风力涡轮机叶片运输框架及道路运输车辆的制作方法

1.本实用新型涉及水平轴线风力涡轮机叶片的运输，并且更具体地涉及一种叶片框架，其构造成以水平取向保持和支撑风力涡轮机叶片末端部分。框架用在风力涡轮机叶片的运输和/或储存期间。


背景技术：

2.输送或储存弦向范围以基本上竖直的或基本上水平的取向定向的叶片是常见的。在ep3486205a1中描述了用于以竖直翼弦取向储存或运输叶片的叶片末端框架，其中叶片前缘被支撑在从刚性框架的相对两侧悬挂的多组横跨条带中。
3.风力涡轮机叶片通常具有比厚度方向尺寸大得多的弦向尺寸，而在它们的厚度方向上的所谓的扁平方向柔性大于它们在其弦向平面中的边缘方向的柔性。由于各种原因，包括不同方向上的尺寸和刚度考虑，关于在储存或运输期间选择不同的叶片取向存在不同的优点。本实用新型的运输或储存框架被设想为利用卡车运输，并且其中使叶片的弦向范围处于主要水平方向上的叶片定向是优选的。这允许叶片使用其相对较高的扁平方向柔性来吸收例如来自道路中的颠簸或不均匀的冲击或适应路面中的起伏。
4.此外，将风力发电机部署到具有不同风特性的一系列不同场所越来越需要可用于安装到风力发电机的宽范围的不同叶片尺寸。设计运输或储存框架使得其可以容纳具有不同设计或尺寸的不同叶片是有利的。
5.风力涡轮机叶片在储存和运输的背景下提供了独特的挑战，因为它们的大尺寸和重量与它们的不对称形状以及它们在未被正确地处理的情况下对损坏的敏感性相结合。此外，运输过程中的振动或冲击可能使叶片脱离或损坏。此外，风力涡轮机叶片的内部几何结构可导致叶片表面的局部区域适于具有例如在运输、储存或处理期间施加的约束力。相反地，具有较小局部内部支撑的叶片表面的区域可能不太适于在运输、储存或处理期间施加力。如果过度的压力施加到相对无支撑的叶片表面部分，则这可能涉及到对叶片局部损坏的概率增加。此外，经验显示，叶片的后缘可具有与叶片前缘不同的敏感性。在一些情况下，诸如噪声减小或阻力减小配件(例如锯齿)的器具可以装配到叶片的后缘。这些因素都对叶片框架设计产生挑战，特别是对于可与不同叶片设计一起使用的框架。


技术实现要素：

6.本实用新型提出了一种风力涡轮机叶片运输框架，其用于承载叶片的末端部分，叶片的弦向尺寸横向地定向。该设计被优化用于容纳具有不同尺寸或设计的叶片。以下具体描述根据本实用新型的风力涡轮机叶片运输框架以及根据本实用新型的运输框架的运输布置。
7.根据一个方面，提供一种风力涡轮机叶片运输框架。所述风力涡轮机叶片运输框架被构造成在所述风力涡轮机叶片的末端区域的一部分处接收并支撑所述风力涡轮机叶片。所述风力涡轮机叶片运输框架包括前缘支撑件，所述前缘支撑件包括顺应性支撑带部
分，所述顺应性支撑带部分在第一支点和第二支点之间延伸并且被构造成在所述风力涡轮机叶片的前缘处支撑所述风力涡轮机叶片。所述风力涡轮机叶片运输框架包括前缘框架和后缘框架，所述前缘框架和所述后缘框架中的每一者都是l形的，其中直立部分从侧向延伸的基部突出，并且其中所述前缘框架的基部和所述后缘框架的基部在基部接头处连接在一起，从而限定所述风力涡轮机叶片运输框架以及所述风力涡轮机叶片运输框架的侧向内部尺寸。所述风力涡轮机叶片运输框架被构造成用于在所述风力涡轮机叶片的末端部分的弦向尺寸被侧向地定向的情况下接收所述末端部分，所述前缘支撑件的所述第一支点安装在所述基部处，并且所述前缘支撑件的所述第二支点安装在所述直立部分处。所述运输框架还包括后缘支撑件，所述后缘支撑件包括安装在所述基部处的支撑垫，并且其中所述风力涡轮机叶片运输框架的所述侧向内部尺寸能够通过调节所述基部接头而选择地变化。
8.根据另一方面，提供一种道路运输车辆，所述道路运输车辆被配置为运输风力涡轮机叶片并且包括牵引机和拖车，所述拖车上固定有如上所述的风力涡轮机叶片运输框架。
9.所提出的叶片运输框架确保了对平放在框架中的叶片末端部分的充分支撑。叶片在其后缘处和其前缘处被支撑。前缘叶片支撑装置是可适形的带类型，并且允许良好的负载分布以及叶片形状适应性。后缘支撑件具有垫类型，从而避免带与叶片之间的相互作用。由于在叶片前缘处的柔性带的形状适应性，框架可以容纳不同形状的叶片以进行支撑。可以通过调整框架尺寸来适应更大或更小的叶片模型。
附图说明
10.现在将参照附图描述本实用新型和一些附加的或可选的特征，在附图中：
11.图1示出了示出所提出的风力涡轮机叶片框架的各方面的侧视图；
12.图2至图6示出了示出附加特征的类似视图；
13.图7示出了可以是所提出的运输框架的一部分的前缘框架的透视图；
14.图8示出了后缘框架的透视图，该后缘框架可以是所提出的运输框架的一部分；
15.图9示出了包括所提出的运输框架的各方面的透视图；
16.图10示出了包括所提出的运输框架的运输设备。
具体实施方式
17.图10示出了用于风力涡轮机叶片1的运输设备6。图示的运输设备包括具有用于牵引拖车5、9的牵引机4的卡车。拖车5、9可以是各种类型，包括例如床式拖车5或推车型拖车9。在图1中以虚线示出了床式拖车5，其形式为可枢转地连接到牵引机4的铰接式床拖车5。图1中指示推车型拖车或推车9，并且当使用时，其由牵引机4经由叶片1牵引。换句话说，推车9被叶片1拉动，叶片1固定到牵引机4上。如本文所用，术语“拖车”是指两种类型的拖车5、9。对于不同的运输操作，优选的是，结合所提出的叶片运输框架20使用推车9或床式拖车5中的一个或另一个。叶片根部8被示出为被支撑在牵引机4处或附近，而叶片末端区域2在叶片末端部分3处被支撑在拖车5、9上的叶片运输框架20中。出于本目的，叶片末端区域可以指在叶片的末端7的方向上、在叶片根部8的外侧的叶片的任何部分。在实施例中，叶片运输框架20可以被放置在位于拖车5、9上的摇臂台10的顶上。摇臂台10可允许叶片运输框架20
以及由此被支撑在其中的叶片末端区域2围绕叶片弦向轴线在摆动方向11上扭转或倾斜，和/或围绕横向于弦向方向l的横向轴线c在倾斜方向12上扭转或倾斜，弦向方向l也是行进方向。摇臂台10可减少叶片末端区域2在进行时经受的扭转或弯曲的量。叶片1被布置成其翼展长度限定了在叶片根部端8与其末端7端之间的纵向方向l。叶片1是平放的，也就是说，其厚度方向尺寸向上延伸，并且其弦向尺寸在侧向方向c上延伸。在本文中，侧向方向c可以指平放方向或横向方向或基本水平方向。为了避免疑惑，这样的侧向方向可以是水平的或近似水平的，例如，具有高达15度或高达10度的高度或升程(declension)。如可以理解的，叶片1在以这种方式定向时表现出柔性，这在可能想到的振动或偶然冲击的运输期间可能是有益的。然而，容纳平放的叶片可能会存在施加在其上的风险，尤其是在其末端区域2的后缘处，该末端区域2较薄并且可以具有空气动力学活性元件，例如装配到其上的锯齿。所提出的叶片运输框架20被优化用于该任务并且呈现该末端的特征。
18.参照图1，叶片运输框架20构造成在其末端区域2的部分3处接收和支撑风力涡轮机叶片1。运输框架20包括前缘支撑件31，其包括在第一支点71和第二支点72之间延伸的顺应性支撑带部分70a。在支点71、72之间的支撑带部分70a被配置为在其前缘处或其周围和/或在翼型表面的前缘侧处接合和支撑叶片1。叶片运输框架20包括前缘框架30和后缘框架40，其中的每一个都是l形的并且具有从侧向延伸的基部36、46突出的直立部分32、42。前缘框架30和后缘框架40的相应基部36、46在基部接头60处连接在一起。前缘框架30和后缘框架40一起限定运输框架20和其横向内部尺寸d。运输框架30被配置用于接收叶片末端部分3，该叶片末端部分的弦向尺寸被横向地定向c。前缘支撑件31的第一带支点71安装在运输框架20的基部36、46处，而前缘支撑件31的第二带支点72安装在运输框架20的直立部分32、42处。运输框架20还包括后缘支撑件41，该后缘支撑件41包括安装在运输框架20的基部36、46处的支撑垫44。运输框架20的内部横向尺寸d通过调节基部接头60能够选择地变化。
19.如图2和图3至图6中所示，叶片1的末端部分3可放置在运输框架20中，其中其前缘面向前缘框架30的直立部分32。叶片1的后缘可由此指向后缘框架40的直立部分42。框架20配置成使得叶片末端部分3的下侧的前缘部分将因此搁置在支撑带部分70a上，而叶片末端部分3的下侧的后缘部分将搁置在支撑垫44上。
20.所提出的运输框架20的配置具有许多优点。设置前缘框架30和后缘框架40(它们在基部接头60处能够连接并且各自限定相应的前缘支撑件31和后缘支撑件42)允许大的灵活性。例如，它允许使相应的前缘支撑件31和后缘支撑件41在这些位置处适应叶片末端部分3的不同特性。它还允许改变运输框架20的内部尺寸d，以适应不同的叶片大小或不同的叶片弦向尺寸。前缘支撑件31的适应性允许叶片1和支撑件31之间特别是在叶片1和支撑件的带部分70a之间的较大的载荷分布。它还允许相同的支撑件31用于叶片1的不同形状，因为带部分70a将自调整到放置在其上的叶片轮廓的形状。此外，作为前缘支撑件31的一部分的带部分70a与用于后缘支撑件41的垫44的组合导致顺应的前缘支撑件31与较不顺应的后缘支撑件41之间的有益相互作用。这特别地避免了可能由于将整个叶片的表面(从前缘到后缘)搁置在带上而产生的缺点。这种布置将倾向于将压力集中在非常后缘处，从而冒着对后缘或在后缘处的任何空气动力学附加元件的损坏的风险。相反，后缘垫44通过有效地将后缘区域保持远离带70而支撑叶片1的后缘侧。特别地，支撑垫44保持叶片1的后缘区域与带70分开。优选地，第一支点71在支撑垫44下方的高度处定位在框架20中。在所提出的运输
框架20中，形成前缘支撑件31的一部分的带部分70a可以在第一支点71和第二支点72之间不被支撑。优选地，支撑带部分70a可以被配置为至少在其紧邻其前缘的部分处接合叶片1。优选地，当叶片末端部分3在运输框架20中平放时，支撑带部分70a可以被配置为沿着其一个翼型表面接触叶片1，特别是最下面的翼型表面。
21.两个都为l形的相应后缘框架40和前缘框架30可被布置为一起形成大致u形运输框架20，其向上打开。这样的u形可以被认为具有基部区段，基部区段由接合在一起的基部部件46、36和两个直立部分32、42组成，它们在基部区段的两端上升起。
22.优选地，第一支点71和第二支点72都布置在前缘框架30上。由此，前缘支撑带70也可设置在前缘框架30上。支撑带70可以从第一支点71处的第一端77延伸到第二端78。第二带端部78可以对应于第二支点72。在优选实施例中，第二端78可以延伸超过第二支点。在另外的可选实施例中，第一端77可以延伸超过第一支点。因此，在优选实施例中，支撑带部分70a在第一支点71与第二支点72之间的长度能够选择地调节。优选地，可以通过调节带70的第一端77或第二端78的位置来调节第一支点71和第二支点72之间的支撑带部分70a的长度。在所示的实施例中，第一支点71和第二支点72之间的支撑带部分70a的长度可以通过调节带70的第二端78的位置来调节。
23.优选地，前缘框架30还包括安装到其上的前缘缓冲器38。缓冲器38可以构造成当其由支撑带部分70a支撑时邻接叶片1的前缘。缓冲器38可以阻止叶片1在朝向前缘框架30的直立部分32的方向上横向滑动。优选地，前缘缓冲器38可以经由固定配件39安装到前缘框架30，该固定配件39允许保险杠38在运输框架20中在侧向方向c上进行位置调节。在带70是柔性的情况下，缓冲器可以抑制叶片1四处移动的任何趋势。
24.有利地，后缘支撑垫44可安装在后缘框架40上。优选地，后缘支撑垫44可安装在后缘框架40的基部46上。仍然优选地，后缘支撑垫44可通过运输框架20绕纵向轴线l枢转地安装。优选地，例如在图7中所示，后缘支撑垫44可支撑在安装件45上。安装件可以在基部36、46上。具体地，安装件45可以在后缘框架40的基部46上。
25.如在图示的实施例中可以看到的，特别是在图7、图8和图9中，基部接头60可以包括位于前缘框架30的基部36与后缘框架40的基部46之间的滑动接合装置。滑动接合装置优选地可锁定在相应的前缘框架30和后缘框架40之间的多个相对接合位置中。每个可锁定位置可限定运输框架20的内部横向尺寸d的不同相应尺寸。
26.从图2或图8的实施例可以看出，运输框架20可以优选地进一步包括具有臂51和叶片接触垫52的顶部夹具50。顶部夹具50可以在打开的叶片接收位置和闭合的叶片保持位置之间移动。顶部夹具50的打开位置允许将叶片1分别放置到运输框架20中或从运输框架20移除。当处于闭合位置时，顶部夹具50被构造成作用在运输框架20中的叶片1上，以将其保持在运输框架20中。优选地，顶部夹持臂51可在铰接点53处铰接地支撑在运输框架20上。因此，叶片接触垫52可以设置在臂51上，与铰接点53间隔开。优选地，顶部夹持臂51可以铰接到后缘框架40，例如由其直立部分42支撑。
27.优选地，顶部夹具50可被构造成，当处于其闭合位置时，当在运输框架20中接收到叶片1的前缘时，顶部夹具50与其接触垫52抵靠在叶片1的翼型表面上，同时叶片1的前缘被接纳在前缘支撑件31中。这种布置有助于将叶片1限制在框架20中。为此目的并且例如在图4、图5和图6中所示，优选地，运输框架20可以包括与顶部夹具50相关联并且用于防止顶部
夹具50在处于顶部夹具50的闭合位置时在打开方向上移动的预防装置56。优选地，预防装置56向顶部夹具50施加力，迫使其与被接收在运输框架20中的叶片接触。预防装置56可特别地包括条带，例如在图4中所示。条带可以例如围绕运输框架20的周边部分延伸。例如，框架20可以包括用于连接预防带的一个或多个紧固件眼55。由此可以张紧预防带，以朝向叶片1向下偏置顶部夹具50，特别是其接触垫52。在替代实施例中，可以以弹簧的形式提供预防装置56，例如图5中所示。预防弹簧可以是活塞型弹簧。它可以接合在顶部夹持臂51和后边缘框架40或前缘框架30之间。在实施例中，顶部夹具50可以铰接地连接到后缘框架40或前缘框架30，特别是其直立部分32或42。在实施例中，例如，如图4所示，接触垫52可以沿着顶部夹持臂51远离铰接点53可调节地定位在可变距离处。换句话说，沿着顶部夹持臂51在铰接点53与接触垫52之间的距离可以可选择地改变。特别地，顶部夹持臂51可以包括用于接触垫52的多个可选位置54。这种布置可以特别地进一步有助于运输框架20的使用的灵活性。例如，可以调节接触垫52以放置(land)在叶片1的指定部分上。由此，不同的叶片设计，在它们的翼型区域中具有不同的指定接触区域，可以被容纳在单个运输框架20中。
28.如在图6中可见，还可以以推动器支柱的形式提供预防装置56。支柱可被布置成铰接到前缘框架30的直立部分32或后缘框架40的直立部分42。它可以被布置为在顶部夹具50上向下推动，从而增加由顶部夹具50施加到叶片上的约束力。
29.优选地，前缘框架30和后缘框架40中的每一个可包括前l形框架元件30a、40a和后l形框架元件30b、40b。参见例如图7至图9。这些可以分别通过一个或多个纵向延伸的支柱37、47间隔开并连接在一起。因此，前缘l形框架30可包括由支柱37接合在一起的一对l形框架元件30a、30b。后缘l形框架40可包括由支柱47接合在一起的一对l形框架元件40a、40b。前缘支撑带70可在前缘框架30的前l形框架元件30a和后l形框架元件30b之间延伸。后缘支撑垫44可在后缘框架40的前l形框架元件40a和后向l形框架元件40b之间沿纵向方向l延伸。
30.支撑带70优选地在相应的第一固定销75和第二固定销76处终止于第一端77和第二端78。每个固定销75、76可轴颈连接在前缘框架30的前l形框架30a和后l形框架30b之间。前缘框架30的l形框架元件30a、30b包括用于每个所述固定销75、76中的至少一个的多个轴颈位置79。由此，至少一个所述固定销75、76可选择性地定位在多个轴颈位置79中的任何一个处，从而改变所述第一和第二支点71、72之间的有效带长度。在实施例中，第一固定销75可用作所述第一支点71。在实施例中，第二固定销76可轴颈连接在所述后缘框架30的所述前l形框架30a和后l形框架30b的所述直立部分32之间的多个位置79处。第二支点72可定位在后缘框架30的前l形框架30a和后l形框架30b的直立部分32之间。特别地，第二支点72可以定位在第二固定销76上方的位置处。
31.在实施例中，如图9所示，后缘框架40的基部46可在基部接头60处安装在前缘框架30的基部36上。后缘框架40和前缘框架30之间的可滑动接合可以通过任何适当的方式来确保，例如通过将后缘框架基部接头构件60b与前缘框架基部接头构件60a接合。可以通过相对于彼此滑动前缘框架30和后缘框架40并且然后例如使用锁定销将前缘框架30和后缘框架40锁定在选定位置来选择运输框架20的期望横向尺寸d。在实施例中，前缘框架基部接头构件60a可被滑动地接收在后缘框架基部接头构件60b内，或反之亦然。基部接头60可任选地包括允许侧向尺寸d的可选择调节的调节元件60c，例如，如图8所示，调节元件60c可以是
可选择的定位元件的形式，每个可选择的定位元件对应于相应的横向尺寸d。可选择的定位元件可以使用锁定元件例如利用棘爪或销来锁定，如图所示。可选地，运输框架20可以包括处理特征，诸如叉车凹坑23。可选地，运输框架20可包括处理特征，诸如一个或多个吊眼24。
32.运输框架20被配置为将叶片1接纳到其内部空间中，该内部空间具有由前缘框架30和后缘框架40限定的横向尺寸d。例如，叶片可以被放置到开口框架20中，如图1或图2所示。叶片1尤其可以被放置成，其末端部分3安置，使得所述框架20的前缘支撑件31在其前缘区域3a处支撑叶片末端部分3，并且使得所述框架20的后缘支撑件41在其后缘区域3b处支撑叶片末端部分3。特别地，带部分70a被配置为在叶片1的下侧处接收和支撑前缘区域3a，而支撑垫44被配置为在叶片1的下侧处接收和支撑后缘区域3b。前缘缓冲器38可确保采用框架20内的叶片末端部分3的预定位置，即通过使叶片前缘与缓冲器38邻接。在该位置，叶片后缘区域3b将在叶片表面上的预定位置处搁置在支撑垫44上，从而确保支撑力仅在指定位置处施加到叶片1，例如，其中在叶片结构可以例如通过腹板或其它内部结构元件从其内被加强的位置处。在叶片1在框架20中采用预定位置的情况下，顶部夹具50可移动到闭合位置，例如图3中所示。顶部夹具50的接触垫52可接触并在叶片的顶部翼型表面上施加向下的力，从而确保叶片1不在框架20中四处移动。接触垫52和叶片顶表面之间的摩擦力将有助于确保叶片在框架中不侧向移动。框架20可以被调节以确保其横向尺寸d可以容纳相关的叶片1或其相关的末端部分3。此外，当叶片1在运输框架20中时，框架20构造成允许调节叶片前缘与支撑衬垫44之间的距离。这可以例如通过改变前缘框架30和后缘框架之间的间距来实现，即通过调节基部接头60来实现。这改变了框架20的横向尺寸d。以这种方式，可以确保后缘支撑垫44总是最佳地定位在指定的叶片1下方的支撑位置处，例如叶片1的内部加强位置，从而定位在其支撑功能不会冒险损坏叶片的位置处。运输框架20允许进一步调节，以通过例如允许调节支撑带70来适应不同的叶片形状或大小。特别地，其上放置有叶片1的支撑带部分70a的长度可以调整。这可用于例如改变框架20中的叶片位置。可替换地，它可以允许改变在框架20中的可用空间，用于接收不同尺寸的叶片1或不同尺寸的叶片部分3。优选地，带70的端部77、78可以从固定到运输框架20的刚性部分的初始位置79移动到另一位置79，该另一位置79在支点71、72之间的带部分70a中产生更多或更少长度的带。在图1至图6或图9所示的示例中，第二带端部78可以从后缘框架30的直立部分32上的初始轴颈位置79移动到更靠近或更远离第二支点72的位置，从而导致支撑带部分70a在支点71、72之间的有效长度的相应改变。
33.为了增加运输框架20对于支撑在其上的叶片1的抑制效果，框架20可以另外设置有预防装置56。这用于增加顶部夹具50对于叶片1的夹持效果。特别地，预防装置56可以布置在前缘框架30或后缘框架40与顶部夹具50之间。例如，参见在图4至图6中示出的实施例。可选地，预防装置56可以布置在前缘框架30或后缘框架40与顶部夹具50的接触垫52之间。如图4所示，具有带(诸如棘齿带)形式的预防装置56可以附接到运输框架20的刚性部分并且延伸越过叶片的顶部和/或顶部夹具50的部分。当在两个端部处被固定在框架20上的位置时，这些端部可以拉紧以增加叶片1上的向下压力，从而防止叶片1在框架20内移动。更优选地，预防装置56可以布置在前缘框架30或后缘框架40与顶部夹持臂51之间，例如在图5或图6中示出。
34.本文所使用的术语“运输框架”同样是指运输和/或储存框架。本文中所使用的术
语“高度”或“直立”可被理解为通常参考侧向方向c和纵向方向l正交。术语“前缘”可以指叶片1的前缘区域3a，其可以包括最前缘以及紧邻其的部分。术语“前缘”还可以指叶片的一半，当在横截面中看到时，其位于穿过叶片1翼型形状的中线厚度方向的前方。类似地，本文中所使用的术语“后缘”可表示叶片1的后缘区域3b，其可包括最后缘和紧邻其的部分。术语“后缘”还可以指叶片的一半，当在横截面中看到时，其位于穿过叶片1翼型形状的中线厚度方向的后方。在翼型件的背景下，向前和向后是指在从前缘到后缘穿过时将产生升力的气流方向。如本文所用，术语“支点”表示运输框架部件30、40与带70之间的固定支撑元件。
35.尽管上文已参考一个或一个以上优选实施例描述了本实用新型，但应了解，可在不脱离如所附权利要求书中所限定的本实用新型的范围的情况下作出各种改变或修改。