CN104797844B - 弹性摆动式支承件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及摆动式支承件，其优选地用于风力涡轮机，由弹性的、具体是锥形的多层弹簧元件构成，多层弹簧元件可以通过液压装置选择性地改变其刚度特性，并且以结构件的方式布置在转子轮毂的区域中。因此，它们极为适合于调节转子叶片，并且适合于减小通过转子叶片传递到涡轮机的不期望的力。具体地，根据本发明的摆动式支承件适合用于单叶片式和双叶片式转子风力涡轮机。

Description

弹性摆动式支承件
技术领域
本发明涉及摆动式支承件，其由弹性的、具体是锥形的、但也是圆柱形椭球体的多层弹簧元件构成，多层弹簧元件可以通过液压装置选择性地改变其刚度特性，并且以结构件的方式布置在风力涡轮机的转子轮毂或主轴的区域中。因此，这种类型的支承件适合于调节转子叶片，并且适合于减小通过转子叶片传递到涡轮机的不期望的力。根据本发明的摆动式支承件适合用于单叶片式、双叶片式或多叶片式转子风力涡轮机，优选地适用于由双叶片式转子驱动的涡轮机。然而，根据本发明的摆动式支承件还用于船舶和直升机中的联轴器和传动系。
背景技术
在风能涡轮机中，尤其是在使用双叶片式转子代替常规三叶片式转子的风能涡轮机中，通常采用摆动式支承件以减小或消除从风力负荷作用在传动系上的力和力矩。在三叶片式转子系统中，通过转子叶片的均匀几何分布，可以较好地控制由于风力动作导致的不均等质量惯性力矩，该不均等质量惯性力矩仅仅发生在极端情形下，而这个问题在双叶片式转子涡轮机中无处不在。
图1中示意性地示出了对应风力负荷能够作用在这样的涡轮机上的方式。由此，例如一个转子叶片上的风力可能显著大于相对的另一个叶片上的风力，这在具有高塔架和大转子直径的大型风力涡轮机的转子叶片穿过竖向方向时并不是少见的现象，原因是风力通常在较高的高度处吹得比地面附近更加猛烈(图1，左侧图片)。然而，在风从侧面吹并且转子刚好经过水平方向的情况下，双叶片式转子系统上也易于出现不均等的风力(图1，右侧图片)。在这两种情况下，出现不均等分布的质量惯性力矩，其不利地传递到作为整体的塔架和涡轮机，从而可能导致各个部件的使用寿命下降或者甚至可能导致自发性的损坏。
根据现有技术，针对这种类型的问题，通常在主轴和转子系统的区域中采用对应地布置的锥形支承件(其用作摆动式支承件)，其中通过支承件在负荷下的柔性和弹性而降低不均等地或间接地作用在转子叶片上的风力负荷。
由于所述的目标和所需的功能，而使得大型锥形支承件通常用作摆动式支承件。然而，随着涡轮机变得越来越大，而越来越难以由一个部件硫化和生产这样的大型锥形支承件。此外，将这些大型锥形支承件预张紧是复杂且困难的。此外，在需要时更换这样的大型且笨重的锥形支承件是非常复杂的，原因在于转子轮毂通常必须首先进行固定，以便能够移除锥形支承件。此外，改变或更改这种类型的支承件的锥角以便针对系统的整体设计状况和可能发生的风力动作来获得更大的灵活性并不简单。此外，在更换这些支承件并替换成具有不同锥角的支承件时，通常需要生产和提供已经对应地修改的其它硫化工具。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供用于上述目的的支承件，其具体用于风力涡轮机，优选地用于具有双叶片式转子的涡轮机，其不具有此前的技术方案中针对该问题的缺陷特性，此外还能够在转子叶片的微调和调校方面获得更大的灵活性，尤其是在双叶片式转子系统中。
根据本发明，通过与以下的说明相对应的新型摆动式支承件来实现该目的，该摆动式支承件包括内部轴衬(10)和围绕的外部轴衬(11)，该内部轴衬能够容纳用于摆动式支承件的轴(3、1)，该外部轴衬连接到内部轴衬(10)并且包括可预紧的弹性元件，该弹性元件由弹性层和非弹性夹层构成，弹性元件形成至少四个多层弹簧(4)，沿径向分布绕内部轴衬(10)布置在外部轴衬(11)内部，并且具有预紧装置(12)，以便能够针对内部轴衬的相应区域并由此针对轴的相应区域而彼此独立地调节和改变弹性多层弹簧的厚度并由此调节和改变预张紧，
其特征在于，处于与轴(3、1)垂直的第一平面中的至少四个多层弹簧(4)以及处于与轴(3、1)垂直的第二平面中的至少四个多层弹簧绕承载轴(3、1)的内部轴衬(10)均匀地分布在角度元件(13)上，其中所述第一平面中的角度元件相对于轴(3、1)形成角度(α)且所述第二平面中的角度元件相对于轴(3、1)形成角度(β)，使得在弹性元件预紧时能够不同地调节轴向和径向刚度。
在一个实施例中，多层弹簧(4)具有锥形形状，或者是具有椭圆形基本形状的圆柱体。
在一个实施例中，多层弹簧(4)具有锥形形状，并且较宽广的锥面面向承载轴(3、1)的内部轴衬的方向。
在一个实施例中，每个多层弹簧(4)在两个表面上设置有预紧装置(12)，预紧装置部件被布置成紧密配合在外部轴衬(11)的内壁与承载轴(3、1)的内部轴衬(10)的外壁之间。
在一个实施例中，内部轴衬(10)由轴(3、1)的至少一个末端区域形成，该区域经由所述多层弹簧(4)连接到外部轴衬(11)。
在一个实施例中，内部轴衬(10)作为单独的部件附接到轴(3、1)的至少一个末端区域，该区域经由所述多层弹簧(4)连接到外部轴衬(11)。
在一个实施例中，外部轴衬(11)由转子轮毂或转子轮毂的一部分形成。
在一个实施例中，外部轴衬(11)由转子轮毂或转子轮毂的一部分形成。
在一个实施例中，至少一个多层弹簧(4)具有中空体积(14)。
在一个实施例中，气体或流体通过一个或多个多层弹簧元件或者所有多层弹簧(4)中的液压装置(6、7)而压入或压出至少一个多层弹簧(4)的中空体积(14)，从而能够具体地改变支承件的刚度。
在一个实施例中，至少一个多层弹簧(4)在其内部具有固定止挡件(101)，该固定止挡件为与多层弹簧(4)的外部形状相对应的柱体或锥体的形式，以便限制多层弹簧的可能的变形。
本发明还涉及如上所述的摆动式支承件的用途，其用于调节转子叶片，或者用于减小、消除和控制通过单叶片式、双叶片式或多叶片式风力涡轮机或者直升机或者船舶推进器的转子叶片传递的质量惯性力矩。
本发明还涉及一种用于单叶片式、双叶片式或多叶片式转子的转子轮毂(8)，其包括如上所述的摆动式支承件，并且包括用于转子叶片的固定装置以及用于轴(3、1)的固定装置。
本发明还涉及一种单叶片式、双叶片式或多叶片式风力涡轮机，其包括如上所述的摆动式支承件(9)或者如上所述的转子轮毂(8)。
根据本发明的摆动式支承件必须确保以下功能：
●转子叶片(5)绕摆动轴(3)旋转的能力
●驱动力矩绕主轴(1)的轴线传递
●从主导风力负荷和转子重量中吸收轴向力(F1)以及径向力(F2和F3)
本发明所基于的最初构想是采用源自于大型锥形支承件的各个部件的多个支承件，而不是采用自身已知的由多个弹性层构成的完整锥形支承件。因此，这种类型的支承件的生产更加简单，原因是硫化过程需要的橡胶体积较少。由于较低的重量和较小的尺寸，各个部件更好处理。各个部件现在可以更加容易地预张紧，并且与完整的大型锥形支承件相比只需要一小部分力。更换更加简单，原因是各部件可以单独地移除和更换，而不需要完全拆除转子(5)和转子轮毂(8)。例如由于较小的金属板、更简单的制造和较小的橡胶体积，而使得各个部件可以节省成本。
现已发现的是，即使由多个弹性层和非弹性层构成的初始大型的锥形支承件的锥体区段也能够更换为对应地成形的弹性元件，其中弹性层和非弹性层自身不是锥形的，而是平面的或平坦的。然而，完整锥形支承件的简单分开降低了各个部件的使用寿命。为了再次增加使用寿命，这些单体部件现在根据本发明设计成圆形多层弹簧。圆形多层弹簧的延伸度比矩形弹簧小并且具有超过两倍的使用寿命。根据本发明，与具有锥形层的标准锥形支承件相比，多层弹簧(由此是平坦的且优选是圆形的)现在必须适应改变的几何形状，这在转子/主轴区域中是必要的。
在一个具体实施例中，多层弹簧的各个弹性的(和非弹性的)、优选圆形的层具有不同的尺寸，从而当连接在一起时形成锥形多层弹簧。
在根据本发明的摆动式支承件中采用的使用寿命增加的多层弹簧的另一些实施例中，这些可以设计成其它各种形状。令人惊讶的是，已经发现与具有圆柱形设计的圆形多层弹簧相比，在具有椭圆形基本形状的情况下，对应的多层弹簧具有两倍至四倍的预期寿命(当如上所述用于根据本发明的摆动式支承件时)。上述锥形多层弹簧(包括圆形、平坦层)在根据本发明的摆动式支承件中与圆柱形多层弹簧相比具有增加的使用寿命，而与具有椭圆形基本形状的多层弹簧相比具有较短的使用寿命。图4-7中示出了能够用于根据本发明的摆动式支承件的各个类型的多层弹簧。
根据本发明的摆动式支承件是基于如上所述的自身已知的多层弹簧类型。也可以采用新型多层弹簧，例如WO2011/088965中所述的多层弹簧。然而，通过这些多层弹簧与风力涡轮机的转子区域中的功能性设计元件的特定几何形状的组合，根据本发明的摆动式支承件获得了优势。
附图说明
附图标记列表
(1)主轴
(2)转子叶片轴线/
(3)摆动式支承件轴/用于摆动式支承件的轴
(4)多层弹簧
(5)转子叶片
(6)液压管线
(7)液压泵
(8)转子轮毂
(9)摆动式支承件
(10)内部轴衬
(11)外部轴衬
(12)预紧装置
(13)角度部件
(14)多层弹簧(4)的内部中的液压元件/中空体积
(15)中空橡胶多层弹簧
α、β 角度元件(13)相对于摆动轴(3)的角度
101 金属止挡件
102 橡胶衬垫
103 压力控制阀
104 蓄压器
105 液压体积
106 平衡物
图1示出了作用在风力涡轮机的双叶片式转子上的可能的风力作用力。
图2示出了根据本发明的摆动式支承件用于的双叶片式转子风力涡轮机的转子轮毂/主轴的区域中(平面图和截面图)，其中没有额外液压装置。
图3示出了根据本发明的摆动式支承件用于的双叶片式转子风力涡轮机的转子轮毂/主轴的区域中(平面图和截面图)，其中具有额外液压装置。
图4–7示出了各种合适的多层弹簧(4)和它们在根据本发明的摆动式支承件(9)中的布置形式。
图8示出了根据本发明的摆动式支承件的实施例在安装在支承件壳体中之前的3D图，其中多层弹簧(4)设置有预紧装置。
图9示出了根据本发明的摆动式支承件的实施例在安装在支承件壳体中之后且由此在预张紧之后的3D图，其中多层弹簧(4)设置有预紧装置。
图10示出了多层弹簧(4)的内部止挡件的实施例。
图11示出了根据本发明的摆动式支承件用于具有三个转子叶片的风力涡轮机，其中摆动式支承件在这里安装在主轴(1)上。
图12示出了根据本发明的摆动式支承件的多层弹簧(4)在(风力涡轮机的)主轴(1)上的可能的布置形式(a–c)。
图13示出了根据本发明的摆动式支承件在单叶片式风力涡轮机中的布置形式。
图14示出了根据本发明的多层弹簧(4)，其具有腔体，该腔体可选地经由蓄压器可以进行液压填充。
具体实施方式
因此，本发明涉及摆动式支承件(9)，其包括内部轴衬(10)和围绕的外部轴衬(11)，该内部轴衬能够容纳用于摆动式支承件的摆动轴，该外部轴衬(11)连接到内部轴衬(10)并且包括可预紧的弹性元件，该弹性元件为多层弹簧的形式，该多层弹簧由平坦的弹性层和平坦的非弹性夹层构成，其中所用的弹性元件是具有圆形或椭圆形基本形状的至少四个多层弹簧(4)，优选四个至八个多层弹簧。处于外部轴衬(11)内部的所述弹性元件绕内部轴衬(10)布置成沿径向分布，并且具有预紧装置(12)，该预紧装置经由多层弹簧(4)使外部轴衬和内部轴衬相对于彼此预紧。从而，该预紧使得能够针对内部轴衬的相应区域并由此针对摆动轴的相应区域而彼此独立地调节和改变弹性多层弹簧的厚度并由此调节和改变预张紧。
具体地，本发明还涉及对应的摆动式支承件，其中所述多层弹簧(4)是锥形的，在尤其合适的实施例中，多层弹簧(4)的较宽的锥面面向承载摆动轴的内部轴衬的方向，较窄的表面面向外侧。根据本发明的支承件中所用的锥形多层弹簧可以看做是足够长的使用寿命和经济上可接受的制造成本之间的良好兼顾。
具体地，本发明涉及对应的摆动式支承件，其中所述多层弹簧(4)是柱形椭球体，如上所述，与根据本发明的摆动式支承件的特定布置形式相结合，它们令人惊奇地对由作用在支承件上的一般较大的力所导致的磨损尤其具有抵抗性。从而，这些多层弹簧被证明在用于根据本发明的支承件时尤其稳固，但是更加复杂，从而制造成本更高。
然而，本发明涉及对应的摆动式支承件，其具有圆柱形多层弹簧(4)，因为这是非常简单的且制造成本低廉。这样的支承件是不均等质量惯性力矩不是特别大的涡轮机中的选择。
根据本发明，多层弹簧(4)设置有预紧装置(12)，该预紧装置使得多层弹簧能够在外部轴衬(11)和内部轴衬(10)之间预紧，这也实现了可调节的预张紧。由于必要的几何布置形式，而使得预紧装置(这些通常是螺栓连接件或者夹持保持器)优选地安装在多层弹簧(4)的两个基部表面上。然而，在根据本发明的摆动式支承件中，在其它位置中其它附接手段或预紧装置也是可能的。图8和9示出了根据本发明的摆动式支承件(9)处于未预紧状态(图8)和预张紧状态(图9)的实施例。从而，本发明涉及对应的摆动式支承件，其中每个多层弹簧在两个表面或基部表面上设置有预紧装置(12)，预紧装置部件被布置成紧密配合在外部轴衬(11)的内壁与承载摆动轴的内部轴衬(10)的外壁之间。
借助于所述多层弹簧，弹性元件相对于摆动轴的角度可以改变，从而能够影响元件的轴向和径向刚度，并由此影响整个摆动式支承件的轴向和径向刚度。相对于摆动轴的间距的改变可以通过例如对应的角度部件(13)来实现。这种措施或其它措施使得多层弹簧(4)和摆动轴之间的角度(α、β)能够调节到从0°至45°的任何值，优选地能够调节到0°至30°之间的任何值。
不仅能够单独地预张紧各个弹性元件或成组的弹性元件，而且还能够单独地调节它们相对于摆动轴的倾斜，这使得根据本发明的摆动式支承件具有以下的特性，即能够以灵活的方式匹配涡轮机的特性、位置和占据主导的风力条件。具体地，由此可以实现转子叶片角度的特定变化。
这不仅包括能够通过所述预紧装置以机械的方式单独地调节摆动式支承件的刚度，而且还包括在已经机械地设定预张紧之后通过液压装置以可逆的方式影响该刚度。为此，根据本发明的摆动式支承件的一个或多个或者所有的多层弹簧(4)具有液压元件(14)，可压缩的气体或液压流体能够压入到该液压元件中，使得支承件的刚度或者支承件的部件的刚度能够增大或者根据期望减小。在一个实施例中，液压元件(14)是处于多层弹簧(4)的芯部中的中空体积，其可以具有不同的尺寸。从而，迄今为止已知的所有类型的多层弹簧可以设计成液压式多层弹簧(4)。这使得能够将主动叶片调节结合到根据本发明的摆动式支承件中。液压元件(14)连接到液压管线(6)，并且借助于连接在它们之间的液压泵(7)进行控制。为了借助于液压元件实施转子叶片的扭转，流体从一个多层弹簧(4)泵送到另一个弹簧中，使得一个多层弹簧(4)的体积较大，而另一个弹簧的体积较小。取代液压泵(7)的是，也可以使用装载有一个或多个弹簧的推力缸进行调节。液压叶片调节使得整个转子轮毂(8)旋转，从而使得一个转子叶片(5)迎风旋转而另一个转子叶片(在双叶片式转子涡轮机的情况下)背风旋转。这种调节甚至能够进一步减小由于不利的风力条件导致的负荷。针对该目的仅仅需要较小的角度(α、β)。
从而，本发明涉及对应的摆动式支承件，其中至少一个多层弹簧(4)具有液压元件(14)，气体或流体通过液压装置(6、7)压入或压出该液压元件，从而能够改变支承件的刚度，由此能够改变转子叶片(5)的设定或者传递到涡轮机上的质量惯性力矩。液压元件(14)优选地是中空体积，使得对应的弹性层元件被设计成中空橡胶弹簧，该中空橡胶弹簧制造简单，此外还相对较软。
如上所述，根据相应涡轮机的设计特征和周围环境，根据本发明的摆动式支承件安装在转子、转子轮毂或主轴的区域中。根据本发明，至少一个但优选地至少两个根据本发明的摆动式支承件用于涡轮机，优选地用于转子轮毂的区域中，或者作为其整体构成部分。图2和图3示出了根据本发明的在功能上相互配合的两个摆动式支承件的对应布置，处于其布置到主驱动轴(1)和转子轮毂元件(8)的构建环境中，其中主轴(1)在其末端处连接到摆动轴，该摆动轴与主轴垂直地布置，摆动轴在其两个相对的端部中的每一个端部处具有根据本发明的摆动式支承件(9)，并且构建到转子轮毂元件(8)中，或者是转子轮毂元件的整体组成部分。这些图示出了用于双叶片式转子涡轮机的可能的设计。
从而，本发明的主题是对应的摆动式支承件，其中内部轴衬(10)由轴(3)的至少一个末端区域形成，该区域经由所述多层弹簧(4)连接到外部轴衬(11)。从而，内部轴衬应当看做是摆动轴的承担内部轴衬功能的整体构成部分。在这种情况下，摆动轴和主轴(1)形成T形部件，摆动式支承件(9)附接到该T形部件的两个端部。作为另外一种选择，内部轴衬(10)还可以被单独地推到轴(3)的端部上(优选地在两侧上)并进行固定。
然而，本发明的主题还是对应的摆动式支承件，其中内部轴衬(10)由主轴(1)的末端区域形成，该区域经由所述多层弹簧(4)连接到外部轴衬(11)。从而，内部轴衬应当看做是主轴(1)的承担内部轴衬功能的整体构成部分。从而使用如上所述的T形部件是不必要的。作为另外一种选择，内部轴衬(10)还可以被单独地推到轴(1)的端部上并进行固定。在这种情况下，外部轴衬(11)可以由转子轮毂形成。
从而，本发明同样涉及转子轮毂(8)，优选地用于涡轮机中的单叶片式、双叶片式或可选的三叶片式转子，除了用于固定一个、两个(或更多个)转子叶片的装置之外，该转子轮毂还具有摆动轴，如本文所述，摆动式支承件(9)附接到该摆动轴的至少一个端部，并且该转子轮毂具有用于转子的主驱动轴(1)的直接或间接连接和固定装置，其中摆动式支承件以结构件的方式永久连接到转子轮毂(8)或其承载部件(壳体)，或者一体地结合到转子轮毂中。根据本发明的转子轮毂(8)具体包括如上所述和如下所述的摆动式支承件、用于转子叶片的固定装置、以及用于轴(3)或轴(1)的固定装置。
在三叶片式转子涡轮机的情况下，根据本发明的摆动式支承件的布置形式应当相应地改动。图11和12中描述了根据本发明的实施例。
如上所述，根据本发明的摆动式支承件非常适合于尤其是不期望的不均等质量惯性力矩的减小、消除和控制，该质量惯性力矩由于来自转子叶片(5)的风力而传递到风力涡轮机的塔架。其还能够对各个或所有的转子叶片进行特定的调节。
然而，根据本发明的摆动式支承件还用于机器中的联轴器，或者用于直升机的传动系、船舶的与转子组合的驱动装置以及船舶的推进装置。
从而，本发明涉及对应摆动式支承件(9)的用途，其用于减小、消除和控制从转子叶片(5)例如传递到双叶片式转子或三叶片式转子风力涡轮机(优选地，双叶片式转子涡轮机)的塔架的质量惯性力矩，并且用于对应风力涡轮机的转子叶片(5)的调节，其中至少两个这样的支承件布置在转子轮毂(8)的区域中。
本发明还涉及对应摆动式支承件的用途，其用于调节转子叶片，或者用于减小、消除和控制从单叶片式、双叶片式或多叶片式风力涡轮机或者直升机或者船舶推进器的转子叶片传递的质量惯性力矩。
在极端情形下可能需要限制弹性元件的变形。为了限制弹性元件的最大轴向变形和径向变形，金属止挡件(101)可以结合到内部(图10)。从某个径向变形开始，弹性体层的内表面接触金属止挡件(101)。只要弹性体层一接触金属止挡件(101)，其就变得非常刚性，这使得根据期望界定了径向变形。由于金属止挡件(101)的锥形设计，使得各个弹性体层仅仅一个接一个地进行接触。因此，整个弹性元件的径向刚度随着径向变形的增大而缓慢地增大，不会发生突然增大的情况。从某个轴向变形开始，弹性元件接触金属止挡件(101)的上部部分。这使得弹性元件的轴向刚度增大。为了防止轴向刚度突然增大，在金属止挡件(101)的上部部分上设置有衬垫层(102)。随着轴向变形增大，上部衬垫层(102)压缩并变得更加刚性，这使得根据期望界定了轴向变形。从而，本发明还涉及对应的摆动式支承件，其具有一个或多个多层弹簧(4)，该多层弹簧元件在其内部具有可选的中空内部、为柱体或锥体形式的固定止挡件，该固定止挡件优选地布置成与各层垂直。同样，可以用连续的厚弹性体层覆盖整个金属止挡件(101)。
还可以通过沿径向作用到摆动式支承件(9)的弹性元件上的至少两个液压弹性元件来便于用于界定径向变形的止挡。该元件沿着摆动式支承件(9)的周边方向切向地作用(参见图14)。如图14所示，液压弹性元件的内部液压体积(105)可以连接到蓄压器(104)上的压力控制阀(103)。在摆动式支承件(9)绕摆动式支承件轴(3)进行非常大的旋转的情况下，液压弹性元件压缩。该外部变形允许内部液压体积(105)的压力增大，直到压力控制阀(103)打开。在进一步变形的情况下，流体通过现在打开的压力控制阀(103)而流入到蓄压器(104)中。然后，流体压力不再增大，原因是流体逸入到蓄压器(104)中。因此，随着进一步的变形，弹簧力仅仅增大一点点。从某个变形开始，蓄压器(104)完全填充有流体，并且特征线再次变成渐进的，原因是流体可以不再从液压弹性元件流出而流入蓄压器(104)。这种长的平坦力/路径特征线即使在大变形的情况下也限制了可能的止挡力。这对所有的连接部件存在积极的效果，原因是它们可以设计成具有较小的尺寸。
图12(a–c)示出了本发明的其它实施例。第一种可能的布置形式存在于爪式联轴器。在这种布置形式中，弹性元件在俯仰和横摆旋转的情况下经受剪切应力，从而非常柔和地产生反应。由于这种弹性，而减小了由于俯仰和横摆旋转导致的弯曲力矩。弹性元件沿着到主轴(1)的旋转轴线的旋转方向经受压缩应力，并且产生刚性的反应。该布置形式沿水平方向和竖直方向(均与主轴(1)成径向)是刚性的，而该布置形式沿主轴(1)的方向是柔软的。
弹性元件还可以布置成球体的形式。这使得摆动式支承件(9)的所有径向和轴向变形是刚性的，而所有旋转方向(俯仰、横摆和转子旋转)是柔软的。这种布置形式类似于传统的球形接头。有利的是，俯仰和横摆运动是柔软的。不利的是，绕主轴(1)的旋转方向同样是柔软的。
图12c中示出了上述两种布置形式的组合。这里，弹性元件被取向成使得它们在俯仰和横摆运动的情况下经受剪切应力，从而它们柔和地产生反应。在其它方向上，弹性元件主要经受压缩应力，并且产生较为刚性的反应。这也适用于绕主轴(1)的旋转，该旋转现在同样是刚性的。这种布置形式是理想的，结合了前面两种布置形式的优点。
上述布置形式12(a–c)不仅可以用于主轴(1)，基本上也可以用于摆动轴，该摆动轴连接到主轴(1)，形成T形部件。
图13以举例的方式示出了摆动式支承件(9)在仅仅具有一个转子叶片(5)的风力涡轮机中的用途。为了减小不平衡，这种类型的风力涡轮机总是具有平衡物(106)。在转子和机舱刚性连接的情况下，转子叶片(5)和平衡物(106)之间不均匀的风力导致非常高的动态弯曲力矩。另外，与双叶片式转子的情况一样，在这里也需要允许转子叶片(5)摆动以减小弯曲力矩。摆动式支承件(9)和弹性元件在这里具有与双叶片式转子的情况相同的构造。
根据本发明的摆动式支承件还可以在其它机器中用作联轴器，特别是在轴向负荷和转矩在具有大万向倾斜度的万向柔软度的同时必须以高刚度传递的情况下。这不仅仅是风力涡轮机中的情况，而且还是例如船舶或直升机的传动系中的情况。
单个多层弹簧(4)的各个层的直径和厚度在各层之间可以相同或不同。根据负荷的类型，通过不同的层可以确保每个层具有大致相同的使用寿命。从而，确保弹簧获得最大的使用寿命，而不会出现一个层过载而另一个层很难完全加载的情况。根据本发明的摆动式支承件(9)的多层弹簧(4)基本上由天然橡胶、天然橡胶衍生物或者合适的弹性聚合物塑料或塑料混合物构成。根据本发明，根据期望的要求，弹性体层可以具有不同的硬度(“肖氏硬度”)和不同的阻尼特性。优选地采用的弹性体的硬度为20至100肖氏硬度A，尤其是30至80肖氏硬度A。这样的不同硬度的弹性体的制备是现有技术中已知的，在相关文献中已经进行了充分的描述。优选地采用可商购获得的天然橡胶或塑料。非弹性体层优选地为中间板，由具有低压缩率的大致非弹性材料制成。这些优选地是金属板，但是也可以采用其它材料，例如硬塑料、复合材料或含碳纤维的材料。

Claims (14)

1.一种用于转子叶片或转子轮毂的摆动式支承件(9)，其包括内部轴衬(10)和围绕的外部轴衬(11)，该内部轴衬能够容纳用于摆动式支承件的轴(3、1)，该外部轴衬连接到内部轴衬(10)并且包括可预紧的弹性元件，该弹性元件由弹性层和非弹性夹层构成，弹性元件形成至少四个多层弹簧(4)，沿径向分布绕内部轴衬(10)布置在外部轴衬(11)内部，并且具有预紧装置(12)，以便能够针对内部轴衬的相应区域并由此针对轴的相应区域而彼此独立地调节和改变弹性多层弹簧的厚度并由此调节和改变预张紧，
其特征在于，处于与轴(3、1)垂直的第一平面中的至少四个多层弹簧(4)以及处于与轴(3、1)垂直的第二平面中的至少四个多层弹簧绕承载轴(3、1)的内部轴衬(10)均匀地分布在角度元件(13)上，其中所述第一平面中的角度元件相对于轴(3、1)形成角度(α)且所述第二平面中的角度元件相对于轴(3、1)形成角度(β)，使得在弹性元件预紧时能够不同地调节轴向和径向刚度。
2.根据权利要求1所述的摆动式支承件，其特征在于，多层弹簧(4)具有锥形形状，或者是具有椭圆形基本形状的圆柱体。
3.根据权利要求2所述的摆动式支承件，其特征在于，多层弹簧(4)具有锥形形状，并且较宽广的锥面面向承载轴(3、1)的内部轴衬的方向。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的摆动式支承件，其特征在于，每个多层弹簧(4)在两个表面上设置有预紧装置(12)，预紧装置被布置成紧密配合在外部轴衬(11)的内壁与承载轴(3、1)的内部轴衬(10)的外壁之间。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的摆动式支承件，其特征在于，内部轴衬(10)由轴(3、1)的至少一个末端区域形成，该区域经由所述多层弹簧(4)连接到外部轴衬(11)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的摆动式支承件，其特征在于，内部轴衬(10)作为单独的部件附接到轴(3、1)的至少一个末端区域，该区域经由所述多层弹簧(4)连接到外部轴衬(11)。
7.根据权利要求5所述的摆动式支承件，其特征在于，外部轴衬(11)由转子轮毂或转子轮毂的一部分形成。
8.根据权利要求6所述的摆动式支承件，其特征在于，外部轴衬(11)由转子轮毂或转子轮毂的一部分形成。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的摆动式支承件，其特征在于，至少一个多层弹簧(4)具有中空体积(14)。
10.根据权利要求9所述的摆动式支承件，其特征在于，流体通过一个或多个多层弹簧(4)中的液压装置(6、7)而压入或压出至少一个多层弹簧(4)的中空体积(14)，从而能够具体地改变支承件的刚度。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的摆动式支承件，其特征在于，至少一个多层弹簧(4)在其内部具有固定止挡件(101)，该固定止挡件为与多层弹簧(4)的外部形状相对应的柱体或锥体的形式，以便限制多层弹簧的可能的变形。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的摆动式支承件的用途，其用于调节转子叶片，或者用于减小、消除和控制通过单叶片式或多叶片式风力涡轮机或者直升机或者船舶推进器的转子叶片传递的质量惯性力矩。
13.一种用于单叶片式或多叶片式转子的转子轮毂(8)，其包括根据权利要求1-11中任一项所述的摆动式支承件，并且包括用于转子叶片的固定装置以及用于轴(3、1)的固定装置。
14.一种单叶片式或多叶片式风力涡轮机，其包括根据权利要求1-11中任一项所述的摆动式支承件(9)或者根据权利要求13所述的转子轮毂(8)。
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