插入件和將插入件附接至結(jié)構(gòu)的方法
【專利摘要】示出了關(guān)于插入件和將插入件附接至結(jié)構(gòu)的方法的示例實(shí)施方式。在示例實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)可包括復(fù)合材料、金屬和陶瓷。
【專利說明】
插入件和將插入件附接至結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本示例的實(shí)施方式涉及插入件和將插入件附接至結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
在風(fēng)輪機(jī)工業(yè)中，通常使用T型螺栓來將風(fēng)輪機(jī)葉片固定至轂。圖1A和IB為常規(guī)T型螺栓10的視圖。如圖1A和IB所示，常規(guī)的T型螺栓10包括在第一端部具有螺紋4的帶螺紋螺柱2和具有帶螺紋孔7的橫向螺母(Cr0SS-nut)5。在現(xiàn)有技術(shù)中，孔7可被尺寸設(shè)置成接收螺柱2的帶螺紋端部，從而螺柱2的螺紋4與孔7的螺紋接合?？扇绫绢I(lǐng)域已知的，通過將螺柱2相對(duì)于橫向螺母5旋轉(zhuǎn)而將螺柱2的螺紋與橫向螺母5的螺紋彼此接合。
圖1C是風(fēng)輪機(jī)葉片50的示出了將T型螺栓布置在其根部20的局部橫剖視圖。在現(xiàn)有技術(shù)中，可通過從根部20的外側(cè)表面SO穿過根部20的材料到達(dá)根部20的內(nèi)側(cè)SI而鉆第一孔，從而安裝T型螺栓。可選地，第一孔可從內(nèi)表面SI鉆至外表面S0。第一孔可以完全或可不完全鉆過根部20的厚度。接著，可在風(fēng)輪機(jī)葉片根部20的表面鉆第二孔，以露出第一孔。接著，可將橫向螺母5插入第一孔。接著，可將螺柱2插入第二孔并推動(dòng)通過第二孔，直到螺柱2的螺紋4抵靠在孔7的螺紋上。接著，旋轉(zhuǎn)螺柱2，以將螺柱2的螺紋4前進(jìn)進(jìn)入橫向螺母5的孔7中，從而將螺柱2固定至橫向螺母5。在圖1C中，螺母2具有帶有第二螺紋4’的第二螺紋端，其讓螺柱2附接至螺母95，從而允許諸如風(fēng)輪機(jī)的轂或軸承等的副結(jié)構(gòu)90連接至風(fēng)輪機(jī)葉片50，如圖1D所示。
作為T型螺栓的替代，一些技術(shù)人員使用插入件作為將風(fēng)輪機(jī)葉片附接至風(fēng)輪機(jī)轂的方式。例如，在WO 2011/035548A1中，在層壓過程中將多個(gè)插入件附接至風(fēng)輪機(jī)葉片的根部，且使用多個(gè)螺柱以通過多個(gè)插入件將風(fēng)輪機(jī)葉片連接至轂。其它技術(shù)人員轉(zhuǎn)而使用金屬插入件作為組件系統(tǒng)的一部分。該金屬插入件通常結(jié)合至纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)，例如，風(fēng)輪機(jī)葉片的根部。常規(guī)制造方法是在復(fù)合結(jié)構(gòu)中鉆孔，使用夾具將插入件設(shè)置在該孔中，并通過鉆入第一孔的副孔或者通過結(jié)構(gòu)表面中的間隙而將粘合劑注入孔中圍繞插入件。制造的另一方法是在復(fù)合結(jié)構(gòu)中鉆孔，將粘合劑提供至金屬插入件的外表面和/或孔的內(nèi)側(cè)，且使用夾具將插入件設(shè)置在孔中。在前述方法中，技術(shù)人員可通過密封結(jié)構(gòu)中的第一孔的開口端而輔助粘合劑的施加和/或固化。

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明人已經(jīng)注意到與將風(fēng)輪機(jī)葉片附接至風(fēng)輪機(jī)轂的常規(guī)方法相關(guān)的幾個(gè)問題。還在其它工業(yè)以及例如但不限于風(fēng)輪機(jī)工業(yè)中遭受該問題。例如，當(dāng)使用T型螺栓時(shí)，在T型螺栓的橫向螺母附近的根部存在較大的壓縮應(yīng)力。這些應(yīng)力可例如通過橫向螺母附近的纖維的裂開而導(dǎo)致?lián)p壞。為了緩解該問題，可使用較大直徑的橫向螺母，但是這導(dǎo)致根部的孔加大，其引起當(dāng)結(jié)構(gòu)受到載荷時(shí)在橫向螺母孔中和/或根部圓柱體中的翹曲。關(guān)于將插入件層壓定位，該過程導(dǎo)致根部在插入件附近形成空隙，其作為應(yīng)力集中點(diǎn)導(dǎo)致插入件附近的脫層。關(guān)于粘合的金屬插入件，要保證插入件周圍的空間完全填滿而沒有由留存的空氣形成的大空洞是非常難的。該大空洞應(yīng)與由于混合過程而在粘合劑中攜帶的大空洞區(qū)分開，該后者于粘合劑的額定特性有關(guān)。當(dāng)該結(jié)構(gòu)和插入件受到載荷時(shí)，大空洞形成應(yīng)力集中。該方法的第二個(gè)缺點(diǎn)在于，將插入件居中地固定在孔中以保證粘合厚度均勻是很難的。不均勻的粘合厚度也可形成應(yīng)力集中。應(yīng)力集中可引起部件的過早損壞。
考慮到上述情況，發(fā)明人開始設(shè)計(jì)一方法，其可用于將諸如帶內(nèi)螺紋的插入件等的插入件嵌入諸如復(fù)合結(jié)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)中，而不出現(xiàn)上述問題。因此，發(fā)明人研發(fā)出新的和非顯而易見的插入件，系統(tǒng)，和用于將諸如帶內(nèi)螺紋金屬插入件等的插入件結(jié)合至復(fù)合結(jié)構(gòu)中的方法。該方法在多種工業(yè)中都是有用的。例如，該新的方法可用于將風(fēng)輪機(jī)葉片連接至風(fēng)輪機(jī)的轂。由于本發(fā)明可應(yīng)用于多種工業(yè)和/或結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)用于風(fēng)輪機(jī)工業(yè)和風(fēng)輪機(jī)結(jié)構(gòu)不意圖作為本發(fā)明的限制特征。例如，其它應(yīng)用包括但不限于航天、汽車、建筑和/或船舶工業(yè)，或者需要將插入件結(jié)合至結(jié)構(gòu)的任何工業(yè)。
本發(fā)明的示例實(shí)施方式包括插入件。在示例實(shí)施方式中，插入件可設(shè)置在結(jié)構(gòu)中形成的腔體中，該結(jié)構(gòu)例如復(fù)合結(jié)構(gòu)。在示例實(shí)施方式中，可提供多種密封元件以將孔形成氣密腔室。在示例實(shí)施方式中，可對(duì)孔提供真空，以將空氣從其去除。在真空下，可將粘合劑提供至腔體內(nèi)以將插入件結(jié)合在其中。由于在真空下提供粘合劑，所以可消除粘合劑內(nèi)的大空洞，從而使得與現(xiàn)有技術(shù)相比，該結(jié)合具有較長的使用壽命。
【附圖說明】
現(xiàn)在將參考附圖在下面具體描述示例實(shí)施方式，其中:
圖1A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的T型螺栓的示圖；
圖1B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的T型螺栓的分解示圖；
圖1C是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有T型螺栓的風(fēng)輪機(jī)葉片根部的局部剖視圖；
圖1D是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的附接至第二結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機(jī)葉片根部的局部剖視圖；
圖2A是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件的正視圖；
圖2B是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件的側(cè)示圖；
圖2C是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件的剖視圖；
圖2D是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件的剖視圖；
圖3A是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件的正視圖；
圖3B是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件的側(cè)示圖；
圖3C是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件的剖視圖；
圖3D是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件的剖視圖；
圖4A是根據(jù)示例實(shí)施方式的密封元件的正視圖；
圖4B是根據(jù)示例實(shí)施方式的密封元件的側(cè)示圖；
圖5A是根據(jù)示例實(shí)施方式的敷料器單元的側(cè)示圖；
圖5B是根據(jù)示例實(shí)施方式的敷料器單元的透視圖；
圖6A-6C示出了根據(jù)示例實(shí)施方式用于形成組件的示例裝配步驟；
圖6D和6E示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件的示例；
圖7A示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；
圖7B示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的具有腔體的結(jié)構(gòu)； 圖8A-8B示出了根據(jù)示例實(shí)施方式插入結(jié)構(gòu)的腔體中的組件；
圖SC示出了根據(jù)示例實(shí)施方式插入結(jié)構(gòu)的腔體中的組件所附接的真空系統(tǒng)和粘合劑供應(yīng)單元；
圖8D-8I示出了根據(jù)示例實(shí)施方式將粘合劑填充在插入件與結(jié)構(gòu)之間的空間，以將插入件結(jié)合至結(jié)構(gòu)；
圖8J示出了根據(jù)示例實(shí)施方式處于切開配置的組件的管；
圖9A和9B示出了根據(jù)示例實(shí)施方式將螺柱附接至與結(jié)構(gòu)結(jié)合的插入件；
圖10A-10D示出了根據(jù)示例實(shí)施方式將第二結(jié)構(gòu)栓接至第一結(jié)構(gòu)的操作；
圖11示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的具有多個(gè)插入件的風(fēng)輪機(jī)葉片的根部；
圖12A-12C示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件；
圖13A-13C示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件；
圖14A-14C示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的具有墊片的組件；
圖15A-15B示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件；
圖16A-16D是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件的視圖；和圖17A-17D示出了將插入件插入和結(jié)合至結(jié)構(gòu)的操作。
【具體實(shí)施方式】
現(xiàn)將參考附圖對(duì)示例實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的說明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例實(shí)施方式。然而，本發(fā)明以不同的形式應(yīng)用且不應(yīng)理解為由這里所提出的示例實(shí)施方式限制。而是，提供這些示例實(shí)施方式從而本公開將是全面和完整的，且將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，可為了清楚的目的而放大構(gòu)件的尺寸。
在該應(yīng)用中，應(yīng)理解當(dāng)將元件或?qū)臃Q為“位于”、“附接至”、“連接至”或者“耦接至”另一個(gè)元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地位于、直接地附接至、直接地連接至或者直接地耦接至另一個(gè)元件或?qū)踊蛘呖赡艽嬖诘闹虚g元件。相反，當(dāng)將元件稱為“直接位于”、“直接附接至”、“直接連接至”或者“直接耦接至”另一個(gè)元件時(shí)，則其中不存在中間元件。如這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)目的任何以及所有組合。
在本申請(qǐng)中，應(yīng)理解，盡管這里可使用術(shù)語第一、第二等來說明不同的元件和/或構(gòu)件，然而這些元件和/或構(gòu)件不應(yīng)由這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將元件、構(gòu)件、區(qū)域、層和/或部分與另外的元件、構(gòu)件、區(qū)域、層和/或部分區(qū)分開。因此，下文說明的第一元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或部分可稱為第二元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或部分，而不偏離示例實(shí)施方式的教導(dǎo)。
這里可使用空間相關(guān)的術(shù)語，例如“以下”、“下方”、“較低”、“以上”、“上方”等，以便于說明書對(duì)附圖中所示的一個(gè)構(gòu)件或特征與另一個(gè)構(gòu)件或特征的關(guān)系進(jìn)行說明。應(yīng)理解，空間關(guān)系術(shù)語旨在包括除了圖中所示的方位以外的在使用中或操作中的結(jié)構(gòu)的不同方位。例如，如果附圖中的結(jié)構(gòu)倒轉(zhuǎn)，則描述為其他元件或者特征“下方”或“以下”的元件將被定向?yàn)樵谠蛱卣鳌耙陨稀?。因此，示例性術(shù)語“下方”可包括以上和下方的兩個(gè)方位。該結(jié)構(gòu)可被另外地定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它方位)，且相應(yīng)地解釋這里所使用的空間相對(duì)描述詞。
這里所述的實(shí)施方式將通過理想示意圖的方式涉及平面視圖和/或剖視圖。因此，可根據(jù)制造技術(shù)和/或公差而修改視圖。所以，示例實(shí)施方式不限于這些附圖中所示，而是包括在制造過程基礎(chǔ)上形成的配置的修改。因此，在附圖中示例的區(qū)域具有示意的特征以及圖中所示的區(qū)域的形狀，且不限制示例實(shí)施方式。
如這里所公開的示例實(shí)施方式的主題以特定規(guī)定描述從而符合法定要求。然而，該說明書本身不旨在限制本發(fā)明的范圍。而是，發(fā)明人預(yù)期所要求保護(hù)的主題還可以其它方式實(shí)現(xiàn)，以包括與本說明中描述的特征或特征的組合不同的特征或特征的組合，與其它技術(shù)結(jié)合。大體上，示例實(shí)施方式涉及插入件和將插入件附接至結(jié)構(gòu)的方法。
圖2A是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件1000的正視圖，圖2B是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件1000的側(cè)視圖，圖2C是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件100的橫剖視圖。參考圖2A-2C，組件1000可包括插入件100，密封元件200和敷料器單元300。如圖2A-2C所示，密封元件200可被布置在插入件100外側(cè)，且敷料器單元300可至少部分地由插入件100封裝。
[0049]圖3A是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件100的正視圖，圖3B是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件100的側(cè)視圖，且圖3C是根據(jù)示例實(shí)施方式的插入件100的橫剖視圖。參考圖3A-3C，插入件100可包括圓柱形本體120，其在一端具有法蘭110。在示例實(shí)施方式中，法蘭110可類似具有內(nèi)徑D1、外徑D3和厚度tl的環(huán)形盤。盡管法蘭110示出為類似環(huán)形盤，然而示例實(shí)施方式不限于此，法蘭110可類似另外形狀，例如但不限于具有直徑Dl的圓形孔的方形或矩形板。
在示例實(shí)施方式中，圓柱本體120可類似具有長度L1、內(nèi)徑Dl和外徑D2的中空?qǐng)A柱。在示例實(shí)施方式中，圓柱本體120的內(nèi)表面可如圖3C所示設(shè)置有螺紋。在示例實(shí)施方式中，圓柱本體120的螺紋122可被配置成與螺柱(稍后將進(jìn)行說明)的螺紋接合。在示例實(shí)施方式中，圓柱本體120的外徑D2可小于法蘭110的外徑D3，且因此法蘭110可用作讓密封元件200撐靠的結(jié)構(gòu)。在示例實(shí)施方式中，螺紋122可沿著本體120的內(nèi)表面的不連續(xù)長度延伸(如圖3C所示)，或者沿著本體120的整個(gè)長度延伸。因此，圖中所示的螺紋122的位置和長度不意圖限制本發(fā)明。
圖4A和4B是根據(jù)示例實(shí)施方式的密封元件200的視圖。在示例實(shí)施方式中，密封元件200可類似具有內(nèi)徑D4和外徑D5的O型環(huán)。在示例實(shí)施方式中，內(nèi)徑D4可大約為與圓柱本體120的外徑D2相同的尺寸。在示例實(shí)施方式中，密封元件200可由諸如橡膠或塑料等的彈性材料制成，且因此可被拉伸。在密封元件200由彈性材料制成的情況下，密封元件200可在一定程度上拉伸。因此，在示例實(shí)施方式中，在不受力狀態(tài)下的密封元件200的內(nèi)徑D4可比圓柱本體120的外徑D2更小。然而，示例實(shí)施方式不限于此，因?yàn)槊芊庠?00的內(nèi)徑D4可以是與圓柱本體120的外徑D2大約相同或者更大的尺寸。在一些視圖中，示出密封元件200具有圓形橫截面。然而，這不表示為限制特征，因?yàn)槊芊庠?00的橫截面可具有不同的形狀，例如但不限于方形或矩形。
圖5A和5B是根據(jù)示例實(shí)施方式的敷料器單元300的視圖。在示例實(shí)施方式中，敷料器單元300可包括本體310和穿過本體310的第一和第二管320和330。在示例實(shí)施方式中，本體310可由彈性材料制成，該彈性材料例如但不限于橡膠或者軟木塞類型材料。在示例實(shí)施方式中，本體310可類似部分錐體，其具有第一直徑D6和大約與D6相同尺寸或更小的第二直徑D7。在示例實(shí)施方式中，第二直徑D7可比圓柱本體120的內(nèi)徑Dl更小，且第一直徑D6可比圓柱本體120的內(nèi)徑Dl更大。因此，通過施加很小的力或者不用力可將本體310部分地插入圓柱本體120中。在示例實(shí)施方式中，由于本體310可由彈性材料制成，所以可將本體310推入圓柱本體120中，從而將第一直徑D6減小至圓柱本體120的內(nèi)徑Dl。由此，本體310可在圓柱本體120中形成密封。在該具體非限制示例中，在圓柱本體120的一端形成密封。
圖6A-6C示出了裝配組件1000的操作。如圖6A中所示，密封元件200可沿著圓柱本體120移動(dòng)直到其到達(dá)如圖6B中所示的法蘭110。接著，可如圖6B所示將敷料器單元300推入圓柱本體120的第二端，直到圓柱本體120的第二端如圖6C所示地密封。在示例實(shí)施方式中，第一和第二管310和320可在圓柱本體120的第一端和圓柱本體120的第二端暴露。該裝配的順序是不重要的。例如，圖6A-6C示出了在安裝涂料器單元300之前將密封元件200設(shè)置在圓柱本體120上。然而，在示例實(shí)施方式中，可在將密封單元200沿著圓柱本體120移動(dòng)之前安裝涂料器單元300。
圖2A-2C的實(shí)施方式不意圖限制本發(fā)明。例如，圖2D示出了類似的組件1000M的橫剖視圖。在示例實(shí)施方式中，組件1000M可基本與組件1000相同。例如，組件1000M可具有密封元件200M和敷料器單元300M，其可與上文所述的密封元件200和敷料器單元300基本相同。此夕卜，組件1000M可包括插入件100M，其與插入件100基本相似。然而，在圖2D中，插入件100M僅具有沿著圓柱本體120M的一部分延伸的螺紋122M。組件1000和1000M的所有其它方面可以是相同的。然而，組件1000M的優(yōu)點(diǎn)在于其在需要預(yù)加拉力于螺柱時(shí)允許該預(yù)加拉力。圖3D示出了插入件100M的橫截面，其清楚地示出了在插入件100M的開口附近接近插入件100M的法蘭IlOM的面處沒有螺紋。
圖7A示出了結(jié)構(gòu)2000，且圖7B示出了其中形成有腔體2100的結(jié)構(gòu)2000。在示例實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)2000可以是風(fēng)輪機(jī)葉片的根部，但不限于此。然而，結(jié)構(gòu)2000可以是除了風(fēng)輪機(jī)葉片以外的其它部件。例如，結(jié)構(gòu)2000可以是汽車或者機(jī)翼的板，或者任何其它其中形成有腔體的結(jié)構(gòu)。在示例實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)200可以是復(fù)合材料，然而本發(fā)明不限于此。例如，結(jié)構(gòu)2000可由另一材料制成，例如但不限于金屬或陶瓷。在示例實(shí)施方式中，可通過常規(guī)方式在其中形成腔體2100，例如但不限于鉆孔方法、打孔方法、沖壓方法、穿孔方法、打印方法或者鑄造方法。在示例實(shí)施方式中，腔體2100可具有深度L2和直徑D8。在示例實(shí)施方式中，深度L2應(yīng)該比圓柱本體120的長度Ll(參見圖3B)更長，且直徑D8應(yīng)該比圓柱本體120的外徑D2更大但是比密封元件200的外徑D5更小。
圖8A和8B示出了組件1000的一部分被插入在結(jié)構(gòu)2000中形成的腔體2100中。在示例實(shí)施方式中，插入件100的圓柱本體120可被插入腔體2100中，直到密封元件200接觸結(jié)構(gòu)2000，如圖8B所示。
在示例實(shí)施方式中，第一管320可附接至真空系統(tǒng)3000，且第二管330可附接至粘合劑提供單元4000。為了將插入件100附接至結(jié)構(gòu)2000，初始地，第二管330可被夾住或關(guān)斷(例如，通過關(guān)閉閥4100)，從而粘合劑可不流經(jīng)第二管330。這時(shí)，可通過啟動(dòng)真空系統(tǒng)3000而將真空提供至第一管320。該真空可將空氣從腔體2100吸出，從而在腔體2100中形成真空。由于存在密封元件200，所以即使在真空系統(tǒng)3000被關(guān)斷時(shí)，該腔體2100也可保持真空狀態(tài)。在將空氣從腔體2100吸出之后，與真空系統(tǒng)3000相關(guān)的閥3100可被關(guān)閉，且來自粘合劑提供單元4000的粘合劑可經(jīng)由第二管330而被提供至腔體2100，并填滿腔體2100。圖8E-8I示出了粘合劑4300流經(jīng)組件1000并進(jìn)入和通過腔體2100，從而粘合劑4300可將插入件100粘合至結(jié)構(gòu)2000。由于以真空的方式提供粘合劑4300，在粘合劑4300中的大空洞被消除，因此提供了與常規(guī)技術(shù)相比具有更好強(qiáng)度特征的粘合。在粘合劑4300固化之后，可如圖8J所示切割第一和第二管320和330。盡管圖8A-8J示出了組件1000被插入腔體2100，然而應(yīng)理解可使用組件100M來代替組件1000，而不偏離圖8A-8J以及以上說明的教導(dǎo)。
圖9A和9B示出了布置成與粘合至結(jié)構(gòu)2000的插入件100接近的螺柱400。在示例實(shí)施方式中，螺柱400可包括具有第一螺紋410的第一端和具有第二螺紋420的第二端。在示例實(shí)施方式中，如圖9A所示，螺柱400可被布置成接近插入件100，從而第一螺紋410抵靠插入件100的螺紋122。一旦開始接觸，螺柱400可被旋轉(zhuǎn)，從而由于螺柱400的螺紋410與圓柱本體122的螺紋122接合，使得螺柱400沿著插入件100的圓柱本體120前進(jìn)。在示例實(shí)施方式中，螺柱400可沿著插入件100前進(jìn)，直到螺柱400處于要求的位置，例如，如圖9B所示。
圖1OA示出了如上所述的嵌入在結(jié)構(gòu)2000中的插入件100。圖1OA還示出了如上所述的附接至插入件100的螺柱400。在示例實(shí)施方式中，其中嵌入有插入件100的結(jié)構(gòu)2000和螺柱400可被移動(dòng)至第二結(jié)構(gòu)2500，該第二結(jié)構(gòu)2500具有足以讓螺柱400通過的孔2550。在示例實(shí)施方式中，其中嵌入有插入件且其上附接有螺柱400的結(jié)構(gòu)2000可被移動(dòng)，從而螺柱400穿過第二結(jié)構(gòu)2500的孔2550，如圖1OB所示。一旦定位，則螺母470可被附接至螺柱400，以將第二結(jié)構(gòu)2500固定至第一結(jié)構(gòu)2000，如圖1OC和1D所示。
圖11示出了風(fēng)輪機(jī)葉片的根部，其在根部端通過使用布置成一圓形的一組螺柱400和螺母450被附接在轂上。該螺柱400從葉片的根部以與上述一致的方式而延伸，且通過螺母固定至轂上的軸承。該具體的非限制示例示出了示例實(shí)施方式的至少一個(gè)實(shí)際應(yīng)用。
圖12A示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件1000’的另一個(gè)示例，且圖12B是根據(jù)示例實(shí)施方式的組件1000’的橫剖視圖。如圖12A和12B所示，組件1000’與組件1000基本相似之處在于，該組件1000 ’包括密封元件200和敷料器單元300，其可基本與組件1000的密封元件200和敷料器300相似。然而，在示例實(shí)施方式中，組件1000’包括不具有法蘭的插入件100’。而是，插入鍵100’僅包括與之前所述的圓柱本體120相似的圓柱本體120’。此外，插入件100’在圓柱本體120’的一端包括墊片110’和卡環(huán)115’，而不具有法蘭。在示例實(shí)施方式中，卡環(huán)115’可位于圍繞插入件100’的外周延伸的凹槽中。在示例實(shí)施方式中，可如圖12C所示，將組件1000’設(shè)置在結(jié)構(gòu)2000的腔體2100中。在該情況下，密封元件200加在墊片110’和結(jié)構(gòu)2000之間，而不是在法蘭和結(jié)構(gòu)2000之間。在示例實(shí)施方式中，可以與上述相似的方式在真空下提供粘合劑以將插入件100’固定至結(jié)構(gòu)2000。因此，為了簡明的目的省略了其細(xì)節(jié)說明。此外，在示例實(shí)施方式中，如圖12B所示，插入件100’的圓柱本體120’可包括螺紋122’，從而可將螺柱附接至其上。在示例實(shí)施方式中，螺紋122’可沿著圓柱本體120’的整個(gè)長度延伸，或者如圖12C所示沿著圓柱本體120’的部分延伸。在另一方面，螺紋可不延伸至圓柱本體120’的一端，而是可類似于圖2D和3D所示的配置。
圖13A示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件1000”的另一個(gè)示例，且圖13B示出了根據(jù)示例實(shí)施方式的組件1000”的橫剖視圖。如圖13A和13B所示，組件1000”基本與組件1000相似，在于該組件1000”包括密封元件200和敷料器單元300，其基本與組件1000的密封元件200和敷料器單元300相似。然而，在示例實(shí)施方式中，組件1000”包括插入件100”，其具有不帶有法蘭的圓柱本體120”。插入件100”包括墊片110”和與插入件100”的帶螺紋端配合的螺母115”，而不包括法蘭。在示例實(shí)施方式中，如圖13C所示，組件100”可被設(shè)置在結(jié)構(gòu)200的腔體2100中。在該情況下，密封元件200夾在墊片110”和結(jié)構(gòu)2000之間，而不是夾在法蘭和結(jié)構(gòu)2000之間。在示例實(shí)施方式中，可以與上述相似的方式，在真空下提供粘合劑以將插入件100”固定至結(jié)構(gòu)2000。因此，為了簡明的目的省略了對(duì)其具體說明。此外，在示例實(shí)施方式中，如圖13B所示，插入件100”的圓柱本體120”可包括螺紋122”，從而可將螺柱附接至其上。在示例實(shí)施方式中，螺紋122”可沿著圓柱本體120”的整個(gè)長度延伸，或者如圖13B所示沿著圓柱本體120”的部分延伸。在另一方面，螺紋122”可沒有延伸至圓柱本體的端部，而是與圖2D和3D所示的配置類似。
圖14A-14C示出了具有稍稍修改的組件1000、1000’和1000”。在圖14A-14C中，組件1000、1000’和1000”裝配有隔離件180、180’和180”以保持結(jié)構(gòu)2000的形成腔體2100的壁與插入件100、100’和100”的本體120、120’和120”之間的分離。在示例實(shí)施方式中，隔離件180、180’和180”可以是但不限于環(huán)形結(jié)構(gòu)或者可從本體120、120’和120”的外表面突起的突起部。隔離件180、180’和180”可被附接至或者直接附接至本體120、120’和120”。
因此，示例實(shí)施方式公開了具有插入件100、100’和100”的多種組件1000、1000，和1000”，該插入件100、100’和100”包括插入件本體120、120’和120”以及接近插入件本體120、120’和120”的端部的支承結(jié)構(gòu)110、110’和110”。各組件1000、1000’和1000”可包括在插入件本體120、120 ’和120”中的敷料器單元300，其中敷料器單元300包括第一管320，第二管330，和被配置成密封插入件本體120、120’和120”的密封本體310。盡管示例實(shí)施方式示出了插入件本體120、120’和120”為圓柱結(jié)構(gòu)，然而示例實(shí)施方式并不限于此。例如，插入件本體120、120 ’和120”可類似任何管狀結(jié)構(gòu)(例如，方形管或矩形管或者具有六邊形或八邊形橫截面)，且密封本體310可如上所述被配置成密封插入件的端部。在各組件1000、1000’和1000”中，第一管320和第二管330可被布置在插入件本體120、120’和120”中。在示例實(shí)施方式中，如圖所示，密封元件200可圍繞插入件本體120、120 ’和120”。在示例實(shí)施方式中，密封元件200可以是O形環(huán)。
圖15A和15B示出了修改的組件1000。在圖15A和15B中，組件1000M1基本與組件1000相似，只是組件1000M1不具有圍繞圓柱本體120的密封元件200。在圖15A和15B中，密封元件200M1(例如，O形環(huán))被附接至結(jié)構(gòu)2000。在后者的實(shí)施方式中，當(dāng)如圖15B所示組件1000M1的法蘭壓靠在密封元件200M1上時(shí)，形成氣密密封。然而，在任一情況下，當(dāng)組件1000和1000M1插入在腔體2100內(nèi)時(shí)，密封元件200和密封元件200M1夾在組件1000和1000M1的法蘭與結(jié)構(gòu)2000之間。
其它修改也落入本申請(qǐng)的發(fā)明原理內(nèi)。例如，在組件1000 ’和1000”中，可省略墊片110 ’和110”，且卡環(huán)115’和螺母115”可用作讓密封元件200抵靠的支承結(jié)構(gòu)。此外，盡管示例實(shí)施方式示出了敷料器單元300包括可由諸如但不限于橡膠或軟木類材料等彈性材料制成的密封本體310，然而示例實(shí)施方式并不限于此。例如，在示例實(shí)施方式中，密封本體310實(shí)際上可通過將圓柱本體120的一端部浸入橡膠中而在第二端部形成密封本體310。可選地，密封本體310可以是注入圓柱本體120的端部中的膨脹泡沫。作為仍另一個(gè)示例，密封本體310可以是焊接至圓柱本體120的端部的板，其具有讓管320和330穿過的兩個(gè)孔。如另一個(gè)示例，插入件100可通過鑄造過程而形成，其中插入件100的一端部以至少一個(gè)孔閉合，且例如為兩個(gè)孔，管320和330可穿過該孔。在后一實(shí)施方式中，應(yīng)理解插入件閉合端部的部分可看作圓柱本體310。
圖6D示出了可選組件1000*的橫剖視圖，其包括一些前述可選特征。例如，圖6D示出了組件1000*包括法蘭110*、密封元件200*、第一管320*和第二管330*，其可基本與之前說明的法蘭110、密封元件200，以及第一和第二管320和330相同。然而，與之前說明的實(shí)施方式不同，示例實(shí)施方式的組件1000*包括具有閉合端120B*的圓柱本體120A*。在后一示例中，圓柱本體120A*和閉合端部120B*可通過鑄造過程整體地形成。在組件1000*的非限制性示例中，閉合端部120B*可設(shè)置有至少一個(gè)孔徑，例如，第一和第二孔徑，讓第一和第二管320*和330*可穿過其中。
圖6E示出了可選組件1000**的橫剖視圖，其包括一些前述可選特征。例如，圖6E示出了組件1000**包括法蘭110**、密封元件200**、第一管320**和第二管330**，其可基本與前述的法蘭110、密封元件200、以及第一和第二管320和330相同。然而，與前述實(shí)施方式不同，示例實(shí)施方式的組件1000**包括具有由板120B**封閉的端部的圓柱本體120A**，該板120B**可通過諸如但不限于膠粘或焊接等的常規(guī)方法附接至圓柱本體120A**。在后一示例中，圓柱本體120A**和板120B*可分別地形成且接著結(jié)合在一起。在組件1000**的非限制性示例中，板120B*可設(shè)置有至少一個(gè)孔徑，例如，第一和第二孔徑，第一和第二管320**和330**可穿過其中。
圖16A-16D示出了組件5000的另一非限制性示例。具體地，圖16A示出組件5000的第一透視圖，圖16B示出了組件5000的第二透視圖，圖16C示出了示例組件5000的分解視圖，且圖16D示出了組件5000的橫剖視圖。
參考圖16A-16D，組件5000可包括密封元件5100、插入件5200和敷料器單元5300。在示例實(shí)施方式中，敷料器單元5300可基本與前述的敷料器單元300相同。例如，敷料器單元5300可包括本體5310、第一管5320和第二管5330，其可基本與輔料器單元300的本體310、第一管320和第二管330相同。由于敷料器單元5300可基本與敷料器單元300相同，所以為了簡明的目的省略了對(duì)其詳細(xì)說明。
在示例實(shí)施方式中，插入件5200可類似中空管，例如，中空?qǐng)A柱管，且可類似插入件本體。例如，插入件5200可類似具有環(huán)形橫截面的中空?qǐng)A柱體。該環(huán)形橫截面可具有內(nèi)徑D12和外徑D13。在示例實(shí)施方式中，插入件5100的內(nèi)徑D12可足夠大，以允許敷料器單元5300的本體5310的一部分匹配在其中，從而本體5310可滑動(dòng)配合在插入件5200中，與之前所述的示例實(shí)施方式一致。例如，本體5310可在插入件5200的一端形成氣密密封。
盡管在圖中未示出，插入件5200的內(nèi)表面5210可完全形成有螺紋或者部分形成有螺紋。例如，內(nèi)表面5210可包括與插入件100的螺紋122，或者與插入件100M的螺紋122M相似的螺紋。在示例實(shí)施方式中，根據(jù)意圖怎樣使用插入件5200，內(nèi)表面5210可部分形成有螺紋或者完全形成有螺紋。
在示例實(shí)施方式中，密封元件5100可包括法蘭5120和腳部5150。在示例實(shí)施方式中，法蘭5120和腳部5150可由較彈性材料制成，該材料例如橡膠。在示例實(shí)施方式中，腳部5150可類似具有內(nèi)徑D9和外徑DlO的圓柱體。在示例實(shí)施方式中，內(nèi)徑D9可為與插入件5200的外徑D13大約相同的尺寸。然而，在示例實(shí)施方式中，處于未附接狀態(tài)的腳部5150的內(nèi)徑可比插入件5200的外徑D13小。但是，由于腳部5150可由諸如橡膠等彈性材料制成，所以腳部5150可變形以如圖所示將插入件5200容納在其中。這可引起腳部5150與插入件5200之間的緊密滑動(dòng)配合。
在示例實(shí)施方式中，法蘭5120可從腳部5150延伸。法蘭5120可類似具有外徑Dll的錐形盤。如很快將要說明的，法蘭5120的端部可與結(jié)構(gòu)接觸，以將插入件5200設(shè)置在結(jié)構(gòu)的腔體內(nèi)。 在示例實(shí)施方式中，密封元件5100可形成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，例如，通過鑄造或機(jī)加工處理。在另一方面，腳部5150和法蘭5120可分別地形成，且接著通過結(jié)合過程結(jié)合在一起，例如，使用粘合劑或者焊接，或者諸如銷連結(jié)或拴接的另外方式。
圖17A-17D示出了將組件5000插入結(jié)構(gòu)2000中形成的腔體2100的多種選擇。在示例實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)2000可以是但不限于風(fēng)輪機(jī)葉片，或者任何其它形成有腔體2100的結(jié)構(gòu)。與之前的示例相似，腔體2100可經(jīng)由常規(guī)方式形成在結(jié)構(gòu)2000中，例如，開孔或鉆孔，然而本發(fā)明不限于此。例如，結(jié)構(gòu)2000可經(jīng)由鑄造過程生產(chǎn)，且腔體2100可在鑄造過程中形成。在可選實(shí)施方式中，腔體2100可通過沖壓過程形成。
參考圖17A，腔體2100可形成為具有直徑D8的圓柱腔體。為了匹配在腔體2100中，插入件5200的外徑D13可比腔體的直徑D8小。此外，在示例實(shí)施方式中，腳部5150的外徑DlO大約為與腔體2100的直徑D8相同的尺寸。因此，腳部5150可不僅僅將插入件5200設(shè)置在腔體2100中，而還可用作密封件。在示例實(shí)施方式中，腳部5150的外徑DlO可比腔體的直徑D8稍大。然而，由于腳部5150可由彈性材料制成，所以腳部5150可變形以縮小其外徑，從而保證結(jié)構(gòu)2000與腳部5150之間的滑動(dòng)配合。
參考圖17B，組件5000的插入件5200可插入腔體2100中，直到法蘭5120的端部接觸結(jié)構(gòu)2000。在該配置中(且與之前所述的示例一致)，插入件5200與結(jié)構(gòu)2000之間的空間可通過第一管5320和第二管5330中的一個(gè)被抽真空。在抽真空狀態(tài)下，可通過經(jīng)由第一管5320和第二管5330中的另一個(gè)提供粘合劑，而讓粘合劑5300填充插入件5200與結(jié)構(gòu)2000之間的空間。由于在真空下提供粘合劑，所以可消除在粘合劑中的大空洞。在粘合劑固化之后，可將密封元件5100移開，產(chǎn)生如圖17D所示的結(jié)構(gòu)。
示例實(shí)施方式的一些特征不意圖限制本發(fā)明。例如，盡管本體120、120M、120 ’、120”和5200被描述和示出為圓柱體，然而本體120、120M、120’、120”和5200可具有另外的形狀，例如但不限于方形或矩形管，或者具有橢圓形橫截面、六邊形橫截面或者八邊形橫截面的管。類似地，上述結(jié)構(gòu)2000中的腔體2100不要求在結(jié)構(gòu)中形成圓柱形孔。例如，腔體2100可具有方形、矩形、橢圓形、六邊形或者八邊形輪廓。此外，插入件不需要是中空的。例如，插入件可基本為實(shí)心元件，其中具有延伸穿過其的通道，以提供如上所述的真空和粘合劑。
已經(jīng)以示例的方式對(duì)本發(fā)明的示例實(shí)施方式進(jìn)行了說明。應(yīng)理解，所使用的術(shù)語意圖為說明詞語的性質(zhì)，而不是限制的。在上述教導(dǎo)下，對(duì)示例實(shí)施方式的很多修改和改變是可行的。因此，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以與所具體說明的方式不同地實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種將插入件固定至具有腔體的結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括: 將插入件插入所述腔體中，該插入件包括本體，抽吸管和粘合劑輸送管穿過該本體； 通過經(jīng)由所述抽吸管將空氣從所述腔體吸出而在所述腔體中形成真空；以及 在孔為真空時(shí)經(jīng)由所述粘合劑輸送管將粘合劑輸送進(jìn)入所述腔體。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述結(jié)構(gòu)是風(fēng)輪機(jī)葉片的根部。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述粘合劑包括以下材料中的至少一種:環(huán)氧樹脂、聚酯、乙烯基酯、熱塑性塑料和熱固性塑料。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將插入件插入所述腔體中包括將密封元件夾在所述結(jié)構(gòu)和與所述插入件相關(guān)的支承結(jié)構(gòu)之間。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將插入件插入所述腔體中包括將密封元件的腳部插入所述腔體中。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中經(jīng)由所述抽吸管將空氣從所述孔吸出的操作在將粘合劑輸送進(jìn)入所述孔的操作之前終止。7.—種組件，包括: 插入件本體， 接近所述插入件本體的端部的密封元件;和 在所述插入件本體中的敷料器單元，其中所述敷料器單元包括被配置成提供真空的第一管和被配置成提供粘合劑的第二管。8.如權(quán)利要求7所述的組件，其中所述敷料器單元包括密封本體，該密封本體被配置成密封所述插入件本體的一端部，且該密封本體包括橡膠、軟木和膨脹泡沫之一。9.如權(quán)利要求8所述的組件，其中所述密封元件圍繞所述插入件本體。10.如權(quán)利要求9所述的組件，其中所述密封元件為O形環(huán)和腳部中的一個(gè)。11.如權(quán)利要求7所述的組件，還包括: 與所述密封元件相鄰的支承結(jié)構(gòu)。12.如權(quán)利要求11所述的組件，其中所述支承結(jié)構(gòu)為法蘭、墊片和螺母中的一個(gè)。13.如權(quán)利要求7所述的組件，其中所述插入件本體包括閉合端部，該閉合端部具有讓所述第一和第二管從中穿過的至少一個(gè)孔徑。14.如權(quán)利要求7所述的組件，還包括: 被配置成密封所述插入件本體的端部的板，該板包括讓所述第一和第二管從中穿過的至少一個(gè)孔徑。15.如權(quán)利要求7所述的組件，其中所述插入件本體的內(nèi)表面包括螺紋。16.如權(quán)利要求7所述的組件，還包括: 被布置在所述插入件本體的外表面上的隔離件。17.如權(quán)利要求7所述的組件，還包括: 螺母，其中所述插入件本體包括與該螺母的螺紋接合的多個(gè)螺紋。18.如權(quán)利要求7所述的組件，還包括: 卡環(huán)，其中所述插入件本體包括將該卡環(huán)插入其中的凹槽。19.一種結(jié)構(gòu)，包括: 底座結(jié)構(gòu)，其具有圍繞插入件的表面;和粘合劑，其填充所述表面與所述插入件之間的空間，其中該粘合劑不包括大空洞。20.如權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)，其中所述插入件包括內(nèi)部帶螺紋的表面。
【文檔編號(hào)】B29C65/54GK105916659SQ201480060888
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年8月26日
【發(fā)明人】K.K.韋特澤爾, R.M.巴恩哈特, A.雷納, T.S.伍倫施奈德, C.楊
【申請(qǐng)人】Wei7有限責(zé)任公司