部分埋置在纤维增强件中用于保护和连接目的的连接器盒

摘要

本发明涉及一种连接器盒，所述连接器盒适合于至少部分地埋置在风力涡轮机的纤维增强件中，上述连接器盒包括挠性的基底部分和密封部分。密封部分在制造上述纤维增强件期间密封并保护至少一个在密封部分和基底部分之间的隔间，但在制造之后可将密封部分部分地除去使上述隔间可进入。基底部分适合于通过靠近其底部比靠近其顶部具有较大的外周而将连接器盒紧固到纤维增强件上。另外，本发明涉及这种连接器盒，所述连接器盒将一部分元件固定在连接器盒的隔间中，并使第二部分元件在制造之后可从隔间进入。

权利要求

1.一种连接器盒(103)，用于至少部分地埋在风力涡轮机的纤维增强件中，上述连接器盒(103)包括基底部分(305)和至少一个包括密封袋的密封部分(304)，上述密封袋在制造上述纤维增强件期间密封和保护至少一个在密封袋和基底部分(305)之间的隔间(401)，并且在制造之后且在部分地除去上述密封袋之后，使上述隔间(401)可进入，及上述基底部分(305)用于将连接器盒(103)通过在连接器盒底部附近比连接器盒顶部附近具有更大的外周而紧固在纤维增强件中。

2.按照权利要求1所述的连接器盒，其中上述隔间的第一部分(604)固定至少一个元件(104，105)的一部分，及上述元件(104，105)的另一部分可从上述隔间的第二部分(605)触及到。

3.按照权利要求2所述的连接器盒，其中上述隔间的上述第一部分(604)至少部分地充填固化的材料(601)，因而固定上述元件(104，105)的上述部分。

4.按照权利要求2或3所述的连接器盒，其中上述元件包括一电流传导部分(105)和连接器部分(602)，其中上述电流传导部分(105)至少部分地固定在上述隔间的所述第一部分(604)中，及上述连接器部分(602)可从上述隔间的所述第二部分(605)中触及到。

5.按照权利要求2或3所述的连接器盒，其中上述元件包括光纤(104)和连接器部分(602)，其中上述光纤(104)至少部分地固定在上述隔间的所述第一部分(604)中，及连接器部分(602)可从上述隔间的所述第二部分(605)中触及到。

6.按照权利要求5所述的连接器盒，其中上述连接器部分(602)用于将光发射机构或者光接收机构(107)连接到光纤(104)上。

7.按照权利要求1所述的连接器盒，所述连接器盒全部或部分地用塑料制成。

8.按照权利要求1所述的连接器盒，此处至少一个密封部分(304)用不透树脂的塑料制成。

9.按照权利要求1所述的连接器盒，此处基底部分(305)用柔性材料制成。

10.一种用于风力涡轮机的叶片(101)，其特征在于：包括按照权利要求1-9其中一项所述的连接器盒(103)。

11.按照权利要求10所述的叶片，其中上述连接器盒(103)至少部分地埋置在一部分叶片外壳(102)中，以便在制造之后可触及到连接器盒(103)。

说明书

部分埋置在纤维增强件中用于保护和连接目的的连接器盒

技术领域

[0001] 本发明涉及一种连接器盒，所述连接器盒适合于至少部分地埋置在风力涡轮机的纤维增强部分中，以在制造期间保护灵敏的部件和在制造之后实施易接近性为目的。本发明还涉及一种风力涡轮机用的叶片，所述叶片包含这种连接器盒。

背景技术

[0002] 用于测量的传感器和其它机构常常连接到大的纤维增强式结构上，如用于风力涡轮机的部件、船身、飞机上的部件等。这包括例如用于测量结构上的载荷及其相应的应变计、用于温度或压力测量的装置、GPS(全球定位系统)接收机、灯、照明导体、数据寄存单元等。这些装置或传感器的应用因而也自然地在大多数情况下要求给元件导向用于它们的工作，如电线、光纤、电缆或类似物，同时从结构中实际的某个地方转变到放置装置或传感器的地方。例如，沿着用于风力涡轮机的叶片的长度运行的光纤在其端部处连接到放在叶片根部附近的光发射和接收设备上。

[0003] 所述上述这些不同的元件常常部分地或全部埋置在纤维增强结构中。这样做的一个原因是用这种方式接合到纤维增强件中远远比通过比如机械机构或胶从外部紧固到结构上时更强。另外，由于空气动力学原因，埋置可能是有利的。而且，元件用这种方式被纤维增强结构 “包围”，因此保持完全受保护并且安全。

[0004] 然而，当元件待连接到另外部件上并因此必须以某种方式从纤维增强件中突出以便可从外部接近时，它是一个问题。在航运工业中，实际做法是简单地拉出必须可接近的元件部分-通常是端部，上述元件端部在注射树脂到所述部件中之前可穿过顶层、注射层和真空箔材。然而，这不可避免地减少了树脂的注射量，并因此减少了纤维增强结构的总量。而且，元件通过这种装卸容易损坏，并且在注射期间易受伤害，因此增加了生产和终端产品的成本及增加元件不正常工作的危险，上述不正常工作元件难以或不可能进行修理，因为元件埋置在结构中。

发明内容

[0005] 因此，本发明的目的是得到一种连接器盒，所述连接器盒可以部分地或全部埋置在纤维增强件中，其中电线、光纤、电缆等的端部可以加以保护，并且在制造层压制品期间安全地夹持在合适位置，但在制造之后仍可接近与其它装置的连接部分。另一些目的从别处说明中显而易见。

[0006] 本发明涉及一种连接器盒，所述连接器盒适合于至少部分地埋置在风力涡轮机的纤维增强件中，此处上述连接器盒包括基底部分和至少一个包括密封袋的密封部分，此处密封部分在制造上述纤维增强件期间密封和保护至少一个在密封部分和基底部分之间的隔间，并且在制造之后可以部分地除去密封部分，同时使上述隔间可进入，及此处上述基底部分适合于通过在其底部附近比在其顶部附近具有较大的圆周而将连接器盒紧固在纤维增强件中。这有利的是它显示一种简单而坚固的连接器盒，所述连接器盒可以埋置到纤维增强件中，同时不显著降低纤维增强件的强度并对纤维增强件具有很强的接合。而且，连接器盒的几何形状将保证连接器盒在制造期间或制造之后牢固地停留在合适位置。另外排除了为达到对元件的易接近性而必须在真空箔材中切开的问题。这种连接器盒在纤维增强件的制造条件下，即使当工作人员必须穿戴个人保护装备如厚手套等时，也易于处理和应用。另外有利的是连接器盒可以放在不均匀或弯曲表面上需要一部分均匀的任何地方。而且，如果需要，它便于用特殊方式定向。

[0007] 本发明还涉及一种如上所述的连接器盒，其中第一部分隔间固定至少一个元件的一部分，和其中元件的另一部分可从第二部分隔间接近。除了上述优点之外，由此得到一种紧固元件各部分的方式，上述元件的各部分或多或少这样埋置在结构中，以便部件在制造期间和制造之后都牢固地保持在合适位置。另外，各易损坏的部件这样被连接器盒充分保护，因此减少了损坏部件的危险。另一个优点是元件由于连接器盒的设计而在制造之后可接近，所以它能简单的将任何外部装置连接到另外埋置的元件上。这种连接也可以在适合单独生产纤维增强件本身的任何时间里进行，这样能得到更好的产品质量和甚至能通过超时(over time)连接不同的装置改变连接的功能性。

[0008] 在本发明的一个实施例中，连接器盒的第一部分隔间至少部分地充填有固化的材料，因而固定上述元件的一部分。这个实施例显示一种简单而有效并且成本低的方法，以便在制造期间和制造之后部分地固定元件。

[0009] 在本发明的另一个实施例中，连接器盒的密封部分包括密封袋。这样便于在制造之后可以接近连接器盒的内部或隔间。而且密封袋还有效地防止树脂跑出。另一个优点是密封袋保护连接器盒的外表面，以便它在除去密封袋之后显示更好的光洁度。 [0010] 在本发明的另外实施例中，连接器盒中的元件包括传导电流部分和连接器部分，其中传导电流部分至少部分地固定在上述第一部分隔间中，及其中连接器部分可从第二部分隔间中接近。当需要具有连接到某个装置上的电线时，这是有利的；例如当在风力涡轮机用的叶片末端处放置障碍灯时。

[0011] 在本发明的还有另一个实施例中，元件包括光纤和连接器部分，其中光纤至少部分地固定在第一部分隔间中，及其中连接器部分可从第二部分隔间中接近。上述连接器部分还可以适合于将光发射机构或光接收机构连接到光纤上。当光纤用于比如风力涡轮机叶片上的应变或温度测量时，这是有利的。因为光纤很脆和易损坏，所以在制造期间及此后将光纤连接到比如光接收和发射机构上时，易于损坏光纤。当使用如上所述的连接器盒时，使这种危险减至最小。

[0012] 在本发明的一个实施例中，按照上面所述的连接器盒全部或部分地用塑料制成。这包括例如PVC(聚氯乙烯)或POM(聚甲醛)，上述PVC或POM二者都是价格便宜的材料和重量轻的材料。而且，它 们具有良好的制造性能。

[0013] 在本发明的一个实施例中，按照上面所述的连接器盒的密封部分用不透树脂的塑料制成。这使密封部分当需要时容易切开或撕开，而同时是一种价格便宜的材料。而且，连接器盒在制造过程中使用之前容易包装和密封。

[0014] 在本发明的一个实施例中，按照上面所述的连接器盒的基底部分用挠性材料制成。这可以例如是橡胶或另外的不透树脂的材料。由于是挠性的，所以基底部分使从纤维增强材料到比较硬的连接器盒的材料性能上的差异变得平坦。

[0015] 本发明还涉及用于风力涡轮机的叶片，其特征在于包括按照上述一个或多个实施例所述的连接器盒。其优点如上面对连接器盒所述，其中包括从某种外部装置到或多或少埋置在叶片中的元件形成连接的好得多的机会。这可以用比现有技术别的方法得到的更安全、更简单和成本更低的方式进行。

[0016] 最后，本发明涉及按照上面所述的叶片，其中上述连接器盒至少部分地埋置在一部分叶片壳中，以便连接器盒在制造之后可接近。通过部分地埋置连接器盒，得到对叶片更好的紧固，同时增加了在最适合单独制造叶片本身时形成传感器或者装置的连接的可能性。

附图说明

[0017] 下面，将参照一些附图说明本发明，上述附图示出本发明的一些实施例的例子。 [0018] 图1示出按照本发明所述的用于风力涡轮机的叶片的一部分，

[0019] 图2示出叶片的根部部分的更靠近的视图，

[0020] 图3示出埋置在层压制品中的连接器盒的轮廓图，

[0021] 图4和5分别示出从上面看和从下面看的连接器盒，

[0022] 图6示出连接器盒的另一个实施例的立体图，

[0023] 图7和8示出将元件固定在连接器盒中的不同方式。

[0024] 优选实施例说明

[0025] 图1示出用于风力涡轮机的叶片101，所述叶片101包括纤维增 强的叶片壳102。许多连接器盒103在这种设计中分别放置在叶片的根部附近和末端附近。叶片根部附近的两个连接器盒连接到光纤104的两端上。电线105从叶片的根部导引到叶片末端，并且在这个示意的实施例中沿着叶片的长度运行连接到每个端部中的连接器盒上。这种部分地或全部埋置在叶片中的电线105可以例如用来将障碍灯加在叶片末端上，或者用来连接到具有技术特点的某个其它传感器或装置上并使上述传感器或装置运转。除了别的之外，光纤104还可以用来测量叶片上某些位置处的应变和温度，此处将许多Bragg光栅106(用小阴影线示出)放在光纤中。然后将光纤连接到连接器盒中光发射和/或光接收机构107上。因为光纤很脆，所以在生产叶片期间必须特别小心，以便不损坏光纤。通过将光纤的端部在紧固在按照本发明所述的连接器盒103中，此处连接器盒然后可以至少部分地埋置在纤维增强结构中，使光纤在结构的制造期间保持充分受保护并且安全。另外，在制造之后，连接器盒有助于将光纤连接到任何种类的外部装置上，如在这个例子中的光发射或接收机构上。 [0026] 图2示出在按照本发明所述的连接器盒103部分地埋置在纤维增强的叶片壳102中情况下叶片101的根部201的更接近的透视图。为了清楚起见将连接器盒103的尺寸放大。连接器盒可从叶片的内部进入，以便能够和简单的将按照用途所述的不同装置202例如光发射或光接收机构连接到内部光纤104、计算机等上，或与它们分开，上述计算机用于收集在叶片的其它位置中聚集的数据。连接器盒103在此图中示出为可从叶片的内部进入，但在本发明的不同实施例中，连接器盒靠近叶片壳的外表面放置，优选的是由于空气动力学原因而与表面齐平放置。然后连接器盒可从外部进入，并且然后可用于例如将光投放到叶片上叶片末端附近，如图1中所示。另一种可能性是用连接器盒来将某种传感器沿着叶片放在不同位置处。这种传感器可以例如是GPS(全球定位系统)、温度传感器、加速度计或甚至是闪光灯商品。因而连接器盒103使不同传感器的连接牢固而简单，并能比如将电流105或光纤104用于按照具体需要所述的不同东西，即使它们随 时间推移而改变也是如此。本发明的另一个优点是在生产单独制造的叶片之后可以进行不同外部装置的连接。因而这使易碎部分的连接更容易和更安全，因此降低了损坏各部件的危险。 [0027] 图3示出连接器盒103的一个具体实施例的轮廓图。连接器盒包括围绕其下面部分的基底部分305。在一个实施例中，基底部分305用一种挠性不透树脂的材料如橡胶制成。连接器盒通过下述方法部分地埋置在纤维增强结构308中：将连接器盒与光纤104或电线105一起放置在层压制品中第一层302的顶部上，然后围绕连接器盒加上最后层303，如图所示。将注射层，用于树脂的注射流道，及真空箔材(图中未示出)放在顶部上，并在抽出空气的状态下注入树脂，如在VARTM(真空辅助树脂压铸)法中那样。连接器盒还可以通过其它的模制成型法如简单的手工铺叠法同等地装入。基底部分如此成形，以使它靠近连接器盒的底部的外周大于靠近它的顶部的外周。或者换句话说，基底部分在纤维增强件中向下比所述部分的表面附近大。这样基底部分305起作用，以便在层压制品制造期间和之后使连接器盒103牢固地保持在合适位置。为了保护连接器盒103的内部，成密封袋304形状的密封部分盖住连接器盒的一部分或全部。在制造层压制品之后，密封袋304可以简单地移出或剥离连接器盒，同时使连接器盒的内部可进入。密封袋304可以用一种塑料不透树脂的箔材制造。密封袋304部分还起到在制造期间保护连接器盒103的外表面的作用，以便连接器盒在移去密封袋之后具有高光洁度。可供选择地，密封部分还可以包括或多或少刚性的盖，所述盖在制造层压制品之后切开。

[0028] 在图所示的实施例中，纤维增强结构弯曲一点儿。因此，连接器盒103的下面表面306适当地弯曲，以便减小连接器盒对层压制品性能的影响。而且，挠性基底部分305使从较软的纤维增强材料过渡到较硬的连接器盒103变得平坦。另外，在本发明的这个实施例中，密封袋304通过基底部分305保持在合适位置。关于连接器盒设计的另一个重要细节是凹槽307正处在挠性基底部分305的上方。这个凹槽307有助于将基底部分305夹持在合适位置，形成更好的总体光洁度， 和起切削或研磨刀刃的作用，用于除去密封袋304。 [0029] 在图4和5中，分别是从上面和下面透视看没有密封部分的连接器盒103。如上所述，连接器盒103包括一挠性基底部分305。连接器盒103还包括一个隔间401，所述隔间401在连接器盒放入结构中之后，可穿过例如连接器盒顶部中的开口402进入。待由连接器盒保护的元件(例如光纤104或传导电流部分105)由细绳403沿着元件的长度支承，和锥形细长而有弹性的部分404将元件在基底部分305下部分地引入连接器盒103。因此元件104，105收尾在连接器盒103的内部，在所述连接器盒103中元件104，105可以连接到外部部件上。如在图5中可以见到的，许多沟槽501机加工到连接器盒103外壳的下表面306中。在注射期间，这些沟槽保证树脂流入位于连接器盒下面的纤维增强层中。为了使流动最佳，各沟槽朝两个不同的方向切开。

[0030] 图6示出连接器盒103取一般截棱锥形状的不同设计。用细绳403支承的光纤104或电线105是通过一锥形的细长而有弹性的部分404引入连接器盒103内的隔间402中。光纤或电线用例如有弹性的胶601固定在隔间604的第一部分中，并收尾于一自由连接器部分602像例如隔间605的第二部分中的某种插头。为了便于将光纤104或电线105放入隔间中，并在胶601固化时将上述光纤104或电线105固定在合适位置，可以将壁603放在隔间中，或者在制造连接器盒103时，壁603可以进行机加工或者铸造。连接器盒103在使用时将用一块板盖住，优选的是上述板搁在未示出的密封件上，以便形成紧密连接。连接器盒103优选的是可以用一种聚合物材料比如POM(聚甲醛)通过包括铸造、铣削或诸如此类的方法制造。优选的是连接器盒中的所有部件基本上不用任何金属部件制造，以保持一般低的遭雷击的危险。然而连接器部分602可以包括金属插头用于将光纤104或电线105连接到任何外部装置如用于发射或接收光的机构或者二极管上。

[0031] 图7示出一种连接器盒103，所述连接器盒103包括隔间401，在隔间401中连接器盒103把元件104，105固定在第一部分隔间604中，同时使元件处于自由状态并可从第二部分隔间605进入。如上所 述，元件可以是连接到连接器部分602上的灵敏的光纤104或电线105的端部。元件可以用机械方法或者通过某种固化材料如胶601固定。为了便于固定元件，两部分隔间604和605可以通过壁603部分地分开，上述壁603还可以帮助密封袋停留在合适位置，并防止树脂在注射期间跑出隔间401。为了防止胶或者固化材料601充填整个隔间，可以加入少量例如硅701。由于它的柔性，当留下比较硬的固定和固化的材料601时，这还有助于支承经常易碎的元件。在另一个实施例中，在制造期间将一盖放在隔间上方合适位置处，以便有助于防止在树脂注射期间密封袋向下压入隔间中。 [0032] 在图8中示出连接器盒103的另一个实施例。此处元件104，105固定在连接器盒内第一部分隔间604中，所述第一部分隔间604盖住连接器盒的底部部分。带有连接器部分
602的元件然后从固化的材料突出，并可从第二部分隔间605进入，上述第二部分隔间605在这个实施例中是连接器盒的顶部。

[0033] 应该理解，如在说明和附图中所公开的本发明可以进行修改和改变，并仍属于如后面权利要求书所述的本发明的范围之内。