CN102271885B - 具有锁定机构的转子叶片模具组件 - Google Patents

Abstract

一种具有锁定机构的叶片模具组件（100；200），该锁定机构用于打开、关闭或夹紧叶片模具组件。该叶片模具组件包括顶模具部分（101；201）、底模具部分（102；202）、和锁定机构（103；203）。该锁定机构包括上框架（117；217），其耦接到顶模具部分（101；201），并包括上支承装置（118；238）和在上支承装置（118；238）中基本水平地延伸的夹紧销（119；219）；和下框架（120；220），其耦接到底模具部分（102；202）。该下框架包括适于接合上支承装置（118；238）的下支承装置（121；221）、伸出杆（122；222）、闩锁件（124；224），该闩锁件耦接到伸出杆（122；222）且包括枢转构件、向内夹紧侧（128）、和向外滑动侧（129），其中向外滑动侧包括枢转凹槽（132），向内夹紧侧包括夹紧凹槽（130；230）。锁定机构进一步包括在伸出杆（122；222）完全延伸时在枢转凹槽（132）内基本水平地延伸的导向销（131）。

Description

具有锁定机构的转子叶片模具组件

技术领域

本发明涉及模具组件，具体涉及其中的零件和用于其的附件，且更特别涉及与打开、关闭或夹持风力涡轮机转子叶片模具组件相关的零件或附件。

背景技术

用于制造复合材料的大风力转子叶片的模具是本领域已知的。例如，美国专利No.7223091描述了一个这类模具组件。转子叶片模具组件总体上由两个模具部分组成，即，使用翻转机构（turn-over mechanism）或吊架（crane）绕纵向铰合线（hinge line，铰接线）关闭的顶部和底部。通常，模具组件的底部保持在固定位置，而顶部在底部上转动，以便两个模具部分的开口彼此相对。在顶叶片部分下降到底叶片部分上时，将胶水或其他粘接膏施加在底叶片部分的内部面上。

非常期望模具的打开和关闭的高精度和自动化。在模具闭合（closure）过程中模具部分相对彼此的精确定位是必需的，以便在叶片固化周期期间获得模具部分边缘的精确接合和模具部分之间的高度粘接。

发明内容

技术问题

虽然用于制造大物品（如风力转子叶片）的模具部分通常非常沉重，但在顶模具部分在底模具部分上转动时，顶模具部分的重量通常不足以达到完全闭合的位置。这可能部分由于存在于顶模具部分与底模具部分之间的粘接膏的性质导致。特别地，存在于叶片壳体模具部分边缘的粘接膏在叶片固化周期期间经历粘度变化，这常常导致不完全或不完美的闭合。特别当制造大尺寸的转子叶片时，不足以简单使上模具部分在下模具部分上方移位，也不足以使与顶模具部分关联的上支承装置在与底模具部分关联的下支承装置上方移位，因为如果期望叶片模具组件中的过压，则所述实施方式不能在上模具部分上施加向下的力。

甚至在上模具部分的重量足够将上模具部分下降到完全关闭的位置的情形中，控制将模具部分紧闭（securing）在一起的压力是期望的，以便实现在固化过程中模具部分之间的高度粘接。进一步，按照固化工艺的特定特征，以更快或更慢的速率降低上模具部分可能是理想的。

技术方案

为了解决相关技术问题，本发明的某些实施方式旨在提供具有锁定机构（lockdown mechanism，闭锁机构）的叶片模具组件。

本发明的一个实施方式旨在提供具有锁定机构的叶片模具组件，其包括至少一个顶模具部分、至少一个底模具部分、和至少一个锁定机构。锁定机构包括耦接到包括上支承装置的顶模具部分的上框架、基本水平地在上支承装置中延伸的夹紧销（clamping pin）、和耦接到底模具部分的下框架。下框架包括适于接合上支承装置的下支承装置、伸出杆、耦接到伸出杆的包括枢转构件（pivoting component）、向内夹紧侧（inward clampingside）、和向外滑动侧的闩锁件（latching element），其中向外滑动侧包括枢转凹槽（pivoting recess），而向内夹紧侧包括夹紧凹槽（clamping recess）。锁定机构进一步包括导向销，当伸出杆完全延伸时，该导向销在枢转凹槽中基本水平地延伸。

根据特定实施方式，带有锁定机构的叶片模具组件包括闩锁件的、将夹紧销定位到夹紧凹槽中以便允许伸出杆在顶模具部分上施加向下压力的向外滑动侧。

另一个实施方式旨在提供具有锁定机构的叶片模具组件，其中上框架设置有与上支承装置关联的紧固杆，该紧固杆具有与夹紧销关联的下导向端，以便将紧固杆驱动到下框架的下支承装置中的定位孔（pilot hole）中，并且使夹销进入下框架内以便与闩锁件夹紧凹槽接合，从而将顶模具部分牢固地紧固到底模具部分。

有益效果

本发明相对现有技术具有若干个优点。也就是，具有锁定机构的叶片模具组件提供模具部分的快速和精确的打开和关闭。在粘接膏在顶模具部分下降到底模具部分上之前固化的情形中，叶片模具组件还防止对模具的损坏。

附图说明

附图没有按比例画出。在附图中，不同图中示出的每个相同或近乎相同的构件由相似标号表示。为了清楚的目的，不是每个图中每个构件都有标号。

图1是本发明第一实施方式的横截面图，其中叶片模具组件处于粘接膏固化之前且顶模具部分在底模具部分上方转动之后的打开位置。

图2是图1中所示叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于部分关闭的位置。

图3是图1中所示的叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于基本关闭的位置，且其中伸出杆在上模具部分上施加向下的力。

图4是图1中所示的叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于基本关闭的位置，且其中伸出杆向后延伸。

图5是图1中所示的叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于基本关闭的位置，且其中伸出杆延伸以便打开叶片模具组件。

图6是本发明第二实施方式的横截面图，其中叶片模具组件处于粘接膏固化之前且顶模具部分在底模具部分上方转动之后的打开位置。

图7是图6中所示叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于部分关闭的位置。

图8是图6中所示叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于基本关闭的位置，且其中伸出杆在上模具部分上施加向下的力。

图9是图6中所示的叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于基本关闭的位置，且其中伸出杆向后延伸。

图10是图6中所示的叶片模具组件的横截面图，其中叶片模具组件处于基本关闭的位置，且其中伸出杆延伸以便打开叶片模具组件。

具体实施方式

本发明的应用不限于下面说明书中描述的和附图中示出的结构细节和构件布置。本发明能够采用其他实施方式，并且以不同方式实施或执行。而且，这里使用的措辞和术语用于描述的目的且不应被当作限制。“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”、及其变体的使用意味着包括其后列出的项目及其等同项目以及附加的项目。

图1示出了示例性叶片模具组件100的一个示例性实施方式。如图1所示，叶片模具组件100处于顶模具部分101在底模具部分102上方转动之后、定位在底模具部分102中的下叶片壳体（lower blade shell）114上的粘接膏116固化之前的打开位置。叶片模具组件100包括具有上支撑结构110和上模具表面111的顶模具部分101，并进一步包括具有下支撑结构112和下模具表面113的底模具部分102。支撑结构110和112以及模具表面111和113根据特定叶片设计而改变，并为本领域技术人员已知。在顶模具部分101在底模具部分102上方转动之前（该转动可经由动力铰链（power hinge）、吊架或任何其他合适机器实现），将多个层层压在上模具表面111和下模具表面113上，因而形成上叶片壳体115和下叶片壳体114。这些层包括织物、金属、聚合物、玻璃、碳、木材、和其他合适材料以及其组合。这些层与树脂一起层压以便将其粘接到一起。可使用各种层压技术，如树脂膜熔渗（resin film infusion）、树脂传递模塑（transfermoulding）、真空注入（vacuum infusion）、以及本领域技术人员已知的其他工艺。在关闭模具之前，或在关闭模具的过程期间，将粘接膏116施加至下叶片壳体114的尾缘和前缘。应用粘接膏116的方法和条件，以及与这类应用相关的材料和工具通常是本领域技术人员已知的。粘接膏116应用的变化可适于本发明的目的，如粘接膏116应用到上叶片壳体115边缘或使用催化剂。

如图1所示，叶片模具组件100包括至少一个锁定机构103。锁定机构103包括耦接到上支撑结构和/或顶模具部分101的上框架117。上框架117包括上支承装置118和在上支承装置118中基本水平地延伸的夹紧销119。锁定机构103进一步包括耦接到底模具部分102的下框架120。下框架120包括适于接合上支承装置118和伸出杆122的下支承装置121。下框架120进一步包括耦接到伸出杆122的闩锁件124，闩锁件124包括向内夹紧侧128和向外滑动侧129。闩锁件124包括在向外滑动侧129中的枢转凹槽132和在向内夹紧侧128中的夹紧凹槽130。下框架120进一步包括当伸出杆122完全缩回时在枢转凹槽132中基本水平地延伸的导向销131。导向销131允许闩锁件124的向外滑动侧128通过伸出杆122的缩回从打开位置移位到夹紧位置。

图2示出图1中的实施方式，其中示例性叶片模具组件100处于部分关闭的位置，在此位置中上叶片壳体115的外表面开始与粘接膏116相接触。在如图2所示的部分关闭位置中，上支承装置118还没有接触下支承装置121。然而，根据情况，将上支承装置118定位在下支承装置121的顶上是理想的，例如，在需要从粘接膏116接触上叶片壳体115的第一时刻（moment）起控制施加在粘接膏116上的压力的情形中。虽然用于制造风力转子叶片的模具部分101和102非常沉重，在图2中所示的部分关闭的位置中，上模具部分101的重量不足以达到完全关闭的位置。其原因可能是下叶片壳体114和上叶片壳体115的边缘之间的粘接膏116在叶片固化过程中经历粘度变化。即使上模具部分101的重量足以将其降到完全关闭的位置，粘接膏116的压缩和对施加在下模具部分102上的压力的控制仍是期望的，这是为了实现高度粘接。根据固化工艺的特定要求，可能期望以更快或更慢的速率降低上模具部分101。因此，具体地，当制造大尺寸转子叶片时，使上模具部分101在下模具部分102的上方位移是不够的。并且，使与上模具部分101关联的上支承装置118在与下模具部分102关联的下支承装置121上方移位也是不够的，因为如果期望叶片模具组件100中的过压，则所述实施方式不能在上模具部分101上施加向下的力。

图3示出了图2中所示的叶片模具组件100处于基本关闭的位置中，其中伸出杆122在上模具部分101上施加向下的力。该技术效果通过本发明的叶片模具组件锁定机构103有利地获得。在图3中所示的实施方式中，伸出杆122的缩回允许闩锁件124的向外滑动侧129通过导向销131移位并且夹紧凹槽130接合夹紧销119。通过持续缩回伸出杆122，上模具部分101高精度地向下降到下模具部分102上，因而在粘接膏116的整个固化周期过程中，提供对施加在叶片模具组件100上的向下力的控制。

在图4中，图3中的示例性叶片模具组件100被示出在基本关闭的位置中，伸出杆122向后延伸。当伸出杆122延伸时，导向销131安置在枢转凹槽132中。当伸出杆122缩回时，闩锁件124的向外滑动侧129被导向销131引导而滑动到夹紧位置，在此位置中夹紧凹槽130紧固到夹紧销119，以便伸出杆122可向下推动上模具部分101，如图3所示。

图5示出了图4中的实施方式，其中叶片模具组件100处于基本关闭的位置，且其中伸出杆122延伸以便打开叶片模具组件100。

图6示出本发明另一个示例性实施方式。在图6中，示例性的具有锁定机构203的叶片模具组件200包括上框架217，该上框架217包括与上支承装置238关联的紧固杆241。紧固杆241包括下导向件242，该下导向件与夹紧销219关联以便将紧固杆241驱动到下框架220的下支承装置221中的定位孔243内，且用于使夹紧销210进入下框架220内以便与闩锁件224的夹紧凹槽230接合，从而将顶模具部分201牢固地紧固到底模具部分202。该实施方式是有利的，因为除了在模具闭合过程中模具部分201和202相对彼此精确定位，紧固杆241同时提供模具部分201和202的导引和牢固紧固。这在大型风力涡轮机的情形中特别有利，因为模具通常非常大且笨重。这些导致顶模具部分与底模具部分之间的间隙，模具零件和旋转机构（如动力铰链）、以及下框架和上框架及其他工具的疲劳，从而引起顶模具部分和底模具部分对准上的困难。在这方面，紧固杆241是特别有利的，因为下导向件242在其下端具有倒转截锥体形状，以用于将伸出杆222驱动到定位孔243中，并且下导向件242还具有完全进入下框架220的伸出部250，辅助将紧固杆241锁定到下框架220中。

图7示出图6中所示的实施方式，其中叶片模具组件200处于部分关闭的位置中，且上支承装置238还没有与下支承装置221相接触。如图7所示，紧固杆241进入下框架220中，且闩锁件224被引向夹紧销219。

图8示出图6中的叶片模具组件200，其中下导向件242处于下框架220内。上支承装置238安置在下支承装置221上，且闩锁件224随着伸出杆222缩回而夹紧到夹紧销219。

图9-图10示出了叶片模具组件200，其中伸出杆222延伸，紧固杆241处于允许打开叶片模具组件200的位置中。

Claims (2)

1.一种具有锁定机构的叶片模具组件（100；200），包括至少一个顶模具部分（101；201）、至少一个底模具部分（102；202）、和至少一个锁定机构（103；203），其特征在于，包括：

上框架（117；217），耦接至所述顶模具部分（101；201），包括上支承装置（118；238）和在所述上支承装置（118；238）中基本水平地延伸的夹紧销（119；219）；以及

下框架（120；220），耦接到所述底模具部分（102；202），包括：适于接合所述上支承装置（118；238）的下支承装置（121；221）；伸出杆（122；222）；闩锁件（124；224），耦接到所述伸出杆（122；222），包括向内夹紧侧（128）和向外滑动侧（129），其中所述向外滑动侧（129）包括枢转凹槽（132）且所述向内夹紧侧（128）包括夹紧凹槽（130；230）；以及导向销（131），在所述伸出杆（122；222）完全延伸时在所述枢转凹槽（132）内基本水平地延伸；其中，所述闩锁件（124；224）的向外滑动侧（129）将所述夹紧销（119；219）定位到所述夹紧凹槽（130；230）内，从而允许所述伸出杆（122；222）在所述顶模具部分（101；201）上施加向下的压力。

2.根据权利要求1所述的具有锁定机构的叶片模具组件（200），其中，所述上框架（217）进一步包括与所述上支承装置（238）关联的紧固杆（241），所述紧固杆具有与所述夹紧销（219）关联的下导向端（242），用于将所述紧固杆驱动到所述下框架（220）的下支承装置（221）的定位孔（243）中，以及用于使所述夹紧销（219）进入所述下框架中以便与所述闩锁件（224）的夹紧凹槽（230）接合，从而将所述顶模具部分（201）牢固地紧固至所述底模具部分（202）。

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