DE9412959U1

DE9412959U1 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE9412959U1
Application number: DE9412959U
Authority: DE
Original assignee: SCHWINGUNGSTECHNIK BRONESKE GM
Current assignee: SCHWINGUNGSTECHNIK BRONESKE GM
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2004-08-12

Description

Schwingungsdämpfer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen schwingungsdämpfer, insbesondere zum Einbau zwischen einem um eine senkrechte Achse schwenkbaren Maschinengehäuse und einem Tragmast eines rotorgetriebenen Windkraftwerks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 -

Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 92 17 043.9 bekannt. Daraus ist ein allgemein plattenförmiger Schwingungsdämpfer mit mindestens einer Metallplatte und mindestens einer mit der Metallplatte verbundenen Elastomerplatte bekannt/ der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Elastomerplatte auf ihrer Oberfläche mindestens eine Nut aufweist, deren Breite in Richtung ihrer Tiefe abnimmt. Aus einer Ausgestaltung ist weiter bekannt, daß der Umriß des Schwingungsdämpfers ein Kreis und daß das Elastomer Gummi ist.

Wenn sich auch der bekannte Schwingungsdämpfer im praktischen Betrieb durchaus bewährt hat, wird es doch als Nachteil angesehen, daß sein Lastaufnahmevermögen begrenzt ist. Der bekannte Schwingungsdämpfer kann nachteilig eine Last in vertikaler Richtung nur bis zu einer Höhe von etwa 3 Tonnen aufnehmen» Zur Aufnahme der üblicherweise bei Windkraftanlagen auftretenden Lasten sind daher etwa 20 bekannte Schwingungsdämpfer erforderlich, die in ümfangsrichtung beabstandet angeordnet sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer derart weiterzuentwiekeln, daß sein Lastaufnahmevermögen in vertikaler Richtung wesentlich größer ist, wobei der Vorteil des bekannten Schwingungsdämpfers erhalten bleiben soll, ein Abreißen des Schwingungsdämpfers bei einer von unten wirkenden Last in vertikaler Richtung zu verhindern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Dadurch, daß ein Haltebecher mit einer am Maschinengehäuse lösbar befestigten Grundplatte vorgesehen ist, an der ein sich konisch nach außen erweiternder erster Metallring befestigt ist, ein erster konischer Ringkörper aus Elastomerwerkstoff, der mit seiner Außenfläche auf der Innenfläche des ersten Metallringes aufvulkanisiert ist und der mit seiner Innenfläche auf der Außenfläche eines zweiten konischen Metallringes aufvulkanisiert ist, dessen größerer Rand auf einem ringförmigen Flansch befestigt ist, der lösbar mit dem Tragmast verbindbar ist, daß ein zweiter konischer Ringkörper aus Elastomerwerkstoff vorgesehen ist, der mit seiner Außenfläche auf der Innenfläche des zweiten konischen Metallringes auf vulkanisiert ist, ein allgemein kegelstumpf förmiger metallischer Zentralkörper, der mit seiner kleineren kreisförmigen Endfläche lösbar mit der Grundplatte verbunden ist und auf dessen kegelförmigem Abschnitt die Innenfläche des zweiten konischen Ringkörpers aus Elastomerwerkstoff aufvulkanisiert ist, wobei der größte Außendurchmesser D des Zentralkörpers größer ist als der kleinste Innendurchmesser d des zweiten konischen Metallringes, wird ein Schwingungsdämpfer mit hohem Lastaufnahmevermögen geschaffen, der außerdem eine kompakte Bauart aufweist und der gegen Aufreißen bei Auftreten einer vertikal von unten wirkenden Last gesichert ist.

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer ist auf Zug und Druck belastbar, woraus seine Abreißsicherheit resultiert. Er bietet eine ausgezeichnete Körperschallisolierung, vom Rotor verursachte Schwingungen werden fast vollständig vom Tragmast isoliert.

Die Federkonstanten für Druck- und Schubbelastung sind dabei zweckmäßig gleich. Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer ist leicht zu montieren und zwischen den üblicherweise auftretenden Temperaturen zwischen -40⁰C und +8O⁰C beständig. In Versuchen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Neigungswinkel &agr; 2ur Mittelachse des ersten und zweiten Metallringes, des ersten und zweiten Ringkörpers aus Elastomerwerkstoff und

des kegelförmigen Abschnitts des Zentralkörpers 20 bis 30" beträgt/ wobei der Winkel &agr; vorzugsweise etwa 25° beträgt.

Es ist zweckmäßig, daß der Elastomerwerkstoff Gummi ist/ da dieses ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften aufweist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der zweite Metallring im Bereich seines größten Randes einen nach radial innen weisenden umlaufenden Vorsprung aufweist, und daß der Zentralkörper an seiner größeren kreisförmigen Endfläche einen mit dieser bündig verlaufenden Flansch aufweist, der auf seiner axial nach innen weisenden Ringfläche einen aufvulkanisierten Gummiring aufweist, der im unbelasteten Zustand des Schwingungsdämpfers nahe beabstandet von dem Vorsprung angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß bei leichteren Belastungen die aufweisenden Kräfte von dem ersten und zweiten konischen Ringkörper aus Elastomerwerkstoff aufgenommen werden, und daß bei größer werdenden Kräften, die ein Verkanten des Zentralkörpers bewirken würden, der Vorsprung an dem Gummiring des Flansches anliegt, so daß der Schwingungsdämpfer stabilisiert wird.

Weiter ist vorteilhaft vorgesehen, daß der an dem zweiten Metallring befestigte ringförmige Flansch eine sich über dessen Öffnung erstreckende runde Gummiplatte mit umlaufendem, aufragenden Rand aufweist/ der an der Wand der Öffnung anliegt, wobei die Außenseite der Gummiplatte bündig mit der Außenfläche des ringförmigen Flansches abschließt, und die Innenseite der Gummiplatte im unbelasteten Zustand des Schwingungsdämpfers nahe radial beabstandet von der Endfläche des Zentralkörpers und nahe axial beabstandet von dem Innenrand des Flansches positioniert ist.

Dadurch wird eine zusätzliche Sicherung erzielt, die bei hohen in vertikaler Richtung von oben auftretenden Kräften den Zentralkörper in eine Ruhelage gegen die Gummiplatte preßt beziehungsweise gegen dessen aufragenden Rand, wenn eine zusätzliche horizontale Kraftkomponente vorliegt.

Wenn der Schwingungsdämpfer eingebaut ist, liegt die Gummiplatte auf dem Tragmast auf/ so daß sie die Kräfte sicher auf ^ nehmen kann.

Um eine zusätzliche Sicherung gegen ein Aufweiten der beiden konischen Metallringe zu erreichen, ist zweckmäßig vorgesehen, daß der erste Metallring an seiner Außenfläche im Bereich seines größten Durchmessers ein umlaufendes Versteifungsprofil aufweist, und daß der zweite Metallring auf seiner Innenfläche im Bereich seines kleinsten Durchmessers ein umlaufendes Versteifungsprofil aufweist, wobei die Versteifungsprofile zweckmäßig aufgeschweißte Rundprofile sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erf indungsgemäßen Schwingungsdämpfers wird nunmehr anhand einer Zeichnung mit einer einzigen Figur näher erläutert. Sie zeigt einen Schwingungsdämpfer in teilweise geschnittener Seitenansicht.

Mit Bezugnahme auf die Figur ist eine Grundplatte 1 von kreisrundem Umriß mit einem ersten konischen Metallring 2 an dessem kleinsten Rand verschweißt. Die Grundplatte 1 weist mehrere Bohrungen auf, die mit einem darunter angeordneten Zentralkörper 7, der entsprechende Bohrungen aufweist, ausgerichtet sind. Eine zentral angeordnete Bohrung in der Grundplatte 1 ist mit einem Schraubbefestiger mit einer Gewindebohrung in dem Zentralkörper 7 verbunden, so daß der Zentralkörper 7 lösbar mit der Grundplatte 1 verbunden ist. Weitere Bohrungen, die ebenfalls ein Gewinde aufweisen, dienen dazu, daß ein Maschinengehäuse des Windrotors mit dem Schwingungsdämpfer lösbar verbindbar ist.

Der erste Metallring 2 trägt auf seiner Innenseite durch Aufvulkanisieren einen ersten konischen Ringkörper 3 aus Gummi. Weiter ist auf dem ersten Metallring an seiner Außenwand im Bereich seines größten Durchmessers ein umlaufendes Versteifungsprofil 42 aufgeschweißt, das ein Rundprofil ist.

Auf seiner Innenseite trägt der erste konische Ringkörper 3 aufvulkanisiert einen zweiten konischen Metallring 4, der auf seiner Innenseite im Bereich seines kleinsten Durchmessers ein Versteifungsprofil 21 aufweist, das ebenfalls ein aufgeschweißtes Rundprofil ist.

Der zweite konische Metallring 4 ist im Bereich seines größten Durchmessers über die Verbundfläche mit dem ersten konischen Ringkörper 3 hinaus verlängert und trägt eine nach innen reichenden Vorsprung 41, der sich in radialer Richtung erstreckt. An seinem dem Vorsprung 41 benachbarten Rand ist der zweite konische Metallring an einem Flansch 5 angeschweißt, der einen größten Durchmesser DA aufweist und mehrere Durchgangsbohrungen, mit Hilfe derer er durch Schraubbefestiger an dem Tragmast des Windrotors zu befestigen ist.

Der zweite konische Metallring 4 trägt auf seiner Innenseite auf vulkanisiert einen zweiten konischen Ringkörper 6, der auf seiner Innenseite wiederum auf einer konischen Mantelfläche des Zentralkörpers 7 aufgeschweißt ist.

Der Neigungswinkel &agr; gegen die vertikale Achse des Schwingungsdämpfers ist bei dem ersten und zweiten Metallring, bei dem ersten und zweiten konischen Ringkörper und bei der konischen Mantelfläche des Zentralkörpers 7, die diesem die Form eines Kegelstumpfes gibt, etwa 25°.

Der Zentralkörper 7 hat an seinem größten Durchmesser, der in der Figur unten liegt, einen umlaufenden Flansch 71 vom Durchmesser D, der auf seinem in der Figur nach oben weisenden Rand einen Gummiring 8 trägt.

In der öffnung des Flansches 5 liegt an seinem in der Figur nach unten weisenden Rand eine Gummiplatte 9, die einen aufragenden Rand 91 aufweist. In eingebautem unbelasteten Zustand hat der Zentralkörper 7 nach unten hin einen geringen Abstand zu der Gummiplatte 9, und radial einen geringen Abstand

zu dem Rand 91. Bei auftretenden größeren Lasten wird der Abstand Null, da sich die beiden konischen Ringkörper 3 und 6 verformen, so daß der Zentralkörper 7 direkt auf der Gummiplatte 9 beziehungsweise am Rand 91 anliegt.

Der zweite konische Metallring 4 hat einen kleinsten inneren Durchmesser d, wobei d in jedem Fall kleiner ist als D, so daß der Schwingungsdämpfer in vertikaler Richtung nicht auseinander gerissen werden kann.

Insgesamt weist der Schwingungsdämpfer eine größte Höhe H auf, in einem ausgeführten Beispiel ist H gleich 200 mm und DA gleich 500 mm, so daß eine kompakte Bauweise erreicht wird.

Claims

7
Ansprüche:

1. Allgemein rotationssymmetrischer Schwingungsdämpfer, insbesondere zum Einbau zwischen einem um eine senkrechte Achse schwenkbaren Maschinengehäuse und einem Tragmast eines rotorgetriebenen Windkraftwerks, mit mindestens einem auf einem Metallkörper aufvulkanisierten Elastomerkörper,
gekennzeichnet durch

einen Haltebecher mit einer am Maschinengehäuse lösbar befestigbaren Grundplatte (1), an der ein sich konisch nach außen erweiternder erster Metallring (2) befestigt ist, einen ersten konischen Ringkörper (3) aus Elastomerwerkstoff, der mit seiner Außenfläche auf einer Innenfläche des ersten Metallringes (2) aufvulkanisiert ist, und mit seiner Innenfläche auf der Außenfläche eines zweiten konischen Metallringes (4) aufvulkanisiert ist, dessen größerer Rand auf einem ringförmigen Flansch (5) befestigt ist, der lösbar mit dem Tragmast verbindbar ist, einen zweiten konischen Ringkörper (6) aus Elastomerwerkstoff, der mit seiner Außenfläche auf der Innenfläche des zweiten konischen Metallringes (4) aufvulkanisiert ist, einen allgemein kegelstumpf förmigen metallischen Zentralkörper (7), der mit seiner kleineren kreisförmigen Endfläche lösbar mit der Grundplatte (1) verbunden ist und auf dessen kegelförmigem Abschnitt die Innenfläche des zweiten konischen Ringkörpers (6) aus Elastomerwerkstoff aufvulkanisiert ist, wobei der größte Außendurchmesser D des Zentralkörpers (7) größer ist als der kleinste Innendurchmesser d des zweiten konischen Metallringes (4>.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Neigungswinkel &agr; zur Mittelachse des ersten und zweiten Metallringes (2,4), des ersten und zweiten Ringkörpers (3,6) aus Elastomerwerkstoff und des kegelförmigen Abschnitts des Zentralkörpers (7) 20 bis 30° beträgt.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Neigungswinkel &agr; etwa 25° beträgt.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Elastomerwerkstoff Gummi ist.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Metallring (4) im Bereich seines größten Randes einen nach radial innen weisenden umlaufenden Vorsprung (41) aufweist, und daß der Zentralkörper (7) an seiner größeren kreisförmigen Endfläche einen mit dieser bündig verlaufenden Plansch (71) aufweist, der auf seiner axial nach innen weisenden Ringfläche einen aufvulkanisierten Gummiring (8) aufweist, der in unbelastetem Zustand des Schwingungsdämpfers nahe beabstandet von dem Vorsprung (41) angeordnet ist.

. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der an dem zweiten Metallring (4) befestigte ringförmige Flansch (5) eine sich über dessen öffnung erstreckende runde Gummiplatte (9) mit umlaufendem, aufragenden Rand (91) aufweist, der an der Wand der öffnung anliegt, wobei die Außenseite der Gummiplatte (9) bündig mit der Außenfläche des ringförmigen Flansches (5) abschließt, und die Innenseite der Gummiplatte (9) im unbelasteten Zustand des Schwingungsdämpfers nahe radial beabstandet von der Endfläche des Zentralkörpers (7) und nahe axial beabstandet von dem Innenrand des Flansches (5) positioniert ist.

7. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Metallring (2) an seiner Außenfläche im Bereich seines größten Durchmessers ein umlaufendes Verstei-

·* ·· &PSgr;&PSgr; P

fungsprofil (21) aufweist, und daß der zweite Metallring (4) auf seiner Innenfläche im Bereich seines kleinsten Durchmessers ein umlaufendes Versteifungsprofil (42) aufweist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Versteifungsprofile (21,42) aufgeschweißte Rundprofile sind.

•9m ····