CN116075652A - 用于风力涡轮机的弹性体衬套和弹性轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹性体衬套，其用于风力涡轮机的传动系部件的弹性轴承，特别是用于风力涡轮机的壳体(诸如机器支架等)上的变速箱的弹性轴承，该弹性体衬套包括两个半壳体，每个半壳体由具有大于85肖氏A的肖氏硬度的弹性体部分制成，至少一个半壳体具有在其纵向轴线的方向上变化的轴向刚度。

Description

用于风力涡轮机的弹性体衬套和弹性轴承
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮机的传动系部件的弹性轴承的弹性体衬套。此外，本发明涉及一种用于将风力涡轮机的传动系部件(特别是变速箱)特别是安装在其外壳(诸如机器支架等)上的弹性轴承(特别是解耦轴承)。
背景技术
在风力涡轮机中，大量的扭矩从发动机传输到变速箱并且从变速箱传输到发电机。为了减少齿轮箱和支撑结构上的动态载荷，通常在齿轮箱支撑件中使用弹性轴承。这些弹性轴承包括用于振荡和振动解耦的弹性衬套，这些弹性衬套被整合到传动系轴承布置中并且例如是传动系中的浮动轴承单元的一部分。浮动轴承单元由四个弹性衬套和齿轮箱中的滚动轴承单元制成。弹性衬套经由扭矩臂(轴销)连接至变速箱并且经由轴承座连接至外壳或机器支架。一方面需要弹性衬套来承受例如由于风而作用在轴承上的高的和波动的力，另一方面需要弹性衬套在纵向方向上尽可能软以确保轴销的移动间隙。
从EP 2516883中已知一种典型的轴承。关于对典型轴承的要求及其安装情况，参考EP 2516883。该轴承包括具有偏心几何形状的夹紧衬套。夹紧衬套由两个椭圆形半壳体组成，两个椭圆形半壳体由橡胶制成并且用金属插入件加强或硬化。由于椭圆形的几何形状，夹紧衬套在横向于纵向轴线的竖直方向上仍然具有大尺寸并且因此需要大量的安装空间。其还具有高重量，这尤其通过金属插入件进一步增加。最后，由于弹性体材料和金属插入件的组合，生产是困难的。进一步缺点是所希望的轴向和/或径向刚度的适配与高水平的努力相关联，特别是由于弹性体几何形状与金属插入件的匹配。
发明内容
本发明的目的是改进已知现有技术的缺点，特别是提供一种用于风力涡轮机的弹性体衬套以及弹性轴承，该弹性体轴承具有较低的重量、需要较小的安装空间和/或可以对于轴向和/或径向刚度更灵活地调节。
该目的通过独立权利要求的特征来解决。
因此，提供了一种用于风力涡轮机的传动系部件的弹性轴承的弹性体衬套。例如，提供了用于在风力涡轮机的壳体(诸如机器支架等)上的变速器的弹性轴承的弹性体衬套。在风力涡轮机中使用弹性轴承来吸收作用在传动系部件和壳体上的动态载荷。借助于弹性体衬套，可以发生振动和/或振荡抑制以及解耦。关于弹性体衬套或弹性轴承的基本安装情况，参见EP 2516883，其内容通过引用并入本申请中。
根据本发明的弹性体衬套包括两个半壳体，两个半壳体中的每个半壳体由具有大于85肖氏A的肖氏硬度的弹性体件(特别是整体的)制成。肖氏硬度是在DIN EN ISO 868、DIN ISO 7619-1以及ASTM D 2240-00标准中指定的弹性体和塑料的材料参数。半壳体可以由相同的材料制成和/或具有相同的尺寸。在以弹性安装的组装状态下，两个半壳体可以在端面上彼此搁置以形成例如用于传动系部件的紧固部分(诸如扭矩臂或轴销等)的导通(Durchführung)、特别是圆柱形导通。半壳体的壁厚可以被定尺寸成显著小于它们的圆周范围。在横截面中，半壳体可以具有c形或半环形。半壳体(特别是弹性体件材料的)的所选择的肖氏硬度确保了必要的承载能力，由此例如与标准橡胶-金属弹性体衬套相比，可以吸收高达四倍的更高的载荷而具有可比的变形，而同时有可能将弹性体衬套的定尺寸成显著更小的。因此，可以实现更低的部件重量、更低的部件成本和更小的部件尺寸。
根据本发明，至少一个半壳体、特别是两个半壳体具有在其纵向轴线的方向上变化的轴向刚度。例如，至少一个半壳体被设计和/或构造成使得形成半壳体的具有不同轴向刚度的至少两个轴向部段。因此，一方面，可以满足特别是在径向方向上的相当大的载荷要求，并且同时可以根据具体要求来设定轴向刚度。例如，因此有可能将弹性体衬套的轴向刚度设计为还显著低于径向刚度。特别地，本发明的发明人已经成功地能够至少在一定程度上独立于径向刚度来设定轴向刚度。通过灵活地设计弹性体衬套的轴向或径向刚度，可以在材料要求、安装空间以及因此还有成本方面实现进一步的节省。轴向刚性可以被理解为弹性体衬套(特别是半壳体)抵抗由外力(例如剪切载荷或伸长载荷)施加(特别是在纵向轴线的方向上)引起的弹性变形的弹性。在本上下文中，径向刚性可以被理解为弹性体衬套或半壳体在横向于(特别是径向于)纵向轴线施加力的情况下抵抗弹性变形的弹性。变化的轴向刚度可以例如通过至少一个半壳体被分段来实现，特别是沿纵向轴线具有不同的径向壁厚度。此外，可以使径向刚度取决于取向，由此例如在水平方向上的径向刚度可以大于或小于在竖直方向上的径向刚度。
在本发明的示例性实施例中，至少一个弹性体部分包含聚氨酯。例如，它是聚氨酯聚酯或聚酯乌雷斯特(Urelast)橡胶。优选使用氨基甲酸酯。用于弹性体件的上述材料已经证明是特别有利的，尤其是因为它们的高承载能力、高拉伸强度以及非常好的磨损表现。首先，由于高承载能力，可以将弹性体衬套的尺寸设定得更小。这在安装空间、材料要求和成本方面产生了优点。乌雷斯特通常是铸造弹性体。
根据本发明的弹性体衬套的另一个示例性实施例，半壳体各自具有一个中心轴线，当半壳体彼此搁置时和/或在轴承中的安装状态下、特别是在操作状态下，这些半壳体彼此同心地定向。由于同心布置，尤其在安装空间方面存在进一步优点。为了在不同方向上建立不同的刚度，不再需要将半壳体配置成例如卵形或椭圆形，和/或将它们在组装好的状态下相对于彼此偏心地布置在弹性轴承中。在组装好的状态下，弹性体部分半壳体形成基本上环形的形状，具有用于传动系部件的紧固部分(诸如扭矩臂或轴销等)的特别是圆柱形的导通以及至少近似圆形的外圆周，弹性体部分半壳体在组装好的状态下在轴承中、特别是在操作状态下被两个轴承座部分接触、特别是被完全包围和/或特别是以夹持方式被接纳。
在根据本发明的弹性体衬套的示例性进一步改进中，其横向于纵向轴线的径向刚度大于其在纵向轴线方向上的轴向刚度。例如，轴向刚度小于径向刚度的10％，特别是小于5％或小于2％。已经证明所述比率对于用于将传动系部件安装在风力涡轮机的壳体(特别是机器支架)上的风力涡轮机中的弹性轴承的具体要求而言是特别有利的。当在浮动轴承中使用弹性体衬套时，期望特别低的轴向刚度。此外，可以使径向刚度取决于取向，由此例如在水平方向上的径向刚度可以大于或小于在竖直方向上的径向刚度。例如，不同方向上的径向刚度可相差5％或8％或甚至大于10％。
根据本发明的另一方面，其可与前述方面和示例性实施例组合，提供了一种用于风力涡轮机的传动系部件的弹性轴承的弹性体衬套。例如，弹性体衬套是用于在风力涡轮机的壳体(诸如机器支架等)上的变速器的弹性轴承的弹性体衬套。在风力涡轮机中使用弹性轴承来吸收作用在传动系部件和壳体上的动态载荷。借助于弹性体衬套，可以发生振动和/或振荡抑制以及解耦。关于弹性体衬套或弹性轴承的基本安装情况，参见EP2516883，其内容通过引用并入本申请中。
根据本发明的弹性体衬套包括两个半壳体，两个半壳体中的每个半壳体由具有大于85肖氏A的肖氏硬度的弹性体部分(特别是整体的)制成。可替代地，弹性体件的肖氏硬度可以是至少80肖氏A。可替代地，弹性体件的肖氏硬度可以是至少80肖氏A。肖氏硬度是在DIN EN ISO 868、DIN ISO 7619-1以及ASTM D 2240-00标准中指定的弹性体和塑料的材料参数。半壳体可以由相同的材料制成和/或具有相同的尺寸。在以弹性安装的组装状态下，两个半壳体可以在端面上彼此搁置以形成例如用于扭矩臂的导通，特别是圆柱形导通。半壳体的壁厚的可以被定尺寸成显著小于它们的圆周范围。在它们的横截面中，半壳体可以具有c形或半环形。半壳体(特别是弹性体件材料)的所选择的肖氏硬度确保了必要的承载能力，由此例如与标准橡胶-金属弹性体衬套相比，可以吸收高达四倍的更高的载荷，而同时有可能将弹性体衬套定尺寸成显著更小。在这方面，可以实现更低的部件重量、更低的部件成本和更小的部件尺寸。
根据本发明的另一方面，至少一个半壳体、特别是具有变化的轴向刚度的半壳体具有至少两个支撑腹板，至少两个支撑腹板在纵向方向上和/或横向地(特别是与其垂直)彼此相距一定距离布置。支撑腹板从半壳体的外圆周或内圆周突出，使得在每两个支撑腹板之间形成偏转空间。该偏转空间可以是例如凹槽或凹部。布置在外圆周上的支撑腹板(在下文中也称为外支撑腹板)在轴承中的安装状态下(特别是在操作状态下)与弹性轴承的包围弹性体件半壳体外侧上的轴承部分处于承载接触。在操作状态下，即在轴承中的安装状态下，设置在半壳体的内圆周上的支撑腹板(下文也称为内支撑腹板)与传动系部件(特别是其扭矩臂或轴销)承载接触，传动系部件由受半壳体的内圆周限制的导通容纳。相对于弹性体衬套的纵向轴线被布置在弹性体衬套的相同轴向高度处并且通过偏转空间(诸如凹槽或凹部等)彼此分开的支撑腹板可以被称为周向支撑腹板。相对于弹性体衬套的纵向轴线被布置在弹性体衬套的同一圆周高度处并且通过偏转空间(诸如凹槽或凹部等)彼此分开的支撑腹板可以被称为轴向支撑腹板。以此方式，有可能(具体地通过灵活地设计弹性体衬套的几何形状)相对于所有空间轴线灵活地调节该弹性体衬套的弹簧刚度，特别地能够响应于任何载荷要求。本发明的发明人发现，轴向刚度以及径向刚度可特别地借助于弹性体衬套的支撑腹板屈服空间结构一方面在水平方向上调整，另一方面在竖直方向上调整。
根据本发明的弹性体衬套的示例性进一步改进，支撑腹板被设置成在有特别是在纵向方向上和/或横向于纵向方向的载荷的情况下使弹性体衬套在纵向方向上和/或横向于纵向方向屈服到相邻的屈服空间中。以此方式，有可能例如根据预期载荷、风力涡轮机的尺寸和/或风力涡轮机的功率来调节轴向刚度和/或径向刚度。轴向刚度和/或径向刚度可以例如通过确定支撑腹板和/或凹槽的尺寸来调节。通常，支撑腹板向相邻偏转空间的偏转程度越高，半壳体在该方向上的刚度越低。
在根据本发明的弹性体衬套的另一示例性实施例中，支撑腹板具有矩形形状或圆锥形形状的横截面。例如，支撑腹板可以在径向方向上渐缩，特别是连续地渐缩。不连续渐缩也是可以设想的。支撑腹板的横截面形状还可用于选择性地调节其偏转到相邻凹槽中的能力，以实现该方向上的特定刚度。
根据本发明的弹性体衬套的另一示例性的进一步改进，至少一个支撑腹板在周向方向上被分段和/或被细分成圆周部段。支撑腹板的周向分段和/或细分的部段可称为周向支撑腹板。在此，至少一个支撑腹板可以在周向方向上分段或细分，使得形成至少2、3或4个周向支撑腹板。周向支撑腹板可以在周向方向上延伸基本上相同的周向尺寸。此外，两个相应的相邻的周向支撑腹板可以在周向方向上通过凹部、特别是直线的凹部和/或在纵向方向上定向的凹部彼此间隔开，该凹部形成了偏转空间。凹部也可以至少以部段弯曲。
根据本发明的弹性体衬套的示例性进一步改进，周向支撑腹板被设置成在载荷特别是横向于纵向方向被施加到弹性体衬套时在各自情况下在周向方向上屈服在相邻的凹部中。关于凹部和周向支撑腹板偏转到其中，对凹槽的解释和支撑腹板偏转到其中以类似的方式适用。支撑腹板在周向方向上的分段允许弹性体衬套或相应的半壳体在周向方向上的刚度的附加调节，特别是独立于轴向刚度或不显著影响轴向刚度。
在根据本发明的弹性体衬套的另一个示例性实施例中，至少一个半壳体包括防旋转装置。防旋转装置被设计成在弹性轴承的操作状态下防止弹性体衬套围绕轴向方向转动。例如，防旋转装置是通过钉住、胶合或通过与轴承的轴承座部分配合的径向突出部来实现的。例如，径向突出部是从半壳体的外圆周径向突出的肩部，其在安装状态下位于轴承中的轴承座部分之间。例如，径向突出部由两个轴承座部分夹持。例如，径向突出部可以以强制锁定接合接合至少一个轴承座构件，从而防止弹性体衬套和轴承座构件之间的任何相对旋转。
根据本发明的弹性体衬套的示例性进一步改进，半壳体具有c形横截面。径向突出部可布置在c形横截面的开口端部的区域中，换言之，布置在半壳体的开口端部的区域中。例如，两个半壳体都具有径向突出部，径向突出部尤其形成为相同形状，径向突出部可以基本上布置在对应的半壳体的相同位置处，使得径向突出部在操作状态下彼此相对，尤其彼此抵靠和/或由轴承座部分彼此卡住。
在本发明的另一个示例性实施例中，至少一个半壳体具有横向于纵向轴线变化的径向刚度。已经发现，在弹性体衬套上的沿径向方向的载荷也不是在周向方向上完全均匀分布的。本发明的发明人发现存在应力增加的区域。通过在高应力区域中选择性地加强和/或在低应力区域中选择性地相对弱化，可以实现在成本、材料和安装空间方面的进一步节省。弹性体衬套的智能设计是通过材料的优选选择来支持的，该设计一方面确保了灵活的制造并且另一方面是非常能够承受压力的。
根据本发明的弹性体衬套的示例性进一步改进，支撑腹板在周向方向上和/或在纵向方向上具有变化的径向高度。例如，至少一个支撑腹板具有沿周向方向变化的径向高度。例如，至少一个支撑腹板、尤其所有支撑腹板的径向高度朝向半壳体的开放端部部段和/或朝向半壳体的顶点减小、尤其连续地减小。已经发现，在3/9点钟位置以及6点钟位置的区域中出现更低的径向载荷，使得在这些区域中可节省材料，以便在这方面降低刚度。可替代地或附加地，可以通过改变弹性体衬套的纵向方向上的径向高度来节省另外的材料，特别是通过根据预期载荷故意地调整单独的支撑腹板在纵向方向上的径向高度。例如，在纵向方向上的端部区域附近和/或中心中间区域中，支撑腹板可具有比中间区域中更大的径向尺寸。此外，可形成具有相同径向高度的支撑腹板的组以及交替沿纵向轴线的不同径向高度的组。
根据另外的示例性实施例，支撑腹板在c形半壳体的顶点区域中具有凹部、特别是凹形的凹部。换言之，凹部处于6点钟位置。在弹性轴承中的组装状态下，凹部在竖直方向上向下指向。
在根据本发明的弹性体衬套的另一个示例性实施例中，一个半壳体具有比另一个半壳体更大的横向于纵向轴线的径向刚度。例如，两个半壳体彼此的刚度偏差是在0.1％和/或至多5％之间。
此外，例如，偏转空间和/或支撑腹板的轴向尺寸可以在纵向方向上变化。根据本发明的弹性体衬套的一个优点是，除其他事项之外，弹性体衬套可以具体地适配于外部条件，诸如预期载荷等，以一方面提供所要求的刚性和稳定性，并且另一方面创造一种尽可能成本有效的设计，特别是一种材料意识的和/或减少的设计。
根据弹性体衬套的进一步示例性实施例，支撑腹板/偏转空间序列包括至少三个、特别是至少五个、七个、九个、十一个或至少十三个支撑腹板。应当理解，与支撑腹板的数量相比，偏转空间的数量少一个。由此，能够形成层状结构。例如，多个支撑腹板在纵向方向上均匀地分布布置。然而，两个相邻支撑腹板之间的距离(即，偏转空间的轴向尺寸)也可变化。在这种情况下，偏转空间的轴向尺寸可小于支撑腹板的轴向尺寸。例如，支撑腹板/偏转空间序列可形成为使得偏转空间与支撑腹板的比率在1/5至1/10的范围内。
在根据本发明的弹性体衬套的进一步示例性实施例中，至少一个半壳体在其外圆周上具有多个槽缝。例如，可以在弹性体件本体中制造至少三个、特别是至少五个、七个、九个、十一个或至少十三个槽缝。在这种情况下，槽缝可以被布置成在纵向方向上彼此相距特别均匀的距离。可替代地或附加地，狭槽可以被定尺寸成使得各自通过狭槽分开的两个弹性体件腹板的相互面向的并且纵向定向的狭槽表面在弹性体衬套的未变形状态下彼此接触。可替代地或附加地，偏转空间可以在纵向方向上被定尺寸为使得两个分别相邻的支撑腹板在弹性体衬套的未变形状态下彼此接触。换言之，狭槽或偏转空间的轴向尺寸可以是近似的0mm。根据本发明的弹性体衬套的这些实施例的基本思想是，半壳体实际上主要由固体材料制成或由固体本体制成并且在外侧上被锐利开槽，使得纵向分布的支撑腹板或弹性体件腹板在弹性体衬套的初始状态下彼此接触。当弹性体衬套变形时，支撑腹板或弹性体件腹板基本上同时变形。
根据本发明的可以与前述方面和示例性实施例组合的另一方面，提供了一种用于将风力涡轮机的传动系部件(特别是变速箱)特别是支撑在其壳体(诸如其机器支架等)上的弹性轴承(特别是解耦轴承)。例如，这是在风力涡轮机的壳体(诸如机器支架等)上的变速箱的弹性轴承。在风力涡轮机中使用弹性轴承来吸收作用在传动系部件和壳体上的动态载荷。借助于弹性轴承，可以发生振动和/或振荡抑制以及解耦。关于弹性轴承的基本安装情况，参见EP 2516883，其内容通过引用并入本申请中。
根据本发明的弹性轴承包括根据上述示例性方面或示例性实施例之一形成的弹性体衬套和用于特别是以夹持方式接纳弹性体衬套的两个轴承座部分。轴承座部分有待被设置或布置在壳体侧上并且通过弹性轴承针对振动和/或振荡而彼此解耦或抑制。为此，弹性轴承也可被称为解耦轴承。
根据本发明的可以与前述方面和示例性实施例组合的另一方面，提供了一种用于将风力涡轮机的传动系部件(特别是变速箱)特别是安装在其壳体(诸如其机器支架等)上的弹性轴承(特别是解耦轴承)。例如，这是在风力涡轮机的壳体(诸如机器支架等)上的变速箱的弹性轴承。在风力涡轮机中使用弹性轴承来吸收作用在传动系部件和壳体上的动态载荷。借助于弹性轴承，可以发生振动和/或振荡抑制以及解耦。关于弹性轴承的基本安装情况，参见EP 2516883，其内容通过引用并入本申请中。
根据本发明的弹性轴承包括弹性体衬套和两个轴承座部分，弹性体衬套特别地根据上述示例性方面或示例性实施例之一形成，两个轴承座部分特别地用于以夹持方式接纳弹性体衬套。弹性体衬套包括两个半壳体，每个半壳体由具有大于85肖氏A的肖氏硬度的弹性体件制成。根据这个方面，弹性体衬套被配置成在载荷被特别地在纵向方向上施加到弹性轴承上时，使得弹性体衬套在其纵向轴线的方向上相对于轴承座部分或相对于传动系部件的安装部件(诸如扭矩臂或轴销等)的轴向移动间隙被允许，该安装部件可以被弹性体衬套接纳。例如，轴向移动间隙为至少1mm并且最多50mm，特别地在1mm与40mm、30mm、20mm或10mm之间。在2mm至3mm范围内的轴向移动间隙已经证明是有利的。
该弹性体衬套可以进一步被配置和/或定尺寸成使得横向于纵向轴线(特别是在径向方向上)的、相对于这些轴承座部分或相对于可能由弹性体衬套容纳的紧固部分(诸如传动系部件的扭矩支撑件或轴销等)的相对移动间隙小于轴向相对移动间隙，特别是使得该相对移动间隙被阻止。
根据本发明的另一方面，其可与前述方面和示例性实施例结合，提供了一种具有根据前述方面中的一个方面的弹性轴承的风力涡轮机。
在从属权利要求中给出了优选实施例。
附图说明
在下文中，借助于参照所附的示例性附图对本发明的优选实施例的描述，本发明的进一步的特性、特征以及优点将变得清楚，在附图中：
图1是根据本发明的弹性体衬套的半壳体的示例性实施例的透视图；
图2是根据图1的半壳体的正视图；
图3是根据图1或图2的半壳体的侧视图；
图4是根据本发明的弹性体衬套的另一示例性实施例的半壳体的透视图；
图5是根据图4的半壳体的正视图；
图6是根据图4或图5的半壳体的侧视图；
图7是根据本发明的弹性体衬套的另一示例性实施例的半壳体的透视图；
图8是根据图7的半壳体的正视图；
图9分别是根据图7和图8的半壳体的侧视图；
图10是根据本发明的弹性轴承的示例性实施例的侧视图；
图11为根据图10的弹性轴承的剖视图；
图12a至图12f是示出了根据本发明的弹性轴承的组件的示意性剖视图；
图13至图14是根据本发明的弹性体衬套的另一示例性实施例的半壳体的侧视图和透视图；
图15至图16是根据本发明的弹性体衬套的另一示例性实施例的半壳体的侧视图和透视图；
图17至图18是根据本发明的弹性体衬套的又一示例性实施例的半壳体的侧视图和透视图；以及
图19至图20是根据本发明的弹性体衬套的另一示例性实施例的半壳体的侧视图和透视图。
具体实施方式
参照图1至图9和图13至图20，描述了总体上提供有附图标记1的根据本发明的弹性体衬套的各种实施例。在图1至图9和图13至图20中的每一个图中，图示了相应的弹性体衬套1的通常提供有附图标记3的半壳体。可以假设，与所示形成弹性体衬套1(图10)的半壳体3相关联的第二半壳体3可以基本相同的方式形成。在这方面，关于所示的半壳体3进行的解释可转移到图1至图9中未示出的第二半壳体3'。参考图10至图12f，将参照图示了弹性轴承5的组件的图12a至图12f更详细地描述根据本发明的弹性轴承的示例性实施例，弹性轴承通常提供有附图标记5。对于在附图中图示的示例性实施例的以下描述，可以假设弹性体衬套1的半壳体3由具有大于85肖氏A的肖氏硬度的弹性体件(优选使用材料聚氨酯)制成。
参照根据本发明的弹性体衬套1的示例性实施例的半壳体3的图1至3的第一实施例示例，半壳体3的基本结构是清楚的。半壳体3的横截面呈半圆形。半壳体3在纵向延伸方向上即沿着纵向轴线A具有截面恒定的横截面。半壳体3是凹入地弯曲的并且具有开口侧，该开口侧被分配至并且面向第二(未示出)半壳体3'。
半壳体3界定半圆柱形的中空内部空间7，半圆柱形的中空内部空间7用于容纳传动系部件(未示出)的连接部分，诸如扭矩臂(参见图10中的轴销9)等。界定内部空间7的半壳体3的内壁11沿着纵向轴线A均匀地弯曲，并且从端面半圆柱形开口13延伸到相对的端面半圆柱形开口15，使得例如轴销9可以在两个端面处从半壳体3伸出。
在半壳体3的开口端部部段15的区域中，半壳体3具有沿纵向轴线A的方向延伸的平坦轴承表面19、21，该平坦轴承表面19、21特别地与另一半壳体的互补形状的轴承表面接触，该另一半壳体在弹性安装件1中以组装状态未示出。此外，在端部部段17的区域中，布置有径向突出部23，径向突出部23在半壳体3的外周上横向于纵向轴线方向A突出，该径向突出部23在弹性轴承1中形成防旋转装置。防旋转装置借助于径向突出部23通过在弹性轴承1的相关联的轴承座部分25、27(图10)中的相应凹部中的强制接合或者通过径向突出部23在组装好的状态下在弹性轴承1中的布置来实现，以此方式防止了弹性体衬套1相对于围绕半壳体3的轴承座部分25、27的相对转动。例如，径向突出部23可以被布置在两个轴承座部分25、27之间的(尤其是由轴承座部分25、27夹紧的)接触区域或分离区域中。
半壳体3具有沿其纵向轴线A的方向变化的轴向刚度和横向于纵向轴线A变化的径向刚度。在图1至图3中，半壳体3具有三个支撑腹板29，这三个支撑腹板29在纵向轴线A的方向上彼此间隔开地布置(具体地具有相同设计)，这三个支撑腹板29横向于纵向轴线A的方向(具体地在径向方向上)延伸离开外圆周31并且从外圆周31突出。在两个分别相邻的支撑腹板29之间形成周向定向的凹槽31，该周向定向的凹槽31形成偏转空间。支撑腹板29可以在周向方向上被定尺寸和/或弯曲，以此方式使得支撑腹板29的假想外轮廓线的曲率半径具有与外圆周31相同的曲率半径。
在图1至图3中，提供了三个轴向支撑腹板30，在三个轴向支撑腹板30之间形成两个凹槽33。当从外侧(特别是在纵向轴线方向A上)向弹性体衬套1或半壳体3施加载荷或力时，轴向支撑腹板30可以屈服(特别是弹性地屈服)到相邻的凹槽33中，或者以使得轴向支撑腹板30至少部分地填充凹槽33的方式变形。一方面，轴向支撑腹板30屈服到相邻的凹槽33中的作用是半壳体3具有相对于径向刚度更低的轴向刚度。此外，轴向刚性在纵向轴线方向A上的变化应理解为以此方式使得半壳体3可以具有沿着纵向轴线A变化的径向壁厚度。在外部载荷的情况下，特别是在组装好的弹性轴承5中的操作状态下，轴向支撑腹板30可以偏转到相邻的凹槽33中，使得允许弹性体衬套1与两个轴承座部分25、27或者(如果适用的话)轴销9之间在纵向方向A上的相对移动间隙。如图1至图3中可见，半壳体3相对于中心平面M具有镜像对称的设计。如特别在图2中可见，轴向支撑腹板30具有基本上矩形的横截面形状，使得相邻的偏转凹槽33具有基本上梯形的形状(图2)。
特别地，从图1和图2中可以看出，支撑腹板29在周向方向上分段。这意味着这些支撑腹板29在周向方向上被分成周向支撑腹板35。在根据图1至图3的实施例中，每个支撑腹板29形成四个、尤其尺寸相等的周向支撑腹板35。周向支撑腹板35被设计成在周向方向上偏转到相邻的凹部37、39中，相邻的凹部37、39在荷载的情况下形成偏转空间，尤其是在纵向轴线方向A上。特别地，从图2中可以看出，大体地中心凹部37在周向方向上具有比两个相邻的凹部39更大的尺寸。在这方面，邻近中心凹部37的周向支撑腹板35的变形可能性大于界定较窄凹部39的两个周向支撑腹板35的变形可能性。通常，应当理解的是，支撑腹板部段可以实现周向支撑腹板以及轴向支撑腹板两者。当支撑腹板29在轴向方向和周向方向上分段时尤其如此。
根据本发明的另一示例性弹性体衬套1的图4至图6的半壳体3的设计与根据图1至图3的设计的不同之处基本上在于实现变化的轴向和/或径向刚度。在所有其他方面，可以参考前面的解释。
如从图4至图6与图1至图3的比较可见，在根据图6的实施例中，用于允许弹性体衬套1与另一部件(即，传动系部件的附接部分，诸如轴销9等)之间的相对轴向移动间隙的机构被布置在内圆周或内壁11上。外圆周31在形状上是连续的并且形成基本上圆柱形的外轮廓。在图4至图6的实施例中，支撑腹板41布置在内部空间7的区域中的内侧。内支撑腹板41在轴向方向和径向方向上分段或细分以形成周向支撑腹板45和形成轴向支撑腹板42。轴向支撑腹板42基本上在纵向轴线方向A上延伸并且从内圆周11径向地向内突出到内部空间7中。在两个分别邻近的轴向支撑腹板42之间形成凹槽43，凹槽43形成偏转空间。类似于弹性体衬套3上的外侧轴向支撑腹板29(特别是外侧轴向支撑腹板30)的运行模式，内侧轴向支撑腹板42能够在来自外部(特别是在纵向轴线方向A上)的载荷的情况下屈服到相应的相邻的内侧凹槽43中。根据图4可见，在示例性实施例中，提供了两个轴向支撑腹板42，这两个轴向支撑腹板42在纵向轴线方向A上彼此相距一定距离布置，并且限定偏转凹槽43，该偏转凹槽43特别地相对于半壳体3的纵向范围居中地布置，并且在周向方向上基本上是完全圆周。
此外，对应于外侧支撑腹板29的设计，内侧支撑腹板41在周向方向上被细分成周向支撑腹板45，例如被细分成三个周向支撑腹板45。在这方面，在每两个相邻的周向支撑腹板45之间，存在在纵向轴线A的方向上延伸的基本上直线的凹部47，当从外部施加载荷和/或力时，周向支撑腹板45可以进而屈服到凹部47中。周向支撑腹板45在纵向轴线方向A上具有基本上恒定的横截面。这同样适用于相邻的屈服凹部47。
参考图7至图9，示出了半壳体3的实施例，该半壳体3应被理解为分别是图1至图3和图4至图6的两个实施例的半壳体的设计和结构特征的组合。这意味着根据图4至图6的半壳体3在轴向方向和径向方向上均具有内侧运动间隙机构和外侧运动间隙机构。关于各自的设计细节，可以参考前面的描述。因此，图7至图9的半壳体3使之有可能在载荷被施加(特别是在纵向方向A上)到弹性体衬套1(在其安装在弹性轴承5中的状态下)上的情况下，弹性体衬套1在纵向方向A上相对于外侧轴承座部分25、27并且相对于内轴销9两者轴向地移动。
参考图10和图11，示出了根据本发明的弹性轴承5的示例性设计。图10从侧面示出了弹性轴承5的组装状态。在中心，在内侧上，存在被设计为轴销9的传动系部件的紧固部分，例如风力涡轮机的变速箱的紧固部分，该紧固部分在外侧上由例如根据本发明的弹性体衬套1封闭和包围。弹性体衬套1进而由两个轴承座部分25、27包围或封闭，这两个轴承座部分25、27将被理解为在风力涡轮机侧上。
根据本发明的轴承5(如果该轴承5被设计成使得它可以解耦该传动系部件与风力涡轮机的壳体之间的振荡和/或振动)用于以振动解耦和/或振动抑制方式将传动系部件安装在风力涡轮机的壳体上、特别是其机器支架上，则该轴承5还可以被称为解耦轴承。即，借助于特别是根据本发明的弹性体衬套1，使得所述部件之间的振动抑制和/或解耦成为可能。在组装状态下，如图10所示，当弹性体衬套受到弹性轴承上的外部载荷时，弹性体衬套相对于轴承座部分25、27或轴销9可在其纵向轴线A的方向上执行轴向相对移动间隙和/或执行横向于纵向轴线A的径向相对移动间隙。
图11示出了图10的弹性轴承1的截面图。从图11中可以看出，轴销11延伸超过轴承的一个端面49，即，直到传动系部件(未示出)。在相对的端面51处，轴销与轴承座部分25、27齐平。图11还示出了弹性体衬套(特别是其半壳体3)的轴向尺寸小于轴承座部分25、27的轴向尺寸。
当组装根据本发明的弹性轴承5时，弹性体衬套1的半壳体3首先被插入在两个轴承座部分25、27之间，特别是被插入到下轴承座部分25上(图12a)。然后，传动系部件的紧固部分(在这种情况下是轴销9)也被插入到由轴承座部分25、27限定的轴承空间53中(图12b)。从图12b可以看出，下半壳体3的中心点M3相对于另一个偏移，特别是在竖直方向上相对于轴销9的中心点M9偏移。然后将轴销9沿竖直方向放下并放置在下半壳体3上。这引起轴销9与下半壳体3之间的显著更小的中心偏移(图12c)。随后，轴销9和下半壳体3尽可能地彼此对准，特别是相对于彼此居中，使得仅存在微小的中心偏移(图12d中未示出)。中心点M3和M9通过预拉紧或撑紧下半壳体3而对准。在预拉紧下半壳体3之后，可以将第二半壳体3、特别是上半壳体3'插入到轴承室53中。如图12e中所示，在轴销9或下半壳体3与上半壳体3'之间(特别是在定向在竖直方向上)存在轻微的中心偏移。通过最后放松弹性轴承5，两个半壳体3、3'和轴销9可以彼此对准，使得基本上不再存在任何中心偏移(图12f)。轴销9、下半壳体3和上半壳体3'基本上彼此同心地布置。这产生尽可能节省空间的弹性轴承1。
参考图13至图20，描述了根据本发明的弹性体衬套1的另外的实施例，其中，与图1至图9中相同或相似的部件被指定并且配备有相同或相似的附图标记。简要地，图13和图14的弹性体衬套半壳体3、3'的实施例的特征在于支撑腹板29、41的纵向变化的径向高度，图15和图16的弹性体衬套半壳体3、3'的实施例的特征在于支撑腹板29、41和凹部37、39的纵向变化的轴向尺寸，图17和图18的弹性体衬套半壳体3、3'的实施例的特征在于层状结构，图19和图20的弹性体衬套半壳体3、3'的实施例的特征在于狭槽结构。
图13和图14的弹性体衬套1包括多个支撑腹板29、41，多个支撑腹板29、41被布置成在轴向方向上均匀分布并且可以分成具有不同径向高度的两组支撑腹板。相对于轴向延伸部居中并且在边缘区域处的支撑腹板29、41在径向方向上大于中间的支撑腹板29、41。
在图15和图16所示的实施例中，支撑腹板29、41也组在一起。相同的支撑腹板29、41在边缘处布置成三组，而一个厚支撑腹板29和一个薄支撑腹板41的两组布置在中间。大的凹部37、39位于相应组之间。
具有图17和图18的层状结构的弹性体衬套1具有规则的支撑腹板29、41偏转空间序列。支撑腹板29、41在纵向上的尺寸在5mm至15mm的范围内。介入的凹部37、39具有在5mm至10mm的范围内的纵向尺寸。
最后，图19和图20中展示的根据本发明的弹性体衬套1的实施例与前述实施例的不同之处在于偏转空间或凹部37、39被定尺寸成如此窄，特别是由槽缝产生，使得形成为槽缝的每两个凹部37、39的相互面向的并且纵向定向的槽缝表面53、55彼此接触。
在以上说明书、附图和权利要求中公开的特征可以单独地和以任意组合的方式显著用于在各种实施例中实现本发明。
附图标记列表
1弹性体衬套
3半壳体
5弹性轴承
7内部
9轴销
11内壁
13、15前开口
17开口端部部段
19、21支撑表面
23径向突出部
25、27轴承座部分
29外支撑腹板
30外轴向支撑腹板
31外圆周
33凹槽
35外周向支撑腹板
37、39凹部
41内支撑腹板
42内侧轴向支撑腹板
43凹槽
45内部周向支撑腹板
47凹部
49、51前侧
53、55槽缝表面
A纵向轴线
M中间轴线
Mi分量i的中心

Claims (20)

1.一种用于风力涡轮机的传动系部件的弹性轴承(5)的弹性体衬套(1)，所述传动系部件特别是风力涡轮机的壳体上的变速箱，所述壳体诸如是机器支架，所述弹性体衬套(1)包括两个半壳体(3、3')，所述两个半壳体(3、3')均由具有大于85肖氏A的肖氏硬度的弹性体部分制成，至少一个半壳体(3、3')具有在所述至少一个半壳体(3、3')的纵向轴线的方向上变化的轴向刚度。
2.根据权利要求1所述的弹性体衬套(1)，其中，至少一个弹性体部分包括聚氨酯，特别是聚氨酯-聚酯或聚酯-聚氨酯橡胶，优选乌雷斯特。
3.根据权利要求1或2所述的弹性体衬套(1)，其中，所述半壳体(3、3')各自具有中心轴线，当所述半壳体彼此抵靠时和/或在组装状态下，所述半壳体(3、3')在所述弹性轴承中特别地在所述操作状态下彼此同心地定向。
4.根据前述权利要求中任一项所述的弹性体衬套(1)，所述弹性体衬套(1)横向于所述纵向轴线的径向刚度大于所述弹性体衬套(1)在所述纵向轴线方向上的轴向刚度，其中，特别地，所述轴向刚度小于所述径向刚度的10％，特别是小于5％，或在从2％至3％的范围内。
5.一种的弹性体衬套(1)，特别是根据前述权利要求之一所述的弹性体衬套，所述传动系部件特别是风力涡轮机的壳体上的变速箱，所述壳体诸如是机器支架，所述弹性体衬套(1)包括两个半壳体(3、3')，所述两个半壳体(3、3')各自是由肖氏硬度大于85肖氏A的弹性体部分制成的，至少一个半壳体(3、3')特别地具有变化的轴向刚度的所述半壳体具有至少两个支撑腹板(29、41)，所述至少两个支撑腹板(29、41)在纵向方向上和/或横向地特别地垂直于所述纵向方向彼此相距一距离布置，所述至少两个支撑腹板(29、41)从所述半壳体的外圆周或内圆周突出，使得偏转空间、特别是凹槽(37、39)形成在两个相应的支撑腹板(29、41)之间。
6.根据权利要求5所述的弹性体衬套(1)，其中，所述支撑腹板(29、41)被布置成在所述弹性体衬套(1)上施加载荷的情况下，特别地在所述纵向方向上和/或横向于所述纵向方向，在所述弹性体衬套(1)上施加载荷的情况下在所述纵向方向上和/或横向于所述纵向方向屈服到相邻的屈服空间中。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的弹性体衬套(1)，其中，所述支撑腹板(29、41)在横截面上是矩形的或者在径向方向上具有锥形形状和/或是渐缩的，特别地是连续的。
8.根据权利要求5、6或7所述的弹性体衬套(1)，其中，至少一个支撑腹板(29、41)在所述周向方向上分段，特别地使得形成至少2个、3个或4个周向支撑腹板(35、45)，其中，特别地两个分别相邻的周向支撑腹板(35、45)在所述周向方向上通过凹部(37、39、47)彼此分离，所述凹部(37、39、47)特别是直线的凹部和/或在所述纵向方向上定向的凹部。
9.根据权利要求8所述的弹性体衬套(1)，其中，所述周向支撑腹板(35、45)被布置为当载荷特别地横向于所述纵向方向被施加到所述弹性体衬套(1)时在所述周向方向上偏转到相邻凹部(37、39、47)中。
10.根据前述权利要求中的一项所述的弹性体衬套(1)，其中，至少一个半壳体(3、3')具有防旋转装置，所述防旋转装置通过钉住、胶合或通过与所述轴承的轴承座部分配合的径向突出部来实现。
11.根据权利要求10所述的弹性体衬套(1)，其中，所述半壳体(3、3')具有c形横截面，并且其中，所述径向突出部布置在所述c形横截面的开口端部的区域中。
12.根据前述权利要求中的一项所述的弹性体衬套(1)，其中，至少一个半壳体(3、3')具有横向于所述纵向轴线变化的径向刚度。
13.根据权利要求12所述的弹性体衬套(1)，其中，所述支撑腹板(29、41)具有在所述周向方向上变化和/或在所述纵向方向上变化的径向高度，其中，特别地，所述支撑腹板(29、41)的径向高度朝向所述半壳体(3、3')的开口端部减小。
14.根据前述权利要求中的一项所述的弹性体衬套(1)，其中，所述支撑腹板(29、41)在所述c形半壳体(3、3')的顶点区域中具有凹部(37、39、47)，特别是凹形的凹部。
15.根据前述权利要求中的一项所述的弹性体衬套(1)，其中，一个半壳体(3、3')具有比另一个半壳体(3'、3)更大的横向于所述纵向轴线的径向刚度。
16.根据权利要求5至15中任一项所述的弹性体衬套(1)，其中，所述偏转空间和/或所述支撑腹板(29、41)的轴向尺寸在所述纵向方向上变化。
17.根据权利要求5至16中任一项所述的弹性体衬套(1)，其中，所述支撑腹板(29、41)偏转空间序列包括至少三个、特别地至少五个、七个或至少九个支撑腹板(29、41)，其中，特别地，所述支撑腹板(29、41)在所述纵向方向上布置，特别地均匀地布置，并且是层状的。
18.根据前述权利要求中任一项所述的弹性体衬套(1)，其中，所述至少一个半壳体(3、3')在所述至少一个半壳体(3、3')的外圆周上被切槽缝若干次，其中，特别地，所述多个槽缝以彼此特别均匀的间隔在所述纵向方向上分布，和/或所述多个槽缝的被定尺寸为使得由槽缝分开的两个相应的弹性体部分腹板的相互面对的且纵向定向的槽缝表面在所述弹性体衬套(1)的未变形状态中彼此接触，和/或使得所述偏转空间在纵向方向上被定尺寸为使得两个分别相邻的支撑腹板(29、41)在所述弹性体衬套(1)的未变形状态下彼此接触。
19.一种弹性轴承(5)，所述弹性轴承(5)特别是解耦轴承，所述弹性轴承(5)用于将风力涡轮机的传动系部件特别地安装在所述风力涡轮机的壳体上，所述传动系部件特别是变速箱，所述壳体诸如为机器支架，所述弹性轴承(5)包括弹性体衬套(1)和两个轴承座部分(25、27)，所述弹性体衬套(1)根据前述权利要求中任一项所述的弹性体衬套配置成，所述两个轴承座部分(25、27)用于特别地以夹持方式接纳所述弹性体衬套(1)。
20.一种弹性轴承(5)，特别是根据权利要求19所述的弹性轴承(5)，所述弹性轴承(5)特别是解耦轴承，所述弹性轴承(5)用于将风力涡轮机的传动系部件特别地安装在所述风力涡轮机的壳体上，所述传动系部件特别是变速箱，所述壳体诸如为机器支架，所述弹性轴承(5)包括弹性体衬套(1)以及两个轴承座部分(25、27)，所述弹性体(1)衬套特别地根据权利要求1至18中任一项所述的弹性体衬套配置成，所述弹性体衬套(1)具有两个半壳体(3、3')，所述两个半壳体(3、3')中的每个半壳体由肖氏硬度大于85肖氏A的弹性体部分制成，所述两个轴承座部分(25、27)用于特别地以卡住的方式接纳所述弹性体衬套(1)，其中，所述弹性体衬套(1)被配置成，当在所述弹性轴承(5)上特别地沿所述纵向方向施加载荷时，使得所述弹性体衬套(1)在所述弹性体衬套(1)在的纵向轴线的方向上相对于所述轴承座部分(25、27)或相对于所述传动系部件的紧固部分的轴向移动间隙被允许，所述紧固部分诸如扭矩支撑件或轴销(9)可能由所述弹性体衬套(1)接纳，其中，特别地，所述轴向移动间隙为至少1mm且至多50mm，特别地位于2mm至3mm的范围内。
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