DE29806010U1 - Elastomer bearing - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine neuartiges Lager, das zur Aufnahme von Zug- und Druckkräften bei gleichzeitiger Aufnahme von Querkräften, welche in Maschinen und Anlagen auftreten können, geeignet ist. Die Erfindung betrifft insbesondere solche derartigen Lager, die in Maschinen und Anlagen, insbesondere Windkraftanlagen, benötigt werden, in denen in der Regel große Kräfte und Schwingungen auftreten und übertragen werden können.The invention relates to a novel bearing that is suitable for absorbing tensile and compressive forces while simultaneously absorbing transverse forces that can occur in machines and systems. The invention particularly relates to such bearings that are required in machines and systems, in particular wind turbines, in which large forces and vibrations usually occur and can be transmitted.
Windkraftanlagen besitzen, wie in der Regel jedes angetriebene System, Lager zwischen den angetriebenen Bauteilen (Motor/Getriebe) und den statischen Bauteilen (z.B. Gehäuse). An die Lager von Windkraftanlagen sind dabei besondere Anforderungen zu stellen. Die Lager müssen nämlich im besonderen Maße hohen und unterschiedlich gerichteten Kräften standhalten. Durch die Unregelmäßigkeiten des Windes hinsichtlich seiner Stärke und Richtung, die sich innerhalb kurzer Zeit ändern können, treten permanent Kräfte unterschiedlicher Stärke in Zug-, Druck- und Querrichtung auf, die um so größer sind, je stärker die Windkraft und je größer die Windkraftanlage ist. Bei Stürmen oder Orkanen müssen Windkraftanlagen sogar extremen Belastungen standhalten. Die Bauteile müssen dabei die Beanspruchungen über eine lange Betriebszeit unbeschädigt aushalten. Die Lager von Windkraftanlagen haben überdies die Aufgabe, die durch die einwirkenden Kräfte bedingten und durch Schwingungen der Anlage erzeugte Geräusche abzuschwächen. Wind turbines, like any other driven system, have bearings between the driven components (motor/gearbox) and the static components (e.g. housing). The bearings of wind turbines have to meet special requirements. The bearings have to withstand particularly high and differently directed forces. Due to the irregularities of the wind in terms of its strength and direction, which can change within a short period of time, forces of different strengths in tensile, compressive and transverse directions are constantly occurring, which are greater the stronger the wind force and the larger the wind turbine. During storms or hurricanes, wind turbines even have to withstand extreme loads. The components have to withstand the stresses over a long period of operation without being damaged. The bearings of wind turbines also have the task of reducing the noise caused by the forces acting on them and by vibrations in the system.
Im Stand der Technik werden Lager für Windkraftanlagen eingesetzt, die notfalls auch extremen Belastungen standhalten können. Diese weisen jedoch eine Anschlagfunktion zur Aufnahme derartiger extremer Kräfte auf, welche starke Stoß - Belastungen der Bauteile verursachen und damit die Lebensdauer der Bauteile zum Teil erheblich verkürzen. Ferner sind die bekannten Lager noch unzureichend im Hinblick auf Schallübertragungen der naturgemäß auftretenden und nicht zu verhindernden Schwingungen in Windkraftsystemen. Die Geräuschreduzierung von Windkraftanlagen auch bei normalen Betriebsbedingungen ist jedoch eine wichtige Voraussetzung für die Akzeptanz in der betroffenen Bevölkerung und den Genehmigungsbehörden.The current state of the art uses bearings for wind turbines that can withstand extreme loads if necessary. However, these have a stop function to absorb such extreme forces, which cause strong shock loads on the components and thus sometimes significantly shorten the service life of the components. Furthermore, the known bearings are still inadequate with regard to sound transmission of the naturally occurring and unavoidable vibrations in wind turbines. However, the noise reduction of wind turbines even under normal operating conditions is an important prerequisite for acceptance by the affected population and the approval authorities.
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Es war somit Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Lager des Standes der Technik zu beseitigen oder zu reduzieren. Die Aufgabe wurde durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Lagers gelöst.The object of the invention was therefore to eliminate or reduce the disadvantages of the known bearings of the prior art. The object was achieved by providing the bearing according to the invention.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Lager zur Aufnahme von Zug-, Druck- und Querkräften für angetriebene Maschinenbauteile, welches im wesentlichen aus folgenden Bauteilen besteht:The subject of the invention is therefore a bearing for absorbing tensile, compressive and transverse forces for driven machine components, which essentially consists of the following components:
(i) einem Lagerfuß (1), der bezüglich einer gedachten zentralen Achse auf seiner Oberseite als rotationssymmetrischer durch gegensätzliche konusfbrmige Abschrägungen gebildeter, zur zentralen Achse hinweisender, ringförmiger Keil mit einer oberen und unteren ebenen oder gekrümmten Konusfläche ausgebildet ist und auf seiner Unterseite in einen entsprechend geformten Sockel mit einer Anzahl von peripheren vertikalen Bohrungen (7) zur Befestigung des Lagers am Fundament, bzw. Gehäuse übergeht; (ii) einem oberen scheibenförmigen Flanschteil (3), der auf seiner nach oben weisenden Seite einen konusförmig nach unten abgeschrägten Teil aufweist und an der nach unten weisenden Seite ein zylindrisches Abstandsteil besitzt, wobei der Winkel und die Geometrie der abgeschrägten Konusfläche der Scheibe exakt dem jeweiligen Winkel und der Geometrie der oberen Konusfläche des besagten ringförmigen Keils des Lagerfußes (1) entspricht, sowie eine Anzahl von senkrechten, peripheren, durch den zylindrischen Abstandsteil gehende Bohrungen (6) aufweist, die der gedachten zentralen Achse des Lagerfußes entsprechen und zur Befestigung der Antriebsmittel vorgesehen sind, als auch eine zentrale, senkrechte, durch den zylindrischen Abstandsteil gehende Bohrung (5) besitzt, die zum Verspannen des Teils mit dem unteren Flanschteil (2) über dessen entsprechende deckungsgleiche Bohrung vorgesehen sind;(i) a bearing foot (1) which, with respect to an imaginary central axis, is designed on its upper side as a rotationally symmetrical ring-shaped wedge formed by opposing conical bevels pointing towards the central axis with an upper and lower flat or curved conical surface and which, on its lower side, merges into a correspondingly shaped base with a number of peripheral vertical holes (7) for fastening the bearing to the foundation or housing; (ii) an upper disc-shaped flange part (3) which has a conical downwardly bevelled part on its upwardly facing side and a cylindrical spacer part on the downwardly facing side, the angle and the geometry of the bevelled conical surface of the disc corresponding exactly to the respective angle and the geometry of the upper conical surface of the said annular wedge of the bearing foot (1), and has a number of vertical, peripheral holes (6) passing through the cylindrical spacer part, which correspond to the imaginary central axis of the bearing foot and are intended for fastening the drive means, as well as a central, vertical hole (5) passing through the cylindrical spacer part, which are intended for clamping the part to the lower flange part (2) via its corresponding congruent hole;
(iii) einem unteren scheibenförmigen Flanschteil (2), der auf seiner nach unten weisenden Seite einen konusförmig nach oben abgeschrägten Teil aufweist und an der nach oben weisenden Seite ein zylindrisches Abstandsteil besitzt, wobei der Winkel und die Geometrie der abgeschrägten Konusfläche der Scheibe exakt dem jeweiligen Winkel und der Geometrie der unteren Konusfläche des besagten ringförmigen Keils des Lagerfußes(iii) a lower disc-shaped flange part (2) which has on its downwardly facing side a conically tapered part and on the upwardly facing side a cylindrical spacer part, the angle and the geometry of the tapered conical surface of the disc exactly corresponding to the respective angle and the geometry of the lower conical surface of the said annular wedge of the bearing foot
(1) entspricht, sowie eine Anzahl von senkrechten, peripheren, durch den zylindrischen Abstandsteil gehende Bohrungen (6) aufweist, die der gedachten zentralen Achse des Lagerfußes entsprechen und zur Befestigung der Antriebsmittel vorgesehen sind, als auch eine zentrale, senkrechte, durch den zylindrischen Abstandsteil gehende Bohrung (5) besitzt, die zum Verspannen des Teils mit dem oberen Flanschteil (3) über dessen entspre-(1), and has a number of vertical, peripheral holes (6) passing through the cylindrical spacer, which correspond to the imaginary central axis of the bearing foot and are intended for fastening the drive means, as well as a central, vertical hole (5) passing through the cylindrical spacer, which is used to clamp the part to the upper flange part (3) via its corresponding
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chende deckungsgleiche Bohrung vorgesehen sind; und (iv) Elastomerbauteilen (4), welche konusförmige Elastomerkörper darstellen, die entsprechend den Konuswinkeln der konusförmigen Flanschteile (2), (3) bzw. des Keils des Lagerfußes (1) ausgebildet sind und zwischen den besagten Konusflächen der Flanschteile und der oberen und unteren Konusfläche des ringförmigen Keils des Lagerfußes angebracht sind,corresponding congruent bore are provided; and (iv) elastomer components (4) which represent conical elastomer bodies which are designed according to the cone angles of the conical flange parts (2), (3) or the wedge of the bearing foot (1) and are mounted between the said conical surfaces of the flange parts and the upper and lower conical surface of the annular wedge of the bearing foot,
wobei die Flanschteile (2) und (3) in der Weise miteinander über die Bohrung (5) verspannt sind, daß die an die besagten Konusflächen des ringförmigen Keils des Lagerfußes (1) gepreßten Elastomerbauteile (4) eine Vorspannung erhalten.wherein the flange parts (2) and (3) are clamped together via the bore (5) in such a way that the elastomer components (4) pressed against the said conical surfaces of the annular wedge of the bearing foot (1) are pre-stressed.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Lagers stellen sich wie folgt dar: Das erfindungsgemäße Lager vermag überproportional hohe Lasten, ohne Schaden zu nehmen, übertragen. Hohe Stöße, welche von den verschiedensten Richtungen einwirken, insbesondere also Zug-, Druck, Quer- und Scherkräfte einzeln oder im Zusammenspiel, werden dabei elastisch abgefangen, so daß die verbundenen Bauteile nicht anschlagen. Die bei sonstigen Lagern übliche Stoßbelastung der Bauteile, die Getriebe und Generator der Windkraftanlagen schaden, ist somit ausgeschlossen.The advantages of the bearing according to the invention are as follows: The bearing according to the invention can transfer disproportionately high loads without sustaining damage. High impacts that act from a wide variety of directions, in particular tensile, compressive, transverse and shear forces, individually or in combination, are elastically absorbed so that the connected components do not strike. The shock loads on the components that are common with other bearings and that damage the gearbox and generator of the wind turbines are thus excluded.
Die Teile haben ein "Fail-Safe" - Verhalten. Das heißt, im Falle, daß die Elastomerschicht
z.B. durch Brand zerstört wird, eine Nothaltefunktion vorhanden, so daß die angekoppelten
Bauteile befestigt bleiben. Dies ist bei Windkraftanlagen besonders wichtig, da sonst
in solchen Fällen das Maschinenhaus der Anlage abstürzen könnte. Durch den Einsatz hochdämpfender Elastomere, kann das Schwingverhalten der gesamten
Anlage positiv beeinflußt werden.
Gleichzeitig werden auftretende Schwingungen durch diese Lagerung isoliert. Die EIastomerlager
entkoppeln somit den im Getriebe und Generator entstehenden Schall vom Turm, was zur Geräuschreduzierung der Windkraftanlage beiträgt.
Die Gestaltung der Elemente erlaubt bei allen Beanspruchungsarten, daß das eingesetzte
Elastomermaterial immer in Druckrichtung belastet wird. Eine Belastung auf Zug ist ausgeschlossen.
Dadurch wird die für Windkraftanlagen geforderte hohe Lebensdauer der
Bauteile bei gleichzeitig optimaler Schallentkopplung erreicht. Die erfindungsgemäßen
Elastomerlager dienen der Entkopplung von Körperschall im hörbaren Frequenzbereich.
Bei Verschleiß des Elastomerkörpers kann dieser relativ einfach ausgetauscht werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Lager genauer beschrieben:The parts have a "fail-safe" behavior. This means that if the elastomer layer is destroyed, for example by fire, an emergency stop function is available so that the connected components remain attached. This is particularly important for wind turbines, as otherwise the machine house of the system could collapse in such cases. By using highly dampening elastomers, the vibration behavior of the entire system can be positively influenced.
At the same time, any vibrations that occur are isolated by this bearing. The elastomer bearings thus decouple the noise generated in the gearbox and generator from the tower, which helps to reduce the noise of the wind turbine. The design of the elements allows the elastomer material used to always be loaded in the compression direction for all types of stress. Tensile stress is excluded. This achieves the long service life of the components required for wind turbines while at the same time providing optimal sound decoupling. The elastomer bearings according to the invention serve to decouple structure-borne noise in the audible frequency range. If the elastomer body wears out, it can be replaced relatively easily. The bearing according to the invention is described in more detail below:
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Die Flanschteile (2), (3) sowie der Lagerfuß (1) sind aus vorzugsweise harten, widerstandsfähigen aber in der Regel nicht zu spröden Materialien gefertigt. Dies sind vorzugsweise Metalle oder Metallegierungen, können aber auch in Einzelfällen Hartkunststoffe, Keramikmaterialien oder Carbonfasern sein, oder diese Stoffe zusätzlich enthalten. Als geeignete Metalle sind vor allem Eisen und Stähle, Chrom-/Vanadium-Stähle, Leichtmetalle wie z.B. Aluminium, Titan, Zirkonium oder Tantal zu nennen oder auch Legierungen, die diese Metalle enthalten. Vorzugsweise sind die genannten Bauteile aus Stahl oder Grauguß.The flange parts (2), (3) and the bearing base (1) are preferably made of hard, resistant but generally not too brittle materials. These are preferably metals or metal alloys, but in individual cases can also be hard plastics, ceramic materials or carbon fibers, or additionally contain these materials. Suitable metals are mainly iron and steel, chromium/vanadium steels, light metals such as aluminum, titanium, zirconium or tantalum or alloys that contain these metals. The above-mentioned components are preferably made of steel or gray cast iron.
Der Lagerfuß (1) mit dem rotationsymmetrischen keilförmigen Innenteil zur Abstützung der Elastomerkörper hat die Aufgabe, die auf die konisch angeordneten Elastomerkörper (4) übertragenen Kräfte über eine Befestigung, vorzugsweise Schraubverbindung (7), in gedämpfter Form in das Fundament weiterzuleiten. Die Anzahl der Bohrungen, bzw. Befestigungseinheiten richtet sich nach der Größe und Bauform des Lagerfußes (1), der sich wiederum an der Größe der Anlage und Krafteinwirkung auf diese orientiert. Der Lagerfuß (1) selbst ist nach innen kreisförmig, kann aber nach außen anderer Formen, beispielsweise quadratische oder ovale, annehmen. Vorzugsweise hat der Lagerfuß nach innen und außen eine kreisförmige Geometrie. Entsprechend den Anforderungen kann er einen Durchmesser zwischen etwa 10 und 80 cm, vorzugsweise zwischen 30 und 60 cm annehmen. Somit kann auch die Anzahl der Befestigungseinrichtungen (7) über einen großen Bereich schwanken.The bearing foot (1) with the rotationally symmetrical wedge-shaped inner part for supporting the elastomer bodies has the task of transmitting the forces transferred to the conically arranged elastomer bodies (4) in a dampened form to the foundation via a fastening, preferably a screw connection (7). The number of holes or fastening units depends on the size and design of the bearing foot (1), which in turn depends on the size of the system and the force acting on it. The bearing foot (1) itself is circular on the inside, but can take on other shapes on the outside, for example square or oval. The bearing foot preferably has a circular geometry on the inside and outside. Depending on the requirements, it can have a diameter of between about 10 and 80 cm, preferably between 30 and 60 cm. The number of fastening devices (7) can therefore also vary over a wide range.
Die Flanschteile (2), (3) haben zum einen die Aufgabe die beiden Elastomerkörper (4) gegeneinander so zu verspannen, daß diese im Normalbetrieb auch bei Aufbringen der Betriebslasten immer vorgespannt sind. Über die Flansche werden die Kräfte vom aufgesetzten Getriebe / Generator in die Elastomerkörper (4) eingeleitet. Die zylindrischen Teile der Flanschstücke können von Lager zu Lager unterschiedliche Länge aufweisen. Je kürzer sie sind, desto mehr können sie gegeneinander verspannt werden, was letztlich zu einer größeren Vorspannung der elastomeren Schichten (4) führt. Der zylindrische Teil eines Flanschstückes kann aus einer oder verschiedenen einzelnen Scheiben bestehen, um variable Abstände einstellen zu können. Alternativ können konusförmig abgeschrägte Scheibe und zylindrischer Teil aus einem Werkstück bestehen. Die Bohrung (5) enthält vorzugsweise Schraubvorrichtungen, mit denen sich bequem die genannte Vorspannung bewerkstelligen läßt.The flange parts (2), (3) have the task of clamping the two elastomer bodies (4) against each other so that they are always pre-tensioned in normal operation, even when the operating loads are applied. The forces from the attached gearbox/generator are introduced into the elastomer bodies (4) via the flanges. The cylindrical parts of the flange pieces can have different lengths from bearing to bearing. The shorter they are, the more they can be clamped against each other, which ultimately leads to a greater pre-tension of the elastomer layers (4). The cylindrical part of a flange piece can consist of one or several individual disks in order to be able to set variable distances. Alternatively, the conical beveled disk and cylindrical part can consist of one workpiece. The bore (5) preferably contains screw devices with which the aforementioned pre-tension can be easily achieved.
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Die Anzahl und Anordnung der Bohrungen (6), welche zur Befestigung des Generators / Getriebes vorgesehen sind, richtet sich wieder nach Größe und Bauform des Lagers. In der Regel kann mit drei bis sechs Bohrungen, bzw. Verschraubungsvorrichtungen ausgekommen werden.The number and arrangement of the holes (6) intended for fastening the generator / gearbox depends on the size and design of the bearing. As a rule, three to six holes or screw connections are sufficient.
Die scheibenförmigen Teile der Flanschstücke (2), (3) weisen einen einheitlichen bestimmten Konuswinkel sowie eine einheitliche definierte Geometrie auf, die mit dem Konuswinkel des ringförmigen Keils des Lagerfußes (1) und dessen Geometrie und dem Konuswinkel der Elastomerbauteile (4) übereinstimmen müssen. Die Konusflächen der Bauteile (1), (2) und (3) können erfindungsgemäß eben oder auch gekrümmt, beispielsweise konvex oder konkav oder beides, sein. In einer besonderen Ausführungsformen besitzen die Konusflächen eine konvexartige Krümmung. Der Flankenwinkel der genannten Bauteile (welcher dem halben Konuswinkel entspricht) kann dabei einheitlich zwischen 10 und 80°, eingestellt werden.The disk-shaped parts of the flange pieces (2), (3) have a uniform, specific cone angle and a uniform, defined geometry, which must match the cone angle of the annular wedge of the bearing foot (1) and its geometry and the cone angle of the elastomer components (4). According to the invention, the cone surfaces of the components (1), (2) and (3) can be flat or curved, for example convex or concave or both. In a special embodiment, the cone surfaces have a convex-like curvature. The flank angle of the components mentioned (which corresponds to half the cone angle) can be set uniformly between 10 and 80°.
Durch den Winkel wird das Steifigkeitsverhältnis zwischen horizontaler und vertikaler Steifigkeit bestimmt. Ein flacherer Winkel bedeutet eine geringere Steifigkeit, ein steilerer Winkel bedeutet eine höhere Steifigkeit in der horizontalen Ebene. Vorzugsweise besitzen die besagten Bauteile eine einheitlichen (oberen und unteren) Flankenwinkel zwischen 20 und 60°.The angle determines the stiffness ratio between horizontal and vertical stiffness. A flatter angle means lower stiffness, a steeper angle means higher stiffness in the horizontal plane. Preferably, the components in question have a uniform (upper and lower) flank angle between 20 and 60°.
Für unterschiedliche Typen von Windkraftanlagen werden die Elastomerlager mit unterschiedlicher Steifigkeit benötigt. Die erforderliche Steifigkeit wird durch die Anzahl der Elastomerschichten, deren Dicke, der Shore-Härte der Elastomerkörper, durch die Vorspannung der Elastomerkörper und durch den Konuswinkel der betreffenden Bauteile bestimmt. Die Körperschallentkopplung wird durch eine möglichst geringe Steifigkeit in allen Richtungen realisiert.Different types of wind turbines require elastomer bearings with different degrees of rigidity. The required rigidity is determined by the number of elastomer layers, their thickness, the Shore hardness of the elastomer bodies, the preload of the elastomer bodies and the cone angle of the relevant components. Structure-borne sound decoupling is achieved by ensuring the lowest possible rigidity in all directions.
Die erfindungsgemäß verwendeten Elastomermaterialien bestehen im wesentlichen aus einem Naturkautschuk, einem Naturkautschukderivat oder aus einem geeigneten elastisehen polymeren Kunststoff oder Kunststoffgemisch. Die Elastomerschicht kann erfindungsgemäß unterschiedliche Härte ("Shore-Härte") und unterschiedliche Dämpfungseigenschaften aufweisen, entsprechend den gewünschten Anforderungen. Vorzugsweise werden Elastomere mit einer Härte von 20 bis 100 Shore A, insbesondere 30 bis 80 Shore A verwendet. Die Herstellung derartiger Elastomere unterschiedlicher Härte ist im StandThe elastomer materials used according to the invention consist essentially of a natural rubber, a natural rubber derivative or a suitable elastic polymer plastic or plastic mixture. According to the invention, the elastomer layer can have different hardnesses ("Shore hardness") and different damping properties, depending on the desired requirements. Preferably, elastomers with a hardness of 20 to 100 Shore A, in particular 30 to 80 Shore A, are used. The production of such elastomers with different hardnesses is known in the art.
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der Technik bekannt und in der einschlägigen Literatur hinreichend beschrieben. Vorzugsweise werden handelsübliche Naturkautschuke oder Kunststoffe eingesetzt. Beispiele für geeignete Elastomere sind: Naturkautschuk, Isopren-, Butadien-, Polynorbonen-, Chloropren-, Styrolbutadien-, Butyl-, Äthylenpropylen-, Nitril-, Polyurethan-, Acrylat-, Äthylenacrylat, Silicon- oder Fluor- Kautschuke bzw. Kunststoffe.known in the art and adequately described in the relevant literature. Preferably, commercially available natural rubbers or plastics are used. Examples of suitable elastomers are: natural rubber, isoprene, butadiene, polynorbornene, chloroprene, styrene-butadiene, butyl, ethylene-propylene, nitrile, polyurethane, acrylate, ethylene-acrylate, silicone or fluorine rubbers or plastics.
Erfindungsgemäß sind auch solche Lager umfaßt, bei denen der obere Konuswinkel (gebildet durch die Schrägung der Konusfläche des oberen Flanschteils (3) bzw. die gleiche Schrägung der nach oben weisenden Fläche des ringförmigen Keils des Lagerfußes (I)) unterschiedlich zum unteren Konuswinkel (gebildet durch die Schrägung der Konusfläche des unteren Flanschteils (2) bzw. die gleiche Schrägung der nach unten weisenden Fläche des ringförmigen Keils des Lagerfußes (I)) ist. Durch diese Maßnahme können noch individuellere Steifigkeitsbedingungen eingestellt werden.According to the invention, bearings are also included in which the upper cone angle (formed by the bevel of the cone surface of the upper flange part (3) or the same bevel of the upward-facing surface of the annular wedge of the bearing foot (I)) is different from the lower cone angle (formed by the bevel of the cone surface of the lower flange part (2) or the same bevel of the downward-facing surface of the annular wedge of the bearing foot (I)). This measure allows even more individual stiffness conditions to be set.
Die Elastomerbauteile (4) müssen, um Passgenauigkeit zu gewährleisten den gleichen Konuswinkel und gegebenenfalls die gleiche oder ähnliche Geometrie aufweisen wie die besagten Flanschteile (2), (3) und der Lagerfuß (1). Auch können diese durch den Einbau von nicht-elastomeren Zwischenschichten (8) aus mehreren elastomeren Schichten be-' stehen, wie dies in Abbildung 3 gezeigt ist. Die Vorspannung der Elastomerbauteile (4) wird, wie bereits erwähnt, durch die Länge des zylindrischen Teiles der Flanschen (2) und (3) bestimmt.In order to ensure a precise fit, the elastomer components (4) must have the same cone angle and, if necessary, the same or similar geometry as the flange parts (2), (3) and the bearing foot (1). They can also consist of several elastomer layers by installing non-elastomer intermediate layers (8), as shown in Figure 3. The preload of the elastomer components (4) is, as already mentioned, determined by the length of the cylindrical part of the flanges (2) and (3).
Die Elastomerbauteile (4) können erfindungsgemäß auch mit Aussparungen versehen sein. Diese Aussparungen sind parallel zur Längsachse der Elastomerschicht, bzw. paral-IeI zu den Konusflächen der Bauteile (1), (2) und (3) angeordnet und können verschiedene Größen und Formen aufweisen. Durch diese kann die Steifigkeit in der horizontalen Ebene unterschiedlich für die Längs- und Querrichtung eingestellt werden.According to the invention, the elastomer components (4) can also be provided with recesses. These recesses are arranged parallel to the longitudinal axis of the elastomer layer, or parallel to the conical surfaces of the components (1), (2) and (3) and can have different sizes and shapes. This allows the rigidity in the horizontal plane to be set differently for the longitudinal and transverse directions.
Die Elastomerbauteile (4) können auch mit nicht-elastomeren Grenzschichten (9) versehen sein, die sie von den anderen Bauteilen, gegen die sie vorgespannt werden, abgrenzen. In diesen Fällen können auch Elastomere mit unterschiedlicher Härte bzw. Elastizität zwischen den Schichten verwendet werden, wodurch eine noch größere Anpassung an geforderte Bedingungen erzielt werden kann. Werden Elastomerbauteile (4) mit derartigen abgrenzenden Schichten (9) verwendet, sind vorzugsweise entweder die angrenzen-The elastomer components (4) can also be provided with non-elastomeric boundary layers (9) that separate them from the other components against which they are prestressed. In these cases, elastomers with different hardness or elasticity can also be used between the layers, which allows even greater adaptation to the required conditions. If elastomer components (4) with such boundary layers (9) are used, preferably either the adjacent
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den Konusflächen der genannten Bauteile (2), (3), (1) mit einer dünnen Elastomerschicht versehen oder aber die dünne Elastomerenschicht ist direkt auf die Grenzschicht (9) aufgebracht. the conical surfaces of the above-mentioned components (2), (3), (1) are provided with a thin elastomer layer or the thin elastomer layer is applied directly to the boundary layer (9).
Die nicht-elastomeren Schichten (8) und (9) sind erfindungsgemäß aus weitestgehend unelastischen Werkstoffen mit geringer Kompressibilität gefertigt. Vorzugsweise sind dies Metallbleche, aber auch andere Materialien, wie harte Kunststoffe, Verbundwerkstoffe oder carbonfaserhaltige Werkstoffe sind einsetzbar. Die Schichten (8) und (9) können auch zumindest im Randbereich eine konvexe Krümmung zum Elastomer hin aufweisen. Dadurch kann eine höhere Lebensdauer der elastomeren Schichten aufgrund günstigerem Kompressionsverhalten erzielt werden.According to the invention, the non-elastomeric layers (8) and (9) are made from largely inelastic materials with low compressibility. These are preferably metal sheets, but other materials such as hard plastics, composite materials or carbon fiber-containing materials can also be used. The layers (8) and (9) can also have a convex curvature towards the elastomer, at least in the edge area. This allows a longer service life of the elastomeric layers to be achieved due to more favorable compression behavior.
Elastomerbauteile (4) mit abgrenzenden Schichten (9) bzw. Blechen haben überdies den Vorteil, daß sie leichter bei Verschleiß ausgetauscht werden können.Elastomer components (4) with separating layers (9) or sheets also have the advantage that they can be replaced more easily when they wear out.
Der elastomere Werkstoff ist mit den Bauteilen (8), (9) bzw. (2), (3) fest verbunden, vorzugsweise durch Vulkanisierung. Aber auch andere Befestigungsmöglichkeiten, wie beispielsweise mittels Klebung oder Fügung, sind erfindungsgemäß möglich. Dasselbe gilt für die Ausführungsform, bei der die Konusflächen der Flanschteile (2), (3) sowie des ringförmigen Keils des Lagerfußes (1) mit einer dünnen elastomeren Schicht versehen sind.The elastomeric material is firmly connected to the components (8), (9) or (2), (3), preferably by vulcanization. However, other fastening options, such as by means of gluing or joining, are also possible according to the invention. The same applies to the embodiment in which the conical surfaces of the flange parts (2), (3) and the ring-shaped wedge of the bearing foot (1) are provided with a thin elastomeric layer.
Die Elastomerlager werden den jeweiligen Anforderungen entsprechend mit der Tragekonstruktion und dem Getriebe / Generator über die Befestigungseinrichtung (6) vorzugsweise verschraubt.The elastomer bearings are preferably screwed to the support structure and the gearbox/generator using the fastening device (6) in accordance with the respective requirements.
Die Abbildungen 1 bis 3 geben bevorzugte aber die Erfindung nicht beschränkende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lagers wieder.Figures 1 to 3 show preferred but non-limiting embodiments of the bearing according to the invention.
Abbildung 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers im Querschnitt (oberer Teil) und in der Draufsicht (unterer Teil). Dabei sind: Figure 1 shows an embodiment of the bearing according to the invention in cross section (upper part) and in plan view (lower part).
(1) mit Konusflächen versehener keilförmiger ringförmiger Lagerfuß mit einem äußeren Sockelbereich, in dem sich acht Bohrungen (7) zur Befestigung des Lagers mit dem Fundament bzw. Gehäuse befinden;(1) wedge-shaped annular bearing base provided with conical surfaces with an outer base area in which there are eight holes (7) for fastening the bearing to the foundation or housing;
(2) unteres Flanschstück, welches aus einer nach oben konusförmig sich verjüngenden Scheibe und einem nach oben abschließenden zylindrischen Abstandsteil besteht; in vertikaler Richtung befindet sich eine zentrale Bohrung (5) zum gegenseitigen Verspannen der beiden Flanschteile und vier Bohrungen (6) zur Befestigung des Getriebes / Generators kreisförmig um die zentrale Bohrung;(2) lower flange piece, which consists of a disc tapering conically towards the top and a cylindrical spacer piece closing at the top; in the vertical direction there is a central hole (5) for mutually clamping the two flange parts and four holes (6) for fastening the gearbox / generator in a circle around the central hole;
(3) oberes Flanschstück , welches aus einer nach unten konusförmig sich verjüngenden Scheibe und einem nach unten abschließenden zylindrischen Abstandsteil besteht, mit entsprechenden bei (2) genannten Bohrungen;(3) upper flange piece, which consists of a disc tapering conically towards the bottom and a cylindrical spacer piece closing at the bottom, with corresponding holes mentioned in (2);
(4) ein oberes und ein unteres nicht unterteiltes und keine Grenzschichten aufweisendes, entsprechend der oben genannten Definition ausgebildetes Elastomerbauteil, das sich durch die gegenseitige Verschraubung der Flanschteile (2), (3) in einem vorgespannten Zustand befindet;(4) an upper and a lower elastomer component, which is not divided and has no boundary layers, designed in accordance with the above definition and which is in a prestressed state due to the mutual screwing of the flange parts (2), (3);
(5) zwei der vier Bohrungen (6) durch beide Flanschteile (2), (3);(5) two of the four holes (6) through both flange parts (2), (3);
(6) die zentrale Bohrung (5) zur Verspannung der Flanschteile;(6) the central bore (5) for clamping the flange parts;
(7) zwei der acht Bohrungen (7) im Sockelbereich des Lagerfußes zur Befestigung des Lagers am Gehäuse oder Fundament.(7) two of the eight holes (7) in the base area of the bearing foot for fastening the bearing to the housing or foundation.
Abbildung 2 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Lagers. Die Bezugszeichen entsprechen denen der Abbildung 1. Im Unterschied zur Abbildung 1 haben die elastomeren Bauteile (4) einen etwas größeren Anstell- bzw. Flankenwinkel und weisen entsprechend geformte Begrenzungsbleche (9) gegenüber den Flächen des Lagerfußes (1) und der Flanschstücke (2), (3). Die Bleche sind mit einer dünnen Elastomerschicht versehen und haben eine leichte konvexe Krümmung im Randbereich. Figure 2 shows a cross-section of another embodiment of the bearing according to the invention. The reference numerals correspond to those in Figure 1. In contrast to Figure 1, the elastomer components (4) have a slightly larger setting or flank angle and have correspondingly shaped limiting plates (9) opposite the surfaces of the bearing foot (1) and the flange pieces (2), (3). The plates are provided with a thin elastomer layer and have a slight convex curvature in the edge area.
Abbildung 3 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers. Im Unterschied zur Abbildung 2 setzten sich die beiden Elastomerbauteile (4) aus jeweils zwei elastomeren Schichten zusammen, die durch ein Zwischenblech (8) voneinander getrennt sind. Figure 3 shows a cross-section of another embodiment of the bearing according to the invention. In contrast to Figure 2, the two elastomer components (4) are each made up of two elastomer layers that are separated from one another by an intermediate plate (8).
Claims (14)
(iii) einem unteren scheibenförmigen Flanschteil (2), der auf seiner nach untenhas a conical downwardly bevelled part on the side facing downwards and has a cylindrical spacer part on the side facing downwards, the angle and geometry of the bevelled conical surface of the disc corresponding exactly to the respective angle and geometry of the upper conical surface of the said annular wedge of the bearing foot (1), and has a number of vertical, peripheral bores (6) passing through the cylindrical spacer part, which correspond to the imaginary central axis of the bearing foot and are intended for fastening the drive means, as well as a central, vertical bore (5) passing through the cylindrical spacer part, which are intended for clamping the part to the lower flange part (2) via its corresponding congruent bore;
(iii) a lower disc-shaped flange part (2) which, on its downward facing
und 10
and
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1998
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980730 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010622 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060522 |
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| R071 | Expiry of right |