠层片面板不会明显地凹陷/凸出。需要强调的是,步骤a)和b)中生产的伸长复合叠层片面板的任何弯曲、凹度/凸度都很小,使得所述伸长复合叠层片面板的总体感觉是所述伸长复合叠层片面板是平坦的板,该板可选地具有加强肋,如下面将进一步详细描述的。

如上所述,可以以多种方式为面板子元件提供第二联接轮廓和/或第三联接轮廓,并且以类似于第一联接轮廓的方式提供第二联接轮廓和/或第三联接轮廓。

一种方法是在浇注步骤a)中将第二联接轮廓和第三联接轮廓中的一者或两者模制成伸长复合叠层片面板的一体部分。在该实施例中,模具被预先设计用于制造相应的联接轮廓,使得可以使相应的第二联接轮廓和第三联接轮廓的轮廓立即准备好用于匹配。优选地,当在相邻的面板子元件之间形成接头时,第二联接轮廓和第三联接轮廓匹配在一起。因此,一排接合的面板子元件中的面板子元件可以具有第二联接轮廓和第三联接轮廓,使得相同类型的面板子元件沿着组装好的一排面板子元件重复。在替代方案中,第一面板子元件类型可以沿着自由第一边缘和自由第二边缘具有相同的第二联接轮廓,该第一面板子元件类型与第二面板子元件类型交替组装,所述第二面板子元件沿着其自由第一边缘和自由第二边缘具有第三联接轮廓。

在替代方案中,可以通过于在步骤b)之后执行且在步骤c)之前执行的另外的步骤b')中机加工伸长复合叠层片面板的整个自由第一伸长边缘和/或整个相反的第二伸长自由边缘来制造第二联接轮廓和第三联接轮廓中的一者或两者。在该实施例中,能够简单地通过模制出具有平行短边缘和平行长边缘的简单矩形复合叠层片来制造伸长复合叠层片面板,可可选是暴露在相反的面皮之间的芯。

也可以在步骤c)之前执行的另外的步骤c'中在于所述至少一个第一切割边缘中机加工所述至少一个第一联接轮廓同时在切割分段中机加工第二联接轮廓和第三联接轮廓,在步骤d)中机加工第二联接轮廓和第三联接轮廓,或者在步骤d)之后机加工第二联接轮廓和第三联接轮廓。

因此,联接轮廓的机加工可以在本发明的方法期间的任何合适的阶段进行,并且可以对伸长复合叠层片面板的任何自由边缘、切割分段的任何自由边缘以及对任何半成品面板子元件的任何自由边缘进行联接轮廓的机加工。

机加工暴露了芯(例如泡沫芯),这在风力机工业中通常是不被接受的,然而,由于相应的联接轮廓的匹配标准设计,所以任何暴露的芯将被限制在封闭的接头中,例如被限制在相邻面板子元件的面皮之间或者在面板子元件的面皮与组装模块化组件结构所需的任何附加子部件之间,这将在下面参考附图进一步详细描述。考虑到通过机加工打开泡沫芯,优选的泡沫芯具有闭胞孔结构,以降低湿气和液体进入的易损性。

至少预处理步骤a)、b)和c)、优选还有步骤d)可以在连续线生产过程中执行,以节省处理时间。这种线生产过程可以具有若干个连续的制造工位,用于执行每一个相应的预处理步骤。例如,合适的线生产过程可以包括浇注工位、固化工位、脱模工位、切割工位和机加工工位。线生产过程的机加工工位甚至可以随后是另外的精整工位,例如喷漆工位、贴标工位、质量检查工位、测试工位、分拣工位等。半自动或全自动线生产过程是优选的,例如连续的全自动的线生产过程。可以有利地应用自动机械和计算机化设备,以简化方法和生产线,从而消除对人类交互的需求以及对制造过程的相关的不可预见的影响。然而,部分自动化或完全非自动化的生产过程和方法不应被排除在本发明的范围外。

机加工的面板子元件构成中间面板产品,在另外的步骤e)中,该中间面板产品可以被保存在库存区处,直到被挑出以用于随后组装成用于模块化组件结构的套件。通过这种方式,能够在下订单后立即或不久在库存区处将一定种类和数量的用于模块化组件结构的各种面板子元件收集、包装并递送给客户。组装模块化组件结构所需的其它子部件可以是所述套件的一部分,也可以从库存区挑出。

替代地,在步骤c)中切割成分段之前,伸长复合叠层片面板可以作为中间面板产品被储存。

以类似的方式,组装模块化组件结构所需的其它子部件可以作为半成品保存在库存区,根据对用于模块化组件结构的成套零件的订单来处理(例如还切割和/或机加工)所述半成品。

该方法可以包括一个或更多个另外的步骤f),即为第一联接轮廓、第二联接轮廓、第三联接轮廓和/或第四联接轮廓中的任一个联接轮廓提供至少一个附加联接装置,而不管这种联接轮廓是浇注的还是机加工的。附加联接装置可以例如选自包括如下装置的组:粘合装置,可选地是胶带;和/或机械紧固装置,该机械紧固装置可选地包括用于接收盲紧固件(例如空心铆钉)的安装孔和/或用于盲紧固件的背衬装置;以及这些附加联接装置的组合。安装孔可以设置在任何位置处,不限于在第一联接轮廓、第二联接轮廓、第三联接轮廓和第四联接轮廓处的位置。安装孔也可以被设置成从相应的联接轮廓缩回,安装孔可以完全延伸或者是在任何位置处部分延伸穿过复合叠层的盲孔,安装孔可以延伸穿过面板子元件的整个厚度,或者安装孔可以适合于各种类型的铆钉、螺钉或螺栓。背衬装置(例如用于空心铆钉的夹和用于螺栓的垫圈)可以与安装孔相关联地设置。

在组装最终的模块化组件结构期间,优选使用盲紧固件系统来组装通过本发明的方法制造的面板子元件,以最大可能地避免纤维增强塑料的外皮层被过度进一步穿透。使用盲紧固件的另外的优点是,可以快速且容易地施加盲紧固件,例如使用铆接钳来施加,特别是在难以从待组装的部分的两侧进入的情况下。当组装模块化组件结构的面板子元件和其它子部件时,空心铆钉由于允许防振组装、不损伤表面并且提供防篡改的高夹持和高上拉强度而是用于安装在安装孔中的优选机械紧固装置。

为联接轮廓提供附加联接装置的步骤f)可以方便地在步骤b)之后且在步骤c)之前、在步骤b')之后、在步骤c')之后和/或在步骤d)之后执行。如果例如在步骤a)中浇注的联接轮廓上施加胶带形式的附加联接装置,则第一步骤f)可以紧接在步骤b)之后。然后,在执行步骤c)之前,可以进行第二步骤f),该第二步骤f)可以包括钻孔出用于接收机械紧固装置(优选是盲紧固件)的安装孔,包括用于接收合适类型的盲铆钉的安装孔。在该实施例中,安装孔可以简单地钻孔穿过胶带。

在替代实施例中,在组装模块化组件结构期间,在施加胶带之前制造用于接收盲紧固件的安装孔,并且盲紧固件可以简单地被强制穿过所述胶带。

在又一个替代实施例中,在步骤b)中的脱模之后,可以在第一步骤f)中钻孔出用于接收盲紧固件的安装孔,并且可以将具有预制孔的胶带施加到相应的联接轮廓上,所述预制孔具有与安装孔之间的距离对应的距离。

将背衬装置设置成嵌入芯(例如泡沫芯)中的一体部分的步骤f)甚至可以在浇注步骤a)中通过例如***例如金属条和/或夹形式的背衬装置来完成,在这种情况下,背衬装置可以被设置成以与安装孔匹配的距离彼此间隔开。所述条或夹可以例如沿着自由第一伸长边缘和/或相反的第二伸长自由边缘分布在插置在具有例如所得芯的总厚度的一半的两个泡沫垫之间的带上并且从所述自由边缘缩回一段距离,该距离限定了相关安装孔的位置下方的位置。在一些位置处,***背衬装置的步骤f)也可以在组装位点处结合盲紧固件的***来完成。在面板子元件的对应切割分段已经被切割并机加工之后,也可以通过将背衬装置***面皮和芯之间而将与背衬装置的设置相关的步骤f)施加到面板子元件的自由切割边缘。

对于机加工的联接轮廓,在预先在联接轮廓上施加或不施加胶带的情况下,在另一个步骤f)之前或之后,可以在步骤b)之后、在步骤b')之后、在步骤c')之后或在步骤d)之后进行设置用于接收盲紧固件的孔的步骤f),这些替代方案的组合也是可以的。

因此,在该方法期间,在方便、有利和/或最容易的时候,可以在多个阶段提供步骤f)。

因此,用于接收盲紧固件的孔总是预制的,并且不需要根据模块化组件结构的特定设计来制造。预制孔能够实现稍后的组装,因为模块化组件结构的尺寸和形状是由标准尺寸和标准形状的面板子元件所确定的标准尺寸。因此,预先知道了在该方法期间制造或要制造孔和盲紧固件的位置。模块化组件结构的尺寸和形状的放大或缩小与增加或减少面板子元件数量有关,并且这种缩放对组装方法本身的复杂性影响很小或没有影响。放大或缩小也可以包括对一些面板子元件和/或其它子部件进行尺寸缩小和进一步机加工。

将模块化组件结构制成可缩放的模块化组件的另一个优点是,模块化组件结构在受到各种外力时的行为的知识容易被计算、模拟,因此对于多种用途和环境来说是可预测的。

作为如何制造可以在步骤f)中提供的相应联接轮廓的所述至少一个附加联接装置的示例,可以提及的是,可以例如通过以下方式制成所述至少一个附加联接装置:

-在任何联接轮廓中钻孔出安装孔,优选使得在步骤c)之前、在步骤b')之后或在步骤c')之后在自由第一伸长边缘的第二联接轮廓中且/或在相反的第二伸长自由边缘的第三联接轮廓中钻孔出第一安装孔,优选使得第一安装孔被设置在相应的联接轮廓中且被设置在为相邻面板子元件在第一联接轮廓和第二联接轮廓处的稍后组装而选择的位置处,且/或

-在步骤c)之后,在第一联接轮廓和/或第四联接轮廓中钻孔出第二安装孔,且/或

-在面板子元件的组装期间,以背衬装置的形式优选以在被选择成在安装孔下方的位置处***芯中的金属条或金属夹的形式提供所述至少一个附加联接装置,且/或

-在钻孔出所述安装孔之前或之后,沿着所述相应的联接轮廓以胶带的形式设置所述至少一个附加联接装置。

一个或更多个上述附加联接装置的组合在本发明的范围内。

可以在该方法的若干个阶段处制造机加工的联接轮廓,包括通过步骤d)中的机加工、步骤b')中的机加工和/或步骤c')中的机加工来制造。可以通过去除一个或更多个以下分段来获得机加工的联接轮廓的横截面:

-第一纤维增强塑料面皮的至少边缘分段;和/或

-第二纤维增强塑料面皮的至少边缘分段;和/或

-芯的至少一些边缘分段,优选地沿着相应的至少一个自由边缘分段去除芯的整个厚度;和/或

-芯的在所述第一纤维增强塑料面皮和所述第二纤维增强塑料面皮之间的边缘分段。

优选地,机加工的联接轮廓是L形的,其中L的短腿将芯暴露,并且L的长腿是突出的单个纤维增强塑料面皮。L形联接轮廓可以被转动成重叠关系,使得短腿的暴露的泡沫芯被布置成以最小的间隙彼此面向,使得例如泡沫芯的胞孔结构变得隐藏并因此再次闭合,并且使得L形联接轮廓的长腿覆盖例如相邻面板子元件的面皮。金属夹形式的背衬装置可以方便地具有足以从L的长腿的自由端到达相关的安装孔之外的长度。优选地,背衬装置可以具有孔口,以接收机械紧固装置,该孔口将与相应联接轮廓的相应安装孔对准。

联接轮廓的另一个轮廓可以是在第一纤维增强塑料面皮和第二纤维增强塑料面皮之间突出的键,并且联接轮廓的又一个轮廓可以是在第一纤维增强塑料面皮和第二纤维增强塑料面皮之间的狭槽。联接轮廓的这些轮廓示例不应被解释为限制用于实现联接轮廓的其它设计的选项,无论这些联接轮廓是机加工的还是通过紧固添加的。

在模块化组件结构的大多数实施例中,联接轮廓也旨在用于与其它种类的面板子元件或子部件联接。因此,例如机加工或浇注的第一联接轮廓、第二联接轮廓、第三联接轮廓和/或第四联接轮廓中的任一个也可以与在组装方法中使用的另一个子部件组装在一起,以获得模块化组件结构。这样的子部件的示例包括但不限于:角轮廓,该角轮廓用于将两个相邻面板子元件联接成角度关系;或者拐角轮廓,该拐角轮廓用以在例如组装三个面板子元件以创建拐角时完成拐角。变通地,在一行或一系列面板子元件中,一个面板子元件的第二联接轮廓被设计成与相邻面板子元件上的第三联接轮廓联接。

角轮廓可以具有与面板子元件类似的联接轮廓,从而以与上述类似的方式与所述面板子元件的联接轮廓联接。为了在拐角处固定三个面板子元件的接合,可能需要附加的接合装置例如作为来自模块化组件结构内部的背衬装置,用于将拐角轮廓进一步固定到在拐角处相遇的所有三个面板元件,可选地将拐角轮廓也固定到到达拐角中的任何角轮廓。

典型地,面板子元件的长度对应于模块化组件结构的高度,这将结合本发明的优选实施例的详细描述而更加清楚。

伸长复合叠层片面板可以有利地是沿着长度具有一个或更多个加强肋的伸长面板。然后,所述初始面板的切割分段得到了平行于自由第一边缘和相反的自由第二边缘延伸的加强肋。加强肋消除了对作为用于组装模块化组件结构的骨架的金属构架的需要,并且为模块化组件结构赋予结构强度。加强肋可以优选沿着伸长复合叠层片面板的长度方向分布,优选以相等的距离分布。加强肋可以简单地由沿着伸长复合叠层片面板的长度的纵向突出窄分段构成,该纵向突出窄分段具有增加的厚度并因此在相反的第一纤维增强塑料面皮和第二纤维增强塑料面皮之间具有增加的距离,从而在加强肋处具有较厚的芯。加强肋可以从旨在面向模块化组件结构内部的面皮突出但不在相反的面皮上突出,使得从所述模块化组件结构外部来看的视觉外观没有加强肋。加强肋可以具有任何合适的横截面,包括但不限于半圆形、梯形、不规则四边形、抛物线形,加强肋可以具有凹痕和/或突起等。

因此,在优选实施例中,加强肋可以从伸长复合叠层片面板的仅一侧突出,并且相反侧是大致平面的,以提供由面板子元件组成的模块化组件结构,该模块化组件结构具有视觉上可接受的外观且具有尽可能少的空腔和缝隙,所述空腔和缝隙会使在架设组装好的模块化组件结构并将其投入运行的环境中循环的物质积聚。

当制造机加工的第一联接轮廓和/或第四联接轮廓时,其横穿加强肋,并且一些加强肋长度可以被机加工掉,使得第一联接轮廓和/或第四联接轮廓能够与另一个子部件配合,从而通过这样的子部件而与另一个面板子元件接合。这样的其它面板子元件通常也沿着其宽度、从而沿着其第一联接轮廓和/或第四联接轮廓缺少加强肋。在第一联接轮廓和/或第四联接轮廓被添加作为单独的部分的情况下,可以变通地预先设计该单独的部分,使得不需要考虑延伸到自由切割边缘的加强肋的存在,并且使得不需要机加工掉加强肋。

交互式软件模块可以适用于从多个面板子元件设计出模块化组件结构,例如,使得模块化组件结构符合预定义的设定的标准。交互式软件模块可以被构造使得用户能够简单地通过使用用户界面来从作为基本结构元件的面板子元件设计出他/她自己的模块化组件结构。

交互式软件模块可以被编程为基于例如测试结果以及安全标准从所述交互式软件模块已知的面板子元件和可选的子部件制造出模块化组件结构。例如,可以建立测试结果,以根据在各种外力施加(例如模拟某些极端条件的外力施加,例如一般模拟风力和天气条件)下的结构强度来设计各种模块化组件结构,使得模块化组件结构在投入运行时可以经受且必须能够抵抗某些环境以符合法律和规定。可以使用基于理论测试环境的计算以及物理测试环境中的实时测试结果作为交互式软件模块的基本数据,使得用户从通过本发明的方法制造的面板子元件设计出他/她自己的模块化组件结构。

大多数的用于模块化组件结构的面板子元件具有标准尺寸和标准形状,从而能够快速且容易地进行内插和外推,例如以将交互式软件模块已知的模块化组件结构放大,作为用于创建模块化组件结构的其它设计的跳板,并且用于经由交互式软件模块来制作测试模型,以在放大的模块化组件结构变得可供客户使用之前对计算出的期望值进行物理测试、确认和验证。

本发明的方法允许连续制造作为标准面板子元件的面板子元件,使得所述面板子元件总是可以作为库存的货物,或者可以从库存的半成品快速完成面板子元件,以将优选作为包括完成或几乎完成模块化组件结构的组装所需的子部件的完整套件的面板子元件不延迟地交付给客户。因此,也可以根据需要而由库存的复合叠层片面板制成所述面板子元件。

交互式软件模块可以由客户通过用户界面操作,以根据需要输入用于个性化设计模块化组件结构的数据,尽管是从所选择的标准面板子元件设计出模块化组件结构,但是可以保证模块化组件结构将被安全地架设,并且使得该模块化组件结构符合可能与待使用该模块化组件结构的技术领域相关的任何法律标准。例如响应于至少输入模块化组件结构的尺寸和形状的数据而通过交互式软件模块将组装模块化组件结构所需的任何其它子部件添加到客户的订单中。

如果用户输入目标是迄今为止未被测试或交互式软件模块未知的模块化组件结构的数据,他/她可能最初被拒绝这样的订单,但是他/她可以询问这种模块化组件结构是否最终能够制造出。然后,该方法和交互式软件模块的提供者和操作者可以决定计算是否足以将特殊模块化组件结构设定成自由订购,或者该订单是否是极端的并且需要物理测试来验证未知结构的已经作出的理论和计算的确认。

在简单且优选的实施例中,可以在阴模具的内部执行步骤a)的浇注,所述阴模具可选地可以在浇注期间被顶部覆盖。阴模具可以是连续模具,由此伸长复合叠层片面板可以被浇注成连续长度的伸长复合叠层片面板以作为初始面板。

在优选实施例中,阴模具可以用作用于形成加强肋的模具部分。在该实施例中,阴模具可以具有纵向凹槽。在层叠过程中,第一皮层被放置在凝胶涂层上以适形于阴模具的内表面,因此第一皮层沿着阴模具的宽度沿着交替的纵向凹槽和平台紧密地放置。然后,可以容易地用芯材料填充纵向凹槽,随后铺放更多的芯材料(例如泡沫垫),以覆盖已经在纵向凹槽内部且在平台顶上的芯材料。然后施加第二皮层,并使用任何合适的浇注技术(例如真空灌注)完成浇注,其中在阴模具的顶上具有或不具有阳模具部分或者使用类似的覆盖装置。

机加工步骤可以包括同步的钻孔、铣削和/或切割中的一个或更多个机加工方法,或者包括这些机加工方法的组合。有利地,可以通过钻孔制成用于盲紧固件的安装孔,并且可以通过铣削制成机加工的联接轮廓。

本发明特别涉及一种制造叠层面板子元件的方法,所述叠层面板子元件用于组装成机舱罩,其中从伸长复合叠层片面板切割叠层面板子元件作为分段,而不是根据特定设计要求将机舱罩的子元件定制成具有由机舱罩的设计以及有限的容积限定的形状和曲率。为了获得如本发明中的那样的复合叠层面板子元件的机舱罩,所述叠层面板子元件有利地被预先构造成标准面板子元件,用于直接互连或经由子部件互连。在将面板子元件直接组装成例如并排的构造中,面板子元件的边缘可以设有如上所述的各种联接轮廓。

可选地,用于机舱罩的面板子元件的至少一个联接轮廓是通过机加工自由边缘而制成的,该自由边缘是将叠层面板子元件切割成较短的分段的结果。考虑到将面板子元件引导到正确且非未对准的接合,沿着联接轮廓在预定位置处预钻孔出安装孔。

可以利用子部件,例如角轮廓、拐角轮廓和/或托架装置,以在接合的面板子元件之间产生角度,从而制成三维模块化组件结构(无论所述结构是机舱罩、车辆外壳、大型容器还是类似物),并且从而加强接合位置以及接合的面板子元件和子部件,以获得用于最终目的的模块化组件结构的足够强度。如上所述,这样的子部件可以不容纳加强肋,在这种情况下,这样的加强肋的在空间上妨碍组装的部分被机加工掉。这通常是例如两个面板子元件端对端接合但以低于或高于180°的角度接合的情况。角轮廓和拐角轮廓可以接触或面向加强肋的暴露的芯,并且托架可以用于限制任何间隙并隐藏暴露的芯并且从模块化组件结构的内部加强接头。

本发明还涉及一种组装由上述方法制造的面板子元件的方法。

本发明的组装方法包括:

-提供面板子元件;

-在所述联接轮廓具有呈胶带的形式的附加联接装置的情况下,去除任何保护衬垫;

-如果还没有提供背衬装置,则在待将盲紧固件、螺钉或类似的机械紧固装置***穿过安装孔的组装位置处为所述联接轮廓提供背衬装置;

-将相邻的面板子元件的所述联接轮廓布置成重叠关系;

-借助于所述附加联接装置将所述联接轮廓彼此固定,优选地借助于穿过所述安装孔的盲紧固件且/或借助于胶带来固定;

-可选地,施加接合压力,例如以确保面板子元件紧密接合接触。

可以在借助于附加联接装置将相邻的联接轮廓彼此固定之前或之后将胶水注入在重叠的联接轮廓之间的接头中。胶水提供附加的附接力,并且在接头处密封任何剩余的间隙和缝隙。

优选地,第一联接轮廓是异形的或具有与第四联接轮廓匹配的轮廓,第二联接轮廓是异形的或具有与第三联接轮廓匹配的轮廓,并且任何所述联接轮廓的设计可以存在于任何面板子元件和其它子部件中,特别是角轮廓中。

一旦客户订购了模块化组件结构的面板子元件和子部件的组件,就将这些制品从库存中挑出和收集或者由库存的制品来完成,并将其包装并装运到组装和架设的目的地。事实上,可以在一天内甚至更短的时间内装运诸如机舱罩的模块化组件结构的订单。

本发明的方法在制造面板子元件方面具有其特别的优点,所述面板子元件用于制造长方形的或长方体的模块化组件结构,例如机舱罩。本发明的面板子元件都是大致平坦的,因此能够被容易地堆叠,使得在机舱罩的部件和零件的运输期间,与传统的存储要求相比,存储空间和运输空间是最小的。面板子元件也简单得多,且较容易搬运和四处移动,包括容易抓取,因为每次需要吊起和/或移动新的面板子元件和任何可选的子部件时不需要改变抓取设备。另一个优点是,与用于实现相同目的的先前的模块化组件结构相比,该模块化组件结构能够由较多且较小的面板子元件组装而成,这也有助于节省运输和存储成本。又一个优点是,可以根据需要而快速制造面板子元件,因此与传统模块化组件结构(例如机舱罩)的长订购时间相比,即使在库存很少或缺货的情况下,装运订单的延迟也是微不足道的。

本发明还涉及一种对上述的制造用于模块化组件结构的面板子元件的方法的修改。该方法的修改在于,在步骤a)中,通过挤出可选地通过拉挤来制作伸长复合叠层片面板,并且步骤b)是固化步骤。通过例如拉挤来制造面板子元件不需要由模块化组件结构的模型制成的定制模具。

附图说明

本发明的模块化组件结构由面板子元件以及可选的子部件组成且结构非常简单。基本上,本发明并不旨在制造具有高曲率的复杂结构。如下面将参照附图描述的,用于模块化组件结构的绝大多数面板子元件具有标准尺寸,以制造标准设计的模块化组件结构,该标准设计由作为限制因素的面板子元件的尺寸所限定,但是客户仍然能够根据这些可选地与有限数量的附加子部件组合的面板子元件来设计他/她自己的模块化组件结构,在附图中:

图1是示出本发明的方法的第一实施例的总体流程图,

图2是步骤a)的浇注的实施例的流程图,

图3是示出本发明的方法的第二实施例的总体流程图,

图4是从第一面皮看到的伸长复合叠层片面板的局部透视图,

图5是从图1中所示的伸长复合叠层片面板切割的面板子元件的透视图,并且是从旨在作为组装好的模块化组件结构的内面皮的第一面皮看到的,

图6示出了从相反的第二面皮看到的图5的面板子元件的透视图,所述第二面皮旨在作为组装好的模块化组件结构的外面皮,

图7以放大比例示出了图5中圈出的面板子元件的细节,

图8是实施面板子元件的机舱罩的分解透视图,

图9示出了处于组装状态的图8的机舱罩,

图10是穿过在两个基面板子元件的两个相邻联接轮廓之间的接头截取的截面图,

图11是背衬装置的放大比例的侧视图,

图12是角轮廓的透视图,

图13是角轮廓的端视图,

图14示出了图9中所示的机舱罩,其中省略了侧面板,

图15是第一托架的透视图,

图16是第二托架的透视图,

图17是从面向机舱罩内部的面看到的框架托架的透视图,

图18示出了从相反面看到的图17的框架托架的透视图,

图19是图14中的内拐角的圈出部分的视图,该内拐角是借助于角轮廓通过组装三个面板子元件而形成的,

图20是从面向机舱罩内部的面看到的拐角托架的透视图,

图21是穿过在面板子元件的自由边缘和单独的联接轮廓之间的接头的第一实施例截取的截面图,其中自由边缘不具有在浇注过程中制成的预制的联接轮廓也不具有机加工的联接轮廓,

图22是穿过在面板子元件的自由边缘和单独的联接轮廓之间的接头的第二实施例截取的截面图,其中自由边缘不具有在浇注过程中制成的预制的联接轮廓也不具有机加工的联接轮廓,

图23是穿过在面板子元件和角轮廓之间的替代接头截取的截面图。

具体实施方式

在下文中,本发明的方法被描述为与制造作为玻璃纤维/泡沫夹层初始面板的伸长复合叠层片面板相关的非穷举性且非限制性的示例。复合叠层片面板18的示例在图4中示出,并且由所述面板18制成的面板子元件34分别在图5和图6中从相反的面皮19、21示出。因此,对于图5、图6和图7中所示的面板子元件34以及图4中所示的伸长复合叠层片面板18,结合对图1至图3中的方法的描述使用相同的附图标记。

应当注意,伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板和面板子元件可以具有其它设计,包括但不限于联接轮廓的其它设计、安装孔之间的其它距离、其它厚度、宽度和长度,并且至少第二联接轮廓和第三联接轮廓可以在机加工步骤而不是浇注步骤中制成。甚至安装孔也可以在浇注步骤中制成,并且在浇注步骤中也可以并入背衬装置。方法、伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板、面板子元件、子部件和模块化组件结构的实施例是作为能够根据本发明实施和制造的多个实施例的非限制性示例而提供的。因此,附图中给出的示例并不是对本发明的穷举。

在本发明的方法的第一示例性实施例中,如将结合图2进一步解释的,浇注伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18在步骤a)中进行且在浇注工位1处进行。在浇注步骤a)中,可以简单地由具有预限定宽度的卷材来供应用于伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的外玻璃纤维皮的相反玻璃纤维层19、21以及在相反玻璃纤维层之间的泡沫芯35层,所述预限定宽度与适合于制造最终伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的相应宽度相对应,而无需额外的纵向尺寸缩小以配合模具。因此,将相反玻璃纤维层和泡沫芯层预切割成特定形状的需要可以被限制为从与约模具长度相对应的卷材长度横向切割。待层叠的层的初始切割由此显著减少,因为这些层的宽度是预先给出的,以对应于伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的层的最终宽度。这样节省了相当多的层叠时间并因此节省了浇注时间。然而,本发明不排除层叠较小件的玻璃纤维层坯料和/或泡沫芯层坯料,以浇注伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的长度。

步骤b)在脱模工位2处执行,在该工位处,将浇注并固化的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18从模具中取出,以进行进一步处理,例如切割和机加工。如果例如使用真空模具来执行步骤a)的浇注,则使压力均衡,并且去除顶模具(例如真空箔和/或硅盖)和/或阳模具部分。然后将现在浇注并固化的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18从阴模具取出,或可选地将所述初始面板18从阴硅模具***件取出,该阴硅模具***件衬在阴模具中以进一步容易取出浇注的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板,尽管已经施加了凝胶涂层。

然后,浇注的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18直接前进到第一机加工工位3,其中根据第一步骤f)沿着所述刚浇注的初始面板的相反的第二联接轮廓23和第三联接轮廓25的长度钻孔出第一安装孔29a、29b;30a、30b。可选地,在第一机加工工位3处,在伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的短端处还为浇注的第一联接轮廓27提供第二安装孔28a、28b。如果在没有所述第二联接轮廓23和所述第三联接轮廓25的情况下浇注伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18,则也可以在第一机加工工位3处进行其它种类的机加工,例如机加工第二联接轮廓23和第三联接轮廓25的步骤b')。在第一步骤f)之前或之后的附加步骤f)中,可以例如在由虚线框所示的第一处理工位4处将胶带45施加到第二联接轮廓23和第三联接轮廓25中的一个或两个上。

伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的预精整(例如砂磨、抛光和清洁)可以在预精整工位5处进行,该工位5也可以用作质量检查工位,在该质量检查工位中获得诸如表面结构、粗糙度、结构和化学强度、联接轮廓检查等的参数。在预精整/质量检查工位5之后,浇注的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18被放置在面板库存区6处,直到模块化组件结构的订单需要由该伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板来制造面板子元件34。在替代方案中,伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板在没有预精整和/或质量检查的情况下被放置在面板库存区6处,在这种情况下,当将伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18从面板库存区6挑出以将其进一步预处理成面板子元件34时,执行所述预精整和/或质量检查。

当用于模块化组件结构(例如图8和图9中所示的机舱罩37)的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板34被收集在面板库存区6处,并且可选地已经对其进行了进一步预精整和/或质量检查时,可以将所述初始面板34运输到第二机加工工位7,在第二机加工工位7处,通过根据步骤c)将伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18在(n-1)个切割线CL处横向切割,从而将伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18切割成一个接一个的n个较短的分段S1,S2,…,Sn。需要强调的是,n可以是2。在相同的第二机加工工位7中,或者在单独的后续的第三机加工工位8(如虚线框所示)中,沿着面板子元件34的自由切割边缘26机加工面板子元件34,以为所述自由切割边缘提供第一联接轮廓27或第四联接轮廓32。

应当注意,在使用闭合模具来制造伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的本发明的方法的浇注步骤a)中,所述伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板的相反的短端可以已经设有浇注的第一联接轮廓27或第四联接轮廓32,对应的安装孔、附加的联接轮廓以及任何机械紧固装置将以类似于在第二联接轮廓23和第三联接轮廓25处执行的相同的方式例如在相同的时间和相同的工位处施加到浇注的第一或第四联接轮廓。因此,如果伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18仅被切割成两个分段S1和S2,则由第一分段S1制成的第一面板子元件34可以具有浇注的第一联接轮廓27和机加工的第四联接轮廓32,并且第二分段S2可以具有浇注的机加工的第一联接轮廓27和浇注的第四联接轮廓32。

在切割在其相反的短端处具有浇注的联接轮廓的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的情况下,n-2个另外的分段Sn至S2中的任一个可以具有机加工的第一联接轮廓27和机加工的第四联接轮廓32。因此,如果伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18被切割成若干个分段S,则由端分段S1、Sn制成的面板子元件34可以具有一个浇注联接轮廓和相反的机加工联接轮廓,但是其余的面板子元件具有相反的机加工的第一联接轮廓和第四联接轮廓。如果在根本没有任何联接轮廓的情况下浇注伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板,则所有所述联接轮廓当然都是机加工的联接轮廓。

对于本发明的方法的本示例性实施例,在随后的精整工位9处或随后的单独的第二处理工位10(在图1中由虚线框表示)处,将胶带35和/或安装孔28a、28b、29a、29b、30a、30b和/或背衬装置36设置到第一联接轮廓27和/或设置到第四联接轮廓32。

因此,例如,可以在预精整工位4处将胶带45或其它种类的粘合装置添加到第一联接轮廓27、第二联接轮廓23、第三联接轮廓25和/或第四联接轮廓32中的一个或更多个,可以在布置在脱模工位2之后或第一机加工工位3之后的单独的第一处理工位4中添加胶带45或其它种类的粘合装置,或者可以在精整工位9之后或预精整工位4之后的单独的第二处理工位10中添加胶带45或其它种类的粘合装置,或者可以在第二机加工工位7之后的单独的处理工位(未示出)中添加胶带45或其它种类的粘合装置,或者甚至可以在精整工位7中添加胶带45或其它种类的粘合装置。这些施加胶带45的阶段的组合在本发明的范围内。特别地,可以在本发明的方法的任何步骤处完成胶带45或其它种类的粘合装置的施加,其中联接轮廓被暴露并准备好进行所述施加。特别地,在伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板被浇注成一定长度的手工层叠过程中,在本发明的方法期间存在可以施加胶带45的多种阶段。

第三步骤f)可以包括:当盲紧固件装置43***穿过安装孔28a、28b;29a、29b;30a、30b时,并入用于盲紧固件装置43的背衬装置36形式的附加联接装置。如上所述,如果沿着浇注的第一联接轮廓27、第二联接轮廓23、第三联接轮廓25或第四联接轮廓32需要背衬装置36,则这样的第三步骤f)可以作为浇注步骤a)的一体部分。沿着机加工的联接轮廓需要的背衬装置36可以从侧面***暴露的泡沫芯35中,例如,使用根据深度适当构造的工具将所述背衬装置36从侧面射入到泡沫芯35中,所述背衬装置36需要到达泡沫芯35内部,以恰当对准在安装孔28a、28b;29a、29b;30a、30b的下方。替代地,通过手或通过敲打来将背衬装置36从暴露的机加工侧推入泡沫芯35内部。

如图1中所示,在面板子元件34离开精整工位9(可选地离开第二处理工位10)之后,面板子元件34可以或可以不被传送回面板子元件库存区17,或者可以在包装工位11处被包装(可选地与其它所需的子部件一起被包装),用于进一步经由装运工位12装运给客户。模块化组件结构的组装13发生在适当的位置,并且由于模块化组件结构由有限种类的标准部件组成而需要最少的技能,并且最终的形状并不复杂。

如果在已经从连续浇注的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的无尽长度切割分段S1,…,Sn的同时在所述第三机加工工位8处提供机加工的联接轮廓,则沿着任何浇注的联接轮廓施加胶带45优选在脱模工位2之后在第一处理工位4处进行,并且将胶带45施加到机加工的联接轮廓优选在第三机加工工位8处进行。也可以在第三机加工工位8处或者甚至在第二处理工位10处制成机加工的联接轮廓。

步骤a)的简单实施例的最重要的浇注子步骤在图2中示出。

在子步骤A中,用凝胶涂层涂覆用于浇注伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的模具。在随后的子步骤B中,凝胶涂层经受紫外辐射,以使所述凝胶涂层至少部分地固化,随后在作为层叠步骤的子步骤C中,沿着涂覆有凝胶的模具的长度放置第一层玻璃纤维垫。在子步骤D中,将泡沫芯垫层叠在第一层玻璃纤维垫的顶上,然后在子步骤E中,将第二层玻璃纤维层叠在泡沫芯层的顶上。然后在子步骤F中将模具覆盖并将其置于真空下,使得当在子步骤G中灌注聚合物树脂时,所述树脂分布到玻璃纤维垫的相反的外层中并充分进入泡沫芯层中,以结合成具有结构强度的连贯结构,一旦在子步骤H中已经允许树脂固化,则该连贯结构允许切割和机加工初始面板18。然后在步骤b)中进行脱模。

这种夹层构造通常包括轻质芯,其弯曲强度和弯曲模量远远超过单独的玻璃纤维皮叠层的挠曲强度和挠曲模量。低密度的芯材料不会直接贡献初始面板的刚度;而是,皮层之间的距离是主要因素。所以,通过调整芯材料的厚度,可以产生具有较大或较小刚度的复合夹层面板。因此,可以使用相同的工序来制造可弯曲的伸长复合叠层面板。

在芯材料使玻璃纤维皮层保持彼此等距,从而增加组合的复合叠层结构的刚度的同时,该芯材料也承受大部分的剪切载荷。在弯曲时,下皮层受到张力,而相反的纤维增强塑料皮层受到压缩,从而使芯受到剪切力。为了使复合叠层面板正确发挥作用,皮层和芯材料之间的结合优选至少与芯材料本身一样坚固,使得当该结构经受外力时,可以传递载荷以消除或至少降低分层、开裂及其扩散的风险。在没有适当结合的情况下,这三层,因此芯和相反的皮层、板的刚度和受控弯曲能力丧失。

可以使用多个种类的玻璃纤维垫和泡沫芯,包括能够从多个供应商购买的商业产品,并且这些玻璃纤维垫和泡沫芯存储在卷材上,从该卷材切割出与模具的长度和宽度匹配的合适长度。替代地,玻璃纤维垫和泡沫芯可以作为片或垫购买。

作为用于在本发明的步骤a)中层叠初始面板的层的玻璃纤维复合材料的非限制性示例,可以提及Combimat 1380。Combimat 1380是一种缝线结合的复合纤维增强织物,其面积重量为1380g/m2。Combimat 1380由四层组成:0度方向上的单向粗纱层(300g/m2)、90度方向上的单向粗纱层(300g/m2)、中间的聚丙烯非织造层(180g/m2)以及在聚丙烯层外侧上的短切原丝(CSM)形式的层(300g/m2)。Combimat 1380的厚度为约1.9mm至2.0mm。短切原丝层构成外层,即伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板的面皮。作为应力分布的结果,灌注树脂的90度上的单向粗纱层的区域的刚度低于灌注树脂的0度上的单向粗纱层的区域的刚度。Changzhou Utek Composite(常州联拓复合材料)有限公司只是Combimat 1380产品的许多供应商中的一个供应商。

需要强调的是,Combimat 1380只是能够用于制造伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板的多种产品中的一种。泡沫芯可以由通常用于复合夹层的任何合适的材料制成。聚丙烯(PP)的聚合物替代品包括但不限于聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)或聚氨酯(PU)。芯材料的非聚合物替代品的非穷举列表包括端切轻木和铝蜂窝芯。

如果层叠过程是自动且连续的方法,例如使用无尽模具结构的自动化连续线生产,则可以根据图3中所示的一般步骤来执行该方法,然而也可以包括其它步骤序列和工位,并且以不同的顺序执行该方法。对于与该方法的第一实施例相同的工位,使用相同的附图来标记。

如图1中所示,结合本发明的方法的第一实施例对浇注工位1、脱模工位2和第一机加工工位3进行说明。如针对第一实施例所述,可以并入或施加附加的联接装置,例如胶带45以及诸如安装孔和背衬装置的机械紧固装置。

图3中所示的方法的第二实施例与图1中所示的方法的第一实施例的不同之处在于,在第一机加工工位3(在该第一机加工工位3处,已经分别在脱模的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的相反的第二联接轮廓23和第三联接轮廓25中钻孔出第一安装孔29a、29b;30a、30b)之后,所述面板18在切割分段14处被切割成合适的分段Sn,而不是将初始面板18放置在面板库存区6处。在修改的第二实施例中,切割分段14被布置在第一机加工工位3的上游,使得在每一个切割分段S中而不是沿着初始面板18的整个长度而钻孔出第一安装孔29a、29b;30a、30b。

在随后的第二机加工工位15处,通过沿着切割分段Sn的自由切割边缘26来机加工切割分段Sn以为所述自由切割边缘提供在相反的端部处的第一联接轮廓27和/或第四联接轮廓32,从而产生面板子元件34。然后在相同的第二机加工工位15处钻孔出第二安装孔28a、28b;33a、33b,并且将面板子元件34一个接一个地连续传送通过精整工位9、质量检查工位16,然后将其传送到面板子元件库存区17,在元件库存区17处,面板子元件34被存放直到被进一步使用,例如被存放直到当订购模块化组件结构(例如图8和图9中所示的机舱罩37)时。响应于这样的订购,从面板子元件库存区17中挑出一定数量和种类的面板子元件34,并将其与组装模块化组件结构37所需的任何其它子部件(例如随后的附图中所示的子部件)一起发送到包装工位11。以与针对图1中所示的第一实施例描述的类似的方式执行装运工位12处的装运和13处的组装。

背衬装置36的***可以与浇注工位1处的步骤a)为一体,使得面板子元件34“生来”具有一体的背衬装置36。在自由切割边缘26处,可以在该方法的任何阶段处引入背衬装置36,甚至可以在传送到包装工位11之前引入背衬装置36,或者将背衬装置36的引入作为组装过程13的一部分。

在钻孔出第一安装孔和/或第二安装孔29a、29b;30a、30b;28a、28b之前或之后,可以在相反的第二联接轮廓23和第三联接轮廓25处将胶带45添加到脱模的初始面板18,或者以上述方式将胶带45添加到切割的和/或机加工的分段Sn的对应的轮廓27;32。

可以例如通过经由自动机械交互而连续供应用于皮层的玻璃纤维层和用于芯层的芯材料来确保浇注步骤a)中的连续性。例如在无尽传送模具带上,浇注步骤a)在无尽模具的一个端部处开始,可以在开始时闭合该端部,并且稍后一旦该过程启动并运行就打开该端部。可以以许多不同的方式层叠层。例如,可以在时间上稍微错开地一个接一个地层叠层,其中第一层是凝胶涂层上的玻璃纤维层,并且最后一层还是玻璃纤维层,该玻璃纤维层优选具有不同于第一玻璃纤维层的另一个取向,其中芯层位于所述相反的玻璃纤维层之间。连续布置在无尽模具中的堆叠的层可以被顶部覆盖,并前进通过单独的运转浇注区,在该运转浇注区处,施加真空、灌注树脂并完成固化。在离开运转浇注区时,例如在绕着辊旋转的无尽传送模具带的端部处将固化的夹层叠层结构脱模。在无尽传送模具带的端部处的辊将模具上下颠倒,并且通过将顶部与底部(例如阴模具部分)分开,叠层结构简单地由于重力或借助于拉动而掉落下来。如上所述,连续浇注的复合叠层面板然后可以掉落在切割台上,在切割台上,所述复合叠层面板被分成分段,所述分段在该方法中进一步前进。

图4示出了从具有加强肋20的第一面皮19看到的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的局部透视图。在本实施例中,沿着伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18的长度设置三个加强肋20a、20b、20c。第一面皮19通常是模块化组件结构的内面皮。然后,与第一面皮19相反的第二面皮21成为模块化组件结构(例如图7和图8中所示的模块化组件结构37)的外面。

伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18具有:自由第一伸长边缘22,该自由第一伸长边缘22具有第二联接轮廓23;相反的平行的第二伸长自由边缘24,该第二伸长自由边缘24具有第三联接轮廓25;以及如图4中左侧所示的短自由边缘26,该短自由边缘26具有第一联接轮廓27。在图7的放大比例视图中可以看到具有第一联接轮廓27的短自由边缘26的片段。

在第一联接轮廓27处和/或附近,设置有至少一排第二安装孔,可选地设置有多于一排的第二安装孔,例如两排平行的第二安装孔28a、28b。

在第二联接轮廓23和第三联接轮廓25处和/或附近,设置有至少一排第一安装孔,可选地设置有多于一排的第一安装孔,例如两排平行的第一安装孔29a、29b;30a、30b。

这一方面也参考图6。

如由切割线CL1和CL2所示,伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18被切割成分段S1,S2,…,Sn,所述分段具有相反朝向的自由切割边缘26、31。可以在n-1个切割线CLn-1处将具有长度L的伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18分成n个分段S。切割分段S1中的至少一个可以已经具有浇注的第一联接轮廓27,或者可以通过机加工而具有第一联接轮廓27。因此,n个分段Sn中的任一个具有至少一个自由切割边缘26;31,所述至少一个自由切割边缘26;31需要机加工,以产生机加工的第一联接轮廓27和/或机加工的第四联接轮廓32以及至少一排第三安装孔,可选地产生多于一排的第三安装孔,例如两排平行的第三安装孔33a、33b,如在图5和图6中更清楚地看到的。第三安装孔33a、33b可以类似于第二安装孔28a、28b。

如果伸长玻璃纤维/泡沫夹层初始面板18被切割成多于两个的分段S,则至少n-2个分段S可以需要机加工,以沿着相应的相反的自由切割边缘26;31制成机加工的第一联接轮廓26和相反的第四联接轮廓。相反的机加工的第一联接轮廓27和第四联接轮廓32可以具有相同的轮廓,或者所述轮廓可以是不同的。一旦已经将机加工的第一联接轮廓27和第四联接轮廓32(以及可选的第二安装孔28a、28b;33a、33b)添加到分段,则已经产生了至少部分完成的面板子元件34。

此外,在模块化组件结构37的组装13期间,根据定向面板子元件34的方式,第二联接轮廓23可以构成第三联接轮廓25,并且第二安装孔28a、28b可以构成第三安装孔33a、33b。此外,浇注的第一联接轮廓27可以具有与机加工的第一联接轮廓32大致类似的横截面或者不同的横截面。

图7以放大比例示出了从第一面皮19看到的图5中圈出的面板子元件34的细节。在第一面皮19和第二面皮21之间设置有芯35,例如泡沫芯。夹或金属板36a、36b、36c形式的背衬装置36(在图7中仅看到三个)在第二联接轮廓23的第一安装孔29b的下方和第一联接轮廓27的第二安装孔28b的下方***芯35中。因此,第一联接轮廓27包括第一面皮19的突起,该突起对应于L形突起的长腿。所述L形突起的短腿主要是芯35,该芯35已经在机加工后暴露,所述短腿终止于第二面皮21。L形突起的长腿支撑***泡沫芯中的夹36。内排的第二安装孔28b穿透第二面皮21和芯35,但不穿透第一面皮19。外排的第二安装孔28a穿透第一面皮19。所有的联接轮廓23、25、27、32都具有带有背衬装置的内排安装孔的类似的布置,其被制备成使得穿过芯的紧固装置(例如空心铆钉)不会压缩芯或对面皮产生关键影响。所有的联接轮廓23、25、27、32也具有穿过突出的面皮的外排安装孔。加强肋20也具有芯35,使得这些肋20相当轻且不会给面板子元件34添加显著的重量。

图8以分解透视图示出了用于通过组装由本发明的方法制造的面板子元件34来构建机舱罩37形式的模块化组件结构的主要部件。图9是组装好的机舱罩37的透视图。

根据本发明制造的机舱罩37的三维总体结构是大致被成形为矩形长方体的长方形盒子。

传统上,机舱罩至少在某种程度上是空气动力学形状的,并且如在本发明中的那样将所述机舱罩制造成棱角很多且长方体的可能会降低一些空气动力学性能,这对于机舱罩的功能性、美观性和规范性而言通常不是所期望的。

如图8和图9中所示,机舱罩37的组装需要一些附加的子部件和配件。因为机舱罩37必须容纳大量的常见部件,例如在内部和外部包括毂、转子、齿轮箱、发电机、逆变器、液压装置和轴承。机舱罩还必须适应于例如用于与这些其它常见部件连接的配件。涡轮机机舱的最重要的内部设备位于毂的后方,并且包括偏航系统、主轴轴承、齿轮箱、发电机和电气控制柜。这些部件通常安装在结构金属框架组件上,其中前框架部分承载偏航系统、齿轮箱和主轴,并且后框架部分承载发电机、变压器和电气柜。整个结构金属框架组件例如通过托架而通常附接到机舱罩的侧面,并且根据本发明的由面板子元件和其它子部件组装成的机舱罩也被布置用于连接这些部件和设备。因此,当设计和制造用于诸如模块化建造的机舱罩37的模块化组件结构的根据本发明的面板子元件34时,面板子元件34的设计被准备成用于捕获和承载机舱操作所需的所有系统、子系统和部件要求,如同任何已知的机舱设计一样。

从图8中可以清楚看出,机舱罩37的尺寸大体上由面板子元件34的尺寸给出。为了概览图8的许多细节,仅***了一些附图标记。

在图8中看到的机舱罩37的实施例具有相反的伸长平行侧面和以及相反的平行短端。伸长的长平行侧面的长度大致对应于基面板子元件34的宽度的五倍。这些面板子元件被称为侧面板子元件34。已经将一个基侧面板子元件34纵向分成两个侧面板子元件部分,在机舱罩37的前部处使用的第一窄侧面板子元件部分34'以及由基侧面板子元件34的其余部分构成的较宽的第二侧面板子元件部分34”用于完成在机舱罩37的后端处的长侧面。第一窄侧面板子元件部分34'和第二侧面板子元件部分34”设有合适的联接轮廓,以与相邻的基侧面板子元件34联接并联接到其它子部件,这将在下面进一步描述。根据其它要求来选择第一窄侧面板子元件部分34'和第二侧面板子元件部分34”的宽度,例如根据结构强度、内部机械和电气部件的安装来选择,以适应任何其它要求。因此,通过简单地切割并机加工基侧面板子元件部分34,可以使机舱罩的设计适应于几乎任何要求。以类似的方式制造顶面板子元件和底面板子元件,因此大体上以类似的方式组装长侧面板、顶面板和底面板。后面板和前面板也由类似的面板子元件制成。

在本实施例中,第二联接轮廓23与第三联接轮廓25匹配,并且加强肋20面向机舱罩37的内部。第一联接轮廓和第四联接轮廓在面板子元件34的两端处可以是相同的类型,或者可以是不同的,例如在一端处类似于第二联接轮廓25,而在另一端处类似于第三联接轮廓。另外,具有第二联接轮廓25作为自由第一边缘22和自由第二边缘24的面板子元件34可以与具有第三联接轮廓26作为自由第一边缘22和自由第二边缘24的子元件34交替使用。

本发明的面板子元件34以多个标准尺寸表示机舱罩37的基面板子元件34。可以需要一些另外的面板子元件34a来与例如风力机塔架、转子等联接,如例如图8中的右下方所示。

第二面板子元件34a具有与基面板子元件34类似的长度和宽度,但是不同之处在于第二面板子元件34a没有加强肋20且设有切去半圆形的分段38。这种切去半圆形的分段38可以被切割、铣削和/或以其它方式机加工成用于将机舱罩37与诸如塔架、毂和轴的其它设备联接在一起所需的任何尺寸和形状。两个这样的第二面板子元件34a界定了用于上述设备的开口39。机舱罩的本实施例具有两个这样的开口39,即端面板开口39a和底面板开口39b,所述面板开口39a、39b由第二面板子元件34a形成,该第二面板子元件34a在与加强的基面板子元件34相对应的宽度和长度方面也具有标准尺寸,使得如果需要,第二面板子元件34a可以与基面板子元件34并排配合,或者使得两个第二面板子元件34a可以配合在一起以形成牢固的接头。在第二面板子元件34a的替代实施例中,这种第二面板子元件34a可以具有加强肋。

例如,如果面板子元件34的宽度是其长度的一半,则更多的组合选项是可用的,并且其空间布置是可能的。

面板子元件34、34a通过子部件组装成机舱罩37的三维结构,所述子部件包括但不限于角轮廓40和拐角轮廓41。角轮廓40可以由纤维增强塑料挤出和制成,优选由与复合叠层的面皮19、21相同的材料制成,或者以与面板子元件类似的方式浇注角轮廓40。可以在模具中浇注拐角轮廓41。

当例如经由交互式软件模块的数据输入而给出模块化组件结构(例如图8和图9中所示的机舱罩)的个性化设计的订单时,所述软件模块构造订购的机舱罩37,并计算所需的面板子元件34和其它子部件的数量和种类。然后收集库存的正确数量的标准面板子元件34,或者从伸长复合叠层片面板切割出所述数量的标准面板子元件并对其进行机加工,以制造其余的联接轮廓和安装孔。

有时必须进行最终机加工,例如以制造适当种类的第二面板子元件34a的任何开口39。角轮廓40a、40b可以被切割成合适的长度,或者从库存中收集合适长度的随时可用的角轮廓40a、40b。对于本实施例,第一角轮廓40a的长度对应于面板子元件34的长度,并且第二角轮廓40b的长度对应于面板子元件34的宽度的五倍。对于机舱罩的本实施例,需要八个拐角轮廓41。此外,为了内部的组装和加强,提供了托架形式的多个子部件,这将参考图14至图20进一步详细说明。

在图9中,组装好的机舱罩35相对于图8中所示的取向转动了90°,以示出面板子元件34可以设有舱口42,该舱口42用于进入以维护、监视和修理机舱的内部的机械和电气部件,包括用于检查机舱罩的接头。具有舱口42的面板子元件34可以是库存的标准面板子元件34或者可以是按订单例如由面板子元件34制造的。

第一角轮廓40a和第二角轮廓40b以及拐角轮廓41优选通过盲紧固件(例如图10中所示的空心铆钉43)与面板子元件34、34a组装在一起。

空心铆接是用于将相邻面板子元件34、34a接合和组装以及将面板子元件34与其它子部件组装在一起的优选技术。空心铆钉是用于本发明的优选的附加联接装置。销的头可以被拉动穿过所述铆钉,并且当这种情况发生时,空心铆钉43的端部轻微变形并膨胀,使得其接合背衬装置,从而接合背衬金属夹36。空心铆钉43将例如两个相反的面板子元件34的重叠的联接轮廓牢固地保持在一起。可以将诸如空心铆钉的机械紧固装置从机舱罩内部和从机舱罩外部拉入相应的安装孔中。

组装好的机舱罩37具有与第二长侧面板55相反的第一长侧面板54、顶面板56、底面板57、前面板58和后面板59。

如图10中所示,相应的面板子元件34的第二联接轮廓23的第一面皮19的突出分段44在外侧与相邻的面板子元件34的第二面皮21重叠,使得第二联接轮廓23的第一安装孔29a与第三安装轮廓25的第一安装孔30b对准。

在图11中以放大比例示出的夹36具有长板段36a和短板段36b。长板段36a***在相应的第一面皮19和芯35之间,使得短板段36b邻接在突出分段44的自由端上,从而确保夹36的位置。长板段36a然后用作用于空心铆钉43的背衬装置36,所述空心铆钉43通过长板段36b中的孔口46安装。除了在该实施例中由穿过第一安装孔的空心铆钉43表示的机械紧固装置之外,还将胶带45施加在突出分段44的内表面上,作为另一个附加的联接装置。

图12示出了从图13中的端部看到的大致U形的角轮廓40的局部透视图。该角轮廓具有第一角轮廓侧47,该第一角轮廓侧47以大致直角经由中心角轮廓49延伸到相反的第二角轮廓侧48中。具有以直角布置的轮廓侧47、48的角轮廓40用于将例如侧面板子元件34联接到长方体的机舱罩37的顶面板子元件和底面板子元件。角轮廓40的轮廓侧47、48之间的其它角度可以用于制造面板子元件的其它较大的三维结构。例如,可以使用角度为135°的角轮廓和角度为45°的角轮廓将45°倾斜的顶板连接到非长方体的较大结构的相反侧。应当理解,根据本发明的角轮廓的角度不限于90°,而是可以是在例如45°和135°之间的任何角度。

第一角轮廓侧47具有第五联接轮廓50,并且相反的第二角轮廓侧48具有第六联接轮廓51,所述第五联接轮廓50和第六联接轮廓51例如可以具有与第一联接轮廓27、第二联接轮廓23、第三联接轮廓25和第四联接轮廓32中的一个联接轮廓相同的横截面,以便与这些联接轮廓中的一个联接轮廓匹配。角轮廓40可以在空间中转动,使得为面板子元件上的匹配联接轮廓呈现出合适的第五联接轮廓或第六联接轮廓。

对于本发明的大多数实施例,两种不同的横截面形状的联接轮廓足以将面板子元件34和角轮廓40联接在一起。例如,面板子元件34的第二联接轮廓23可以具有与第六联接轮廓51相同的横截面,并且第四联接轮廓具有与第五联接轮廓51相同的截面。与面板子元件34类似,角轮廓在与用于面板子元件34、34a的安装孔位置对应的预定位置处具有预制安装孔。对于角轮廓40的本实施例,第一角轮廓侧47具有两排平行的第四安装孔52a、52b,并且第二角轮廓侧48具有两排平行的第五安装孔53a、53b。

拐角轮廓41被成形为类似于盖,以隐藏在拐角处的组装。可选地,拐角轮廓是复合叠层的简单模具结构,该简单模具结构被成形为与在多于两个的面板子元件和/或角轮廓相遇的位置处的拐角互补。

图14是如图8中那样定向的图9中所示的机舱罩37的内部的视图。已经将面板子元件34的第一长侧面板54去除,以从机舱罩37的内部示出机舱罩37的组装。

通过角轮廓40从机舱罩37的外部实现两个面板子元件34的接头。通过第一托架60从机舱罩37的内部加强接头,在该第一托架60处,加强肋20在彼此的延伸上,因此在该第一托架60处加强肋20被布置成首尾对准,例如相反的长侧面板54、55与顶面板56和底面板57接合的情况就是如此。在图15中可以看到示例性的第一托架60。

第二托架61被用在一个面板子元件34的加强肋20被布置成与待与所述一个面板子元件34接合的另一个面板子元件34的加强肋20的长度垂直的情况下,例如后面板59和前面板58与顶板56和底板57组装在一起的情况就是如此。在图16中可以看到示例性的第二托架60。

框架托架62被间隔开地固定到长侧面板54、55,该框架托架62被构造成固定承载机舱操作设备(未示出)的金属框架(未示出)。在本示例中,在第二长侧面板55上示出了三个间隔开的框架托架62。可以类似地装备第一长侧面板,并且框架托架的位置可以根据金属框架的构造而变化。在图17和图18中可以看到示例性的框架托架62。

此外,底面板开口39b具有面向内的环形衬圈63,提供该环形衬圈63是为了有助于将机舱固定到风力机(未示出)的塔架。可以以弯曲成环形的长条复合叠层面板的形式提供环形衬圈63,然后将该环形衬圈63***绕着底面板开口39b的圆周凹部或凹槽(未示出),例如切割或铣削出的凹槽,该凹槽的宽度大致对应于衬圈的厚度,以允许***成或多或少地牢固接合所述衬圈。用于环形衬圈63的条可以是任何合适的材料,包括但不限于与制造面板子元件的材料相同的材料,可以仅是无芯的纤维增强复合叠层,或者可以由金属制成。尽管在图14中不可见,但前面板开口39a可以类似地设有合适的面向内或面向外的环形衬圈63,用于将旋转器罩(未示出)固定到机舱罩37。

在图15中,从面向组装好的机舱罩37内部的面来看第一托架60。第一托架60被构造成具有弯曲的大致U形的轮廓,以容纳接合的面板子元件34的正交加强肋20。为此,第一托架具有三个托架腿:第一托架腿65延伸到第二托架腿65中,该第二托架腿65延伸到第三托架腿66中。第一托架腿65和第三托架腿66被成形为与加强肋20互补,以紧密配合在这样的加强肋20周围。一旦第一托架腿65和第三托架腿66被布置在相反的加强肋20上,第二托架腿65就邻接地搁置在所述角轮廓40的中心角轮廓49上,因此,由于相关联的面板子元件34通过角轮廓40接合,所以加强肋20在彼此的长度方向上以大致直角延伸。因此,第一托架60的大小和尺寸被确定成符合在角轮廓40已经用于与面板子元件34大致正交地联接的情况下的内角,使得加强肋20以相同的方式延伸。

在图16中,从面向面板子元件的面来看第二托架16,以显现用于容纳突出的加强肋20的凹槽68。第二托架61与第一托架60的不同之处主要在于,第二托架61不具有第三托架腿67,以允许面板子元件34被组装成使得接合的面板子元件34的加强肋大致正交。

在图17的透视图中,从面向组装好的机舱罩37内部的第一面69来看框架托架62,并且在图18中,从背向面板子元件34的第二面70来看框架托架62。

框架托架62跨越相邻的组装好的面板子元件34或单个面板子元件34的三个加强肋20。为此,框架托架具有三个平行轨道71a、71b、71c,其横截面与待容纳在轨道中的加强肋20的横截面互补。框架托架62的第一面69提供了用于金属框架(未示出)的第一支承表面72以及用于将所述框架固定到例如侧面板54、55的第七安装孔73。

如上所述,第一托架60、第二托架61、框架托架62和拐角托架64可以通过粘合装置和/或机械紧固装置来固定,并且具有用于使用所述机械紧固装置的安装孔(未示出)。此外,第一托架60和第二托架61可以具有至少一个腿,该腿的横截面与加强肋的横截面互补。如果例如加强肋具有凸形的外表面,则对应的托架腿是凹形的,以接收凸形的加强肋20。

如示出图14中圈出的内拐角的图19中所示,当从机舱罩37的外部安装拐角轮廓41以终止和封闭在三个接合的面板子元件34的三个拐角的接头处时,从机舱罩37的内部使用拐角托架64作为背衬件和闭合件。

图20的透视图中示出了拐角托架64的示例性实施例。如图19中所示,拐角托架64具有等边三角形的第二支承表面74,该第二支承表面74装配在内拐角的内部,使得从三角形的相应侧延伸的三个向外弯曲的腹板75a、75b、75c可以被固定到角轮廓40的相应的中心角轮廓49。拐角托架64可以具有其它设计和长度,并且腹板75a、75b、75c的曲率不应被解释为限制本发明。八个安装孔76用于以上述方式将拐角托架固定在机舱罩内部。

角轮廓40、拐角轮廓41、第一托架60、第二托架61、拐角托架64、框架托架62和环形衬圈63都可以是被制成具有与面板子元件34相同的复合叠层夹层结构的模制子部件的子部件,或者可以仅由无芯的纤维增强复合叠层制成。特别地,在替代方案中,第一托架60、第二托架61、拐角托架64和框架托架62形式的子部件中的一个或更多个也可以由金属制成,例如由金属板制成,因为其具有均匀的厚度。

需要强调的是,面板子元件34的任何自由边缘可以具有机加工的联接轮廓或单独的联接轮廓,该单独的联接轮廓紧固到被制成没有机加工的模制联接轮廓的面板子元件34的任何自由边缘。当使用单独的联接轮廓时,从伸长复合叠层片面板切割的分段Sn本身可以是片面板,该片面板可以具有至少一个直边缘,但多于一个的直自由边缘也在本发明的范围内。

在下面讨论的图21至图23的视图中,仅示出了用于与面板子元件联接的单独的联接轮廓的片段。因此,在图21至图23中未示出联接轮廓的截面轮廓。

图21是穿过在面板子元件34的自由边缘E和单独的联接轮廓77之间的接头的第一实施例截取的截面图,其中自由边缘E是直的,并且自由边缘E不具有在浇注期间制成的预制的联接轮廓23、25、27、32并且也不具有机加工的联接轮廓23、25、27、32。如图21中所示,待接合的相反的面板子元件34具有相反的直自由边缘E,这些边缘通过紧固轮廓78的第一实施例合在一起,该紧固轮廓78具有H形横截面并且通过粘合装置(例如胶水或胶带)、可选地也通过机械紧固装置而紧固到面板子元件。具有H形横截面的第一紧固轮廓78也可以用作插置装置,用于组装具有待接合的直自由边缘的两个相反的面板子元件34。相反的大致平行的紧固腿79a、79b、79c、79d从H形第一紧固轮廓78的桥接构件80突出。变通地,紧固腿79a、79b、79c、79d可以稍微会聚,以也稍微夹紧在直自由边缘E周围。

图22是穿过在设有紧固轮廓81的第二实施例的面板子元件34的直自由边缘E之间的接头的第二实施例截取的截面图。紧固轮廓81的第二实施例大致对应于第一紧固轮廓78,但是不同之处在于,紧固轮廓81的第二实施例仅具有一个紧固腿82,该紧固腿82从桥接构件80突出。紧固轮廓81的第二实施例具有分叉锻件的横截面以及穿过紧固腿82的八个安装孔83。例如通过使用粘合装置将第二紧固轮廓81分别安装在分段Sn、面板子元件34和联接轮廓23、25、27、32中的任一个的相反的直自由边缘E上,可以以重叠的关系布置第二紧固轮廓81,使得轴向对准的八个安装孔83可以接收螺栓装置84或空心铆钉,以牢固地接合两个相邻的元件。

图23是穿过在面板子元件34和角轮廓40之间的替代接头截取的截面图,该面板子元件34具有联接轮廓23、25、27、32,并且该角轮廓40具有第五安装孔53a、53b,如图12和图13中所示。为了描述图23,假设联接轮廓是具有第四安装孔33a、33b的机加工的第四联接轮廓32。

步骤d)的机加工已经暴露了芯35,这种暴露通常构成了例如制造机舱罩的领域中的偏见。机加工还留下了外面皮21(以及因此第二面皮)的突出分段44,该突出分段44自由突出超过自由直边缘E,该突出分段44具有第二安装孔33a。考虑到在自由边缘E处覆盖暴露的芯35,提供了台阶状***件85。在使用图23中所示的取向的情况下,台阶状***件85的下腿86经由竖板88以直角延伸到上台阶87中。下腿86被布置在第四联接轮廓32的突出分段44的顶上,使得第九安装孔89与所述第四联接轮廓32的第二安装孔33a轴向对准。下腿86经由竖板88以直角延伸到上台阶87中,使得竖板88邻接直自由边缘E,并且使得上台阶87被布置在第一面皮19的顶上。角轮廓40的第六联接轮廓51具有第五安装孔53a,该第五安装孔53a与第二安装孔33a和第九安装孔89轴向对准,以接收穿过所述轴向对准的安装孔的第二螺栓装置90或空心铆钉,用于将角轮廓与面板子元件34牢固固定(如图23所示)或者用于将角轮廓与连接到具有直边缘的面板子元件的单独的联接轮廓牢固固定。

本发明的结果是例如独特的机舱罩设计,其与市场上的其它机舱罩设计的不同之处在于,该独特的机舱罩设计由成组的标准尺寸和标准形状的子元件以及可选的子部件组成,从而提供了大量且优越的结构和组装选项。由标准尺寸和标准形状的子元件以及可选的子部件制造的机舱罩能够与已知的机舱内部和外部结构一起使用,并且能够以非常有竞争力的低价来提供。

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