KR20100135753A

KR20100135753A - 가압 매체에 의해 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100135753A
Application number: KR1020107020924A
Authority: KR
Inventors: 프란츠 미취
Original assignee: 프란츠 미취
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-12-27
Also published as: EP2263021A1; JP5726959B2; JP5442710B2; US9194450B2; JP2011518992A; EP2263021B1; WO2009121552A1; ES2394603T3; PL2263021T3; CN101981338A; KR101761917B1; US20110018181A1; JP2014029207A; PT2263021E; CA2719842A1; CN101981338B; CA2719842C; DK2263021T3; US20150176671A1; US8998188B2

Abstract

본 발명은, 예를 들어 풍력 터빈에 사용하는데 필요한 만큼 예비 응력이 충분히 큰 엘라스토머 체적을 갖는 엘라스토머 부품에 관한 것이다. 상기 엘라스토머 부품 (104) 은 본질적으로, 별도로 또는 구조물 내에 배열된 분리 부재 (105) 를 상기 부품의 엘라스토머 본체안에 도입 및 일체화하는 것에 기초하며, 이 엘라스토머 본체는 압축되어 분리 수단과 주변 엘라스토머 재료 사이의 영역 또는 분리 부재 그 자체에 도입된 가압 매체에 의해 동적으로 조정가능하게 예비 응력을 받는다.

Description

가압 매체에 의해 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품 및 이의 제조 방법 {ELASTOMER COMPONENTS THAT CAN BE PRESTRESSED BY PRESSURE MEANS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 신규한 방법으로 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품, 특히 엘라스토머 부시 (bushes) 또는 엘라스토머 층 스프링, 이의 사용 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 예를 들어 풍력 터빈에 사용하는데 필요한 만큼 예비 응력이 충분히 큰 대형 엘라스토머 체적을 갖도록 의도되거나 갖는데 필요한 대형 엘라스토머 부품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 엘라스토머 부품은, 본질적으로, 별도로 또는 구조물 내에 배열된 분리 부재를 상기 부품의 엘라스토머 본체안에 도입 및 일체화하는 것에 기초하며, 이 엘라스토머 본체는 압축되어 분리 수단과 주변 엘라스토머 재료 사이의 영역 또는 분리 부재 그 자체에 도입된 가압 매체에 의해 예비 응력을 받는다. 가압 유체 또는 가스를 사용할 시에는, 엘라스토머 부품의 다양한 조절가능한 예비 응력을 얻을 수 있고, 중합가능한 액체를 사용할 시에는, 일정한 예비 응력을 얻을 수 있다.

엘라스토머는, 특히 인장 응력이 영구적으로 존재하거나 발생하는 경우에, 재료의 수명이 매우 제한되는 특성을 가지고 있다. 댐핑 용도의 엘라스토머를 포함하는 부품의 설계 및 제조시에는, 인장 응력이 발생할 수 없도록 매우 조심해야 한다.

이를 위해, 엘라스토머 부품, 예를 들어 풍력 터빈용 엘라스토머 부시는, 종래 기술에 따라서, 고무 재료의 가황처리 이후에 예비 응력을 받게 된다. 이는 일반적으로 캘리브레이션 (calibration) 에 의해 실시된다.

가장 간단한 경우에, 엘라스토머 부시는, 통상적으로 원형 또는 타원 형상의 일반적으로 금속으로 제조되는 외부 쉘 및 내부 쉘로 구성되고, 이 2 개의 쉘은 다양한 두께의 엘라스토머 층에 의해 서로 연결된다. 엘라스토머 부시는 댐핑될 물품 (예를 들어, 댐핑될 기계 또는 장치의 샤프트 또는 액슬) 주변에 내부 쉘을 배치한 유형의 칼라 (collar) 를 형성한다. 캘리브레이션 동안에, 외부 쉘은 비교적 작은 직경의 관을 통하여 강제로 통과되고 이러한 과정에 소성 변형된다. 이렇게 함으로써, 외부 쉘의 직경이 더 작아지게 되어, 외부 쉘과 내부 쉘 사이에 위치한 엘라스토머에 예비 응력을 가하게 된다. 반대로, 내부 쉘보다 큰 직경의 볼트를 이 내부 쉘을 통하여 강제로 통과시켜, 이 내부 쉘을 외부 쪽으로 팽창시켜, 외부 쉘과 내부 쉘 사이의 엘라스토머 층을 압축시킴으로써, 예비 응력이 발생할 수 있다.

이러한 2 가지 방법은 개별적으로 또는 함께 실시될 수 있다. 엘라스토머 층이 캘리브레이션에 의해 압축되면, 가압 방향으로 예비 응력을 받게 된다. 외부 쉘이 내부 쉘 쪽으로 반경방향으로 변형하는 경우에, 이러한 가압 범위에서 작업을 실시하고, 즉 엘라스토머 층내에서 인장 응력이 발생하지 않고 또한 부품의 수명이 확보된다는 것이다.

이러한 상황은, 매우 큰 엘라스토머 층이 큰 범위로 압축되어 예비 응력을 받아야 하는, 층 스프링이나 다른 베어링 또는 댐핑 수단 등의 다른 엘라스토머 부재와 유사하다.

하지만, 전술한 공지된 종래의 공정은 비교적 작은 치수의 부시 (30 ㎝ 미만의 직경) 및 베어링에 의해 수용가능한 비용에서 달성될 수 있다. 한편으로는, 비교적 큰 부시 (30 ㎝ 보다 크고, 바람직하게는 100 ㎝ 보다 큰 직경) 에 예비 응력을 주거나 캘리브레이션 하도록 가해져야 하는 힘이 너무 크고, 다른 한편으로는, 이러한 경우에, 캘리브레이션의 실시로 인해 발생되는 엘라스토머의 큰 내압에 대하여 굽혀지지 않거나 또는 그 내압에 의해 변형되지 않도록, 말단 또는 제한 부재 또는 플레이트가 그 두께에 대응하도록 치수결정되고 또한 매우 단단한 재료로 제조되어야 한다. 특정 재료를 포함하거나 특정 형상을 가져서 공지된 종래의 방법으로 제한된 범위로 캘리브레이션 할 수 없거나 캘리브레이션만 할 수 있는 구성에서도 동일한 문제가 예상될 수 있다.

따라서, 본원의 목적은, 특히 부시, 바람직하게는 풍력 터빈용 부시에서 베어링으로 사용하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품, 및 이의 제조 방법과 이의 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 이하 및 청구범위에 개략적으로 기재한 바와 같이 본원에 따라서 달성된다.

분리 부재 그 자체의 영역 또는 대안적으로 바람직하게는 분리 부재 주변 영역에 가압 상태에서 공급 라인을 통하여 액체, 기체 또는 중합 매체가 공급되면, 내부에 대응하는 치수로 된 분리 부재를 구비하는 엘라스토머 부품은 특히 유리하고 효과적으로 압축될 수 있음을 알았다. 본원에서 분리 부재는 유입하는 가압 매체에 의해 팽창되도록 구성될 수 있다. 본원의 바람직한 실시형태에 있어서, 가압 매체의 유입으로 분리 부재와 인접한 엘라스토머 층 사이에 챔버 및 공동을 형성하게 되고, 이러한 챔버 및 공동에 의하여, 분리 부재 및 엘라스토머 층의 선택된 특성에 따라서, 국부적으로 상이하게 또는 균일하게 엘라스토머 부품의 소정의 부분에 제한되는 특히 큰 체적을 가진 엘라스토머 층이 압축되어 예비 응력을 받도록 상기 분리 부재를 상정할 수 있다.

엘라스토머의 신규한 압축 원리 및 그 원리의 사용은, 사용되는 분리 부재 또한 가압 매체의 유형 및 효과에 따라서 매우 다양하고, 이러한 분리 부재 및 가압 매체는 일반적으로 동적으로 변형가능하거나 또는 일정하게 조정될 수 있는 엘라스토머 부품에 예비 응력을 줄 수 있다. 그리하여, 엘라스토머 부품, 예를 들어 부시 또는 층 스프링은, 예비 응력에 대하여 광범위한 범위에 걸쳐 선택적으로 다양하게 매우 잘 캘리브레이션될 수 있고, 그럼으로써 이와 관련된 종래의 엘라스토머 부품 및 그의 생성물보다 더 유리하게 된다.

바람직한 실시형태에 있어서, 신규한 엘라스토머 부품의 분리 부재는, 엘라스토머 층내에 상이한 크기 및 구조물의 영역 및 구역을 실제로 제공하기만 하는 재료를 포함하고, 이 엘라스토머 재료는 엘라스토머 층 전체에 존재하지 않지만 대신에 분리 부재에 의해 간섭되어, 주변 엘라스토머 재료의 엘라스토머 영역이 압력해제 상태에서 상기 영역에서 분리 부재에 접하여 놓여 있고 또한 가압 상태에서 공급 라인을 통하여 가압 매체를 도입할 시 상기 영역의 분리 부재로부터 상승되어, 공동 또는 챔버를 형성하게 된다. 그리하여, 상기 엘라스토머 층이 압축되어 추가의 예비 응력을 받을 수 있다. 여기에서, 엘라스토머 부분 또는 엘라스토머의 관련 부분에서 소망하는 예비 응력이 얻어질 때까지, 가압 매체의 공급이 계속된다.

상기 챔버 및 공동을 형성하기 위해서, 분리 부재는 엘라스토머 층의 제조시 다양한 방법으로, 아직 고형이 아닌 점성 고무 또는 중합체 재료안에 도입된다. 여기에서, 분리 부재가 상기 공정에서 여전히 연성의 아직 완전히 경화되지 않은 엘라스토머 재료에 강한 화학적 결합을 형성하지 않는 것이 중요하다. 이러한 방법으로만 엘라스토머 재료의 경화 후에 분리 부재의 구조 및 형상에 따라서 전술한 공동 또는 경계면이 형성될 수 있다.

본원의 다른 대안적인 실시형태에 있어서, 분리 부재는 가압 매체가 사이에 주입되는 엘라스토머 재료의 주변 영역에 대한 표면 또는 경계면으로서 사용되지 않지만, 대신에 엘라스토머 중공체를 상정할 수 있다. 이러한 경우에, 가압 매체는 분리 부재와 엘라스토머 층 사이에 공급되지 않지만 대신에 중공체 그 자체안에 공급된다. 가장 간단한 경우에 있어서, 중공체는 탄성 벽에 의해 둘러 싸이는 어떠한 소망하는 형상의 탄성의 관 또는 공동이다. 압력해제 상태에서, 상기 중공체는 이를 둘러싸는 엘라스토머 층에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 압착될 수 있다. 상기 중공체는 또한 압력해제 상태에서 인접한 엘라스토머 층에 의해 완전히 압착되는 것을 방지하는 부분적으로 고형의 구조 부재를 구비할 수 있다. 이는, 예를 들어 가압 매체에 의해 큰 변위 체적을 원한다면 필요할 수 있다. 대체로, 이러한 실시형태에서, 가압 매체가 중공체 내부에 힘을 주고 또한 상기 경계 영역에는 힘을 주지 않기 때문에, 중공체의 탄성 벽을 주변 재료에 화학적으로 결합시키지 않을 필요가 없다.

본 발명은, 적어도 하나의 엘라스토머 층 및 바람직하게는 밸브를 가진 적어도 하나의 내압력성 공급 라인을 포함하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품에 관한 것으로, 상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은, 내부 또는 경계면에, 1 개 이상의 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 갖는 영역을 구비하여, 밸브를 가진 공급 라인 (10, 101) 을 통하여 가압 매체 (5) 를 공급할 시, 강제 이격된 주변 엘라스토머 층으로 인해, 분리 부재 (105, 107, 115, 116) 의 영역 또는 분리 부재 (4) 자체에 공동 또는 챔버 (106, 108, 114) 이 형성되고, 상기 공동 또는 챔버는 가압 매체 (5) 로 충전되어 팽창되어, 주변 엘라스토머 층 (3, 104) 을 압착하고 또한 엘라스토머에 예비 응력을 제공한다.

본원의 다른 실시형태에 있어서, 분리 부재 (107) 는 공급 라인 (10, 101) 을 통하여 가압 매체 (5) 로 채워질 수 있고 또한 팽창될 수 있는 탄성 외부벽, 예를 들어 탄성관을 가진 변형가능한 중공체 (4) 이다.

본원의 바람직한 실시형태에 있어서, 상기 분리 부재 (105, 107, 115, 116) 는 주변 엘라스토머 층에 접하여 놓이거나 둘러싸여 이 주변 엘라스토머 층에 단단히 연결되지 않으며, 가압 매체 (5) 를 경계면 영역에 주입함으로써 상기 공동 또는 챔버 (106, 108, 114) 가 분리 부재 주변에 형성된다. 이러한 경우에, 분리 부재는 광범위한 다양한 재료로 제조되는 와이어, 중공 와이어, 필라멘트, 필름, 플레이트, 종이, 페인트, 래커 (lacquer) 또는 바니시 층일 수 있고, 전술한 그 자체 또는 적절하다면 그 코팅은 제조시 엘라스토머 재료에 화학적으로 결합되지 않아야 한다.

와이어, 중공 와이어, 필라멘트, 필름, 플레이트, 종이, 페인트, 래커 또는 바니시 층의 두께는 매우 얇고 (< 1 ㎜, < 0.5 ㎜, <0.1 ㎜), 이렇게 함으로써 분리 부재가 그 자체의 실질적으로 중요한 체적 및/또는 중량을 갖지 않는다는 점에서 유리하다. 중공 와이어 또는 캐뉼라의 사용시, 예를 들어 내부에는 가열 장치가 제공될 수 있고, 이러한 가열 장치에 의하여 엘라스토머 부분의 엘라스토머 특성에 추가적으로 영향을 줄 수 있다.

와이어의 단면은 또한 전류가 와이어를 관류할 때 자체 저항으로 인해 가열되도록 치수결정될 수 있다.

와이어 또는 다른 인레이드 금속 본체를 가열하는 다른 경우는 인덕션이다. 이는 인레이드 부품을 국부적으로 또는 완전히 따뜻하게 할 수 있다.

분리 부재 (4, 105, 107, 115) 는, 본원에 따라서, 부품의 엘라스토머 본체에 선형의 2 차원 또는 3 차원식으로 (116) 설치될 수 있다. 그리하여, 광범위하게 다양한 크기, 분포 및 배열의 전체 구조물이 형성될 수 있다. 예를 들어, 와이어 또는 관은 링 형상, 나선형, 굴곡 형상 또는 불규칙하게 안내될 수 있고, 이에 따라서 엘라스토머 부분의 영역이 더 큰 범위 또는 더 작은 범위의 예비 응력을 받게 된다. 예를 들어, 채널 (115) 에 의해 서로 연결될 수 있는, 사각형 또는 둥근 영역 형태로 하나의 층이 있을 수 있다. 이러한 유형의 층은, 예를 들어 칼라 인쇄 공정으로 형성될 수 있거나 또는 미리 제조된 금속 블랭크 또는 템플레이트로서 제공될 수 있다. 분리 부재 또는 이러한 분리 부재의 개별 구조물은, 기술 요건에 따라서, 엘라스토머 부품내에 균일하게 분포되거나 다른 방법으로는 국부적으로 집중되어 배열될 수 있고, 적절하다면, 이러한 구조물은 대응 배열된 다수의 공급 라인 (10, 101) 을 통하여 엘라스토머 부품의 개별 세그먼트 또는 영역에서 상이한 압력을 받을 수 있다.

분리 부재의 선택적으로 국부적으로 상이한 구조물에서의 상기 유형의 다양성으로 인해, 궁극적으로, 본원에 따른 엘라스토머 부품의 선택된 영역에, 국부적으로 매우 상이하고 매우 특별하게 조화된 개별 예비 응력을 형성할 수 있다. 얻어지는 예비 응력의 다양성은 또한 엘라스토머 부품에서의 상이한 강도 및/또는 가변 팽창 계수를 가진 엘라스토머 재료의 사용을 통하여 또한 가열 부재에 의해 유발될 수 있는 상이한 온도를 통하여 추가로 증가될 수 있다.

그리하여, 본원은, 상기 분리 부재가, 제조시 주변 엘라스토머 재료 (3, 104) 에 강하게 접착될 수 없는 재료로 구성되거나 또는 그 재료에 의해 둘러싸이는 인레이드 와이어, 필라멘트 또는 중공 와이어 (105, 116) 인, 대응하는 엘라스토머 부품에 관한 것이다.

본원은, 마찬가지로, 상기 분리 부재가, 제조시 주변 엘라스토머 재료 (3, 104) 에 강하게 접착될 수 없는 재료로 구성되거나 또는 그 재료에 의해 둘러싸이는 주입된 잉크, 페인트, 플라스틱, 종이 또는 금속 층 (107) 인, 대응하는 엘라스토머 부품에 관한 것이다. 특히, 상기 층 (107) 은, 예를 들어 종래의 매우 광범위한 다양한 공정에 의하여 템플레이트, 매트릭스 또는 금속 블랭크로서 엘라스토머 본체안으로 도입되는 잉크, 페인트, 종이, 플라스틱 또는 금속 층, 필름이나 호일일 수 있다.

본 발명은, 또한, 상기 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 가 엘라스토 (3, 104) 내에 1 차원, 2 차원 또는 3 차원의 개방 또는 폐쇄 구조물, 예를 들어 링 형상, 나선형, 굴곡 형상, 단속적인 또는 연속적인 구조물을 구비하는, 대응하는 엘라스토머 부품에 관한 것이다.

본 발명은 하기 중 어느 하나의 대응하는 엘라스토머 부품에 관한 것이다;

(ⅰ) 상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 동일한 유형의 다수의 분리 부재 또는 동일한 유형의 다수의 분리 부재 유닛 (4, 105, 107, 115, 116) 을 구비하고, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 엘라스토머 부품 또는 이러한 엘라스토머 부품의 하위 유닛에 균일하게 분포되어, 엘라스토머 부품 또는 하위 유닛에 균일하고 대칭적인 압력 분포 및 그에 따른 예비 응력이 발생하거나,

(ⅱ) 상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 동일한 유형의 다수의 분리 부재 또는 동일한 유형의 다수의 분리 부재 유닛 (4, 105, 107, 115, 116) 을 구비하고, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 엘라스토머 부품 또는 이러한 엘라스토머 부품의 하위 유닛에 상이하게 분포되며, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 적어도 하나의 공급 라인 (10, 101) 을 구비하여, 상기 부품 또는 상기 부품의 하위 유닛에 비대칭적인 압력 분포 및 그에 따른 국부적으로 상이한 강도의 예비 응력이 얻어지거나,

(ⅲ) 상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 상이한 유형의 다수의 분리 부재 또는 상이한 유형의 다수의 분리 부재 유닛 (4, 105, 107, 115, 116) 을 구비하고, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 엘라스토머 부품 또는 이러한 엘라스토머 부품의 하위 유닛에 균일하게 분포되며, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 적어도 하나의 공급 라인 (10, 101) 을 구비하여, 상기 부품에 압력 분포 및 그에 따른 국부적으로 상이한 강도의 예비 응력이 얻어진다.

물론, 전술한 구조물의 혼합 형태가 사용되는 엘라스토머 부품도 상정할 수 있다.

전술한 바와 같이, 특히 상이한 국부적인 세그먼트 또는 구조물이 상이한 압력을 받는다면, 소정의 엘라스토머 부품에는 밸브 또는 폐쇄부를 가진 다수의 공급 라인 (10, 101) 이 필요할 수 있다. 이러한 공급 라인은 압력-안정적이어야 하고 또한 일반적으로 이러한 용도에 적합한 재료로 제조된다.

또한 캘리브레이션 유체라고 하는 적절한 가압 매체 (5) 는, 본원에 따라서, 적절한 압력 및 높은 압력을 형성하는데 적합한 모든 공통의 매체이다. 특히, 오일, 액체 플라스틱, 중합체 겔 또는 물 등의 유압 유체도 본원에 언급될 수 있다. 가압 매체로서 가스 또는 가장 간단한 경우에 공기를 사용할 수도 있다.

특정 실시형태에 있어서, 사용되는 가압 매체는 액체 중합체 용액이고, 이 용액은, 엘라스토머 층 (3, 104) 의 소망하는 예비 응력 또는 압축을 형성한 후에, 경화되어, 관련 엘라스토머 부분 또는 엘라스토머 부품의 세그먼트/영역에서의 일정하고 전혀 변경불가능한 예비 응력 값을 보장해준다. 이러한 유형의 간단하고 비-동적인 엘라스토머 부품은, 이러한 부품에 동일한 부하가 항상 예상되는지를 감지하고, 후속의 캘리브레이션은 필요하지 않은 것으로 나타난다. 하지만, (탄성 중공체의 경우에) 형성된 중합체 본체 또는 이를 둘러싸는 외피는, 대응하여 재료를 선택하면, 그 자체가 분리 부재를 나타낼 수 있고, 이러한 분리 부재는 추후에 후속의 다른 중합 매체 또는 비중합 매체의 도입에 의해 보충될 수 있다. 그리하여, 예를 들어 발생되는 설정 공정 (setting process) 은 후속의 주입에 의해 산출될 수 있다.

이러한 용도로 사용될 수 있는 중합체는, 예를 들어 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기재의 종래의 중합체/공중합체이다. 더욱이, 경화되거나 중합가능한 하나 또는 다중 부품 주조 재료는 상기 경우에 가압 매체 또는 캘리브레이션 유체 (5) 로서 사용될 수 있고, 이러한 유체는 펌핑된 후에 탄성 또는 비탄성 플라스틱으로 고화된다. 주입된 캘리브레이션 유체 (5) 는, 경화 후에, 부품 또는 엘라스토머 층 (3, 104) 자체와 유사한 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 그리하여, 전체 엘라스토머 부품 또는 엘라스토머 부시가 균질해지고, 즉 압력 증가와는 별개로, 이로 인한 부품에 대한 상당한 영향이 기대되지 않는다.

도입부에 전술한 바와 같이, 본원에 따른 엘라스토머 부품은, 예를 들어 풍력 터빈에 설치 및 사용시, 종종 필요한 바와 같이, 큰 비율을 차지한다면 특히 바람직하다.

특히, 평균 직경이 30 ㎝ 초과, 바람직하게는 50 ㎝ 초과, 특히 100 ㎝ 초과, 매우 특히 200 ㎝ 초과하는 둥글거나 타원형의 엘라스토머 부품이 본원에 사용된다.

본원의 엘라스토머 재료는 일반적으로 말단 또는 중간 플레이트 또는 쉘 (1, 2, 117, 118, 110 ~ 113) 형태의, 적어도 하나의, 바람직하게는 2 개 이상의 플레이트 또는 쉘에 연결되거나 그에 제공된다.

그리하여, 본원은, 특히, 다수의 중간 플레이트 또는 금속 시트를 가질 수 있고 또한 종래 기술 (예를 들어, EP 1 046 832 B1, EP 1 887 248 A1) 에 공지된 원통형 또는 원뿔형 엘라스토머 부시 또는 하프-부시 및 평평한 엘라스토머 층 스프링 또는 다른 형상의 엘라스토 베어링에 관한 것이지만, 분리 부재가 형성된 본원에 따른 엘라스토머 부품을 구비한다.

본 발명은, 특히 개시된 분리 부재가 형성된 부시, 하프-부시 또는 부시 세그먼트 형태의 대응하는 엘라스토머 부품에 관한 것으로, 원통형 쉘 (112, 113) 또는 원뿔형 (110, 111) 쉘, 하프-쉘 또는 상기 쉘 또는 하프-쉘의 대응하는 형상의 세그먼트인 말단 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본원에 따른 부시의 특별한 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 대응하여 치수결정되고 형상화된 리세스를 구비하고, 이러한 리세스 안으로 상기 분리 부재를 포함하는 빠진 부시 세그먼트가 정확하게 끼워지고 또한 단단하게 삽입되며, 부시 및 부시 세그먼트의 엘라스토머 영역은 압력 트랜스미션과 적어도 부분적으로 직접 접촉하게 된다. 이러한 유형의 구성에서는, 전술한 분리 부재를 구비한 부시 세그먼트가 대응하는 분리 부재를 구비한 전체 부시보다 용이하게 제조될 수 있기 때문에 유리하다. 소망한다면, 분리 부재를 구비한 세그먼트는 또한 교체가능하게 구성될 수 있고, 그럼으로써 설치된 상태에서 하나의 동일한 부시에는 세그먼트를 사용하여 상이한 구성 및 작용을 하는 분리 부재가 형성될 수 있다.

본원은 또한 대응하는 엘라스토머 부품에 관한 것으로, 상기 말단 플레이트는 디스크 (117, 118) 형태이고 또한 이 디스크가 기계 또는 발전기 부품에 연결될 수 있도록 구성되며, 상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 상기 디스크를 서로에 대하여 탄성적으로 지지한다.

상기 풀 또는 하프-부시 뿐만 아니라 다른 엘라스토머 부재에는 댐핑될 부분을 수용하는 중앙의, 바람직하게는 둥근 개구부가 형성되는 것이 바람직하다. 비탄성 재료로 구성되는 말단 또는 중간 플레이트 또는 쉘은 비탄성 재료, 예를 들어 강으로 구성된다. 이러한 재료는 엘라스토머 재료에 단단히 결합된다.

일반적으로, 종래의 엘라스토 부시 및 베어링은 가황처리에 의해 금속의 부시 재료에 단단히 연결될 수 있는 천연 고무를 포함한다. 하지만, 비정상적으로 큰 부시는 매우 힘들게 고온 가황처리될 수만 있기 때문에, 비경화된 상태에서 주조가능하고 고형 상태에서 탄성인 재료, 바람직하게는 합성 또는 반합성 재료가 본원에 따른 대응하는 큰 부시에 사용된다.

이러한 재료는 공지되어 있다. 본원에 따른 엘라스토머 부품 또한 특히 대형 엘라스토머 부시 및 베어링에 대한 적절한 재료는, 천연 고무 이외에, 폴리우레탄 (PU) 기재의 탄성 중합체이고, 이는 동일하거나 상이한 폴리올 및 폴리이소시아네이트 (polyisocyanates) 로부터 형성될 수 있으며 또한 사용된 부품 및 조성에 따라서 주조가능성, 탄성 및 안정성에 있어서 상이한 특성을 가진다. PU 기재의 탄성 중합체는 그 제조 및 특성이 적절하게 공지되어 있다.

하지만, 본원에 따라서, 본원에 따른 엘라스토머 부품, 특히 부시, 예를 들어 추후의 반죽성/액체 다중 부품 시스템: 불포화 폴리에스테르 수지 및 경화제, 에폭사이드/PU 시스템, 중합체/실리콘 시스템, 폴리설파이드/중합체 시스템, 2 개 부품 아크릴레이트 시스템 및 다른 2 개 또는 다중 부품 시스템에, 다른 탄성 재료를 또한 사용할 수 있다.

엘라스토머 층 (3, 104) 을 형성하는 대응하는 재료는, 본원에 따라서, 종래 기술에 따른 부시의 외부 쉘 (1) 과 내부 쉘 (2) 사이에 부어지고, 이러한 쉘들은 서로 동심으로 있다. 재료를 도입하기 전에, 전술한 바와 같은 1 개 이상의 분리 부재, 예를 들어 와이어 (105) 또는 탄성 관 (4) 은, 탄성 재료를 붓기 전에 외부 쉘 (117) 과 내부 쉘 (118) 사이에, 예를 들어 중심에 원주방향으로 놓인다.

대안으로, 엘라스토머 층 (3, 104) 용 재료를 부분, 즉 일부에 쉘이나 플레이트 (1, 2) 에 의해 서로 형성되는 공간안으로 부을 수 있고, 경화시킬 수 있으며, 그 후 예를 들어 와이어 (105) 또는 관 (4) 을 바람직하게는 쉘/외부 플레이트 (1, 2) 의 벽과 접촉하지 않도록 상기 경화된 재료상에 놓을 수 있다. 그 후, 제 2 엘라스토머 층 (3, 104) 이 형성된다. 선택적으로, 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 포함하는 다른 층이 형성될 수 있다. 그리하여, 신규한 엘라스토머 부시 또는 엘라스토머 층 스프링이 형성된다.

따라서, 본원은 적어도 하나의 원통형 고형의 비탄성 외부 쉘 (113), 이 외부 쉘보다 평균 직경이 작은 적어도 하나의 원통형 고형의 비탄성 내부 쉘 (112), 및 상기 원통형 쉘들 사이의 공간을 완전히 채우고 그에 단단히 결합되는 적어도 하나의 엘라스토머 층 (3, 104) 을 포함하는 엘라스토머 부시에 관한 것으로, 2 개의 쉘 사이의 공간은 원주방향 또는 국부적으로 대칭적으로 또는 비대칭적으로 분포되고/분포되거나 1 차원, 2 차원 또는 3 차원 구조로 배열되는 적어도 하나의 대응하는 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 구비한다. 비교적 좁은 엘라스토머 층이 사용되는 부시 또는 평평한 층 스프링에는, 완전히 또는 부분적으로만 원주방향 와이어 (105) 또는 관 (4) 이 사용되는 것이 바람직하다.

와이어 또는 탄성 관은 1 개 이상의 지점에서 반경방향으로 또는 축방향으로 부품 외부로 연장할 수 있다. 가압/캘리브레이션 매체 (5) 는, 고압 (5 ~ 500 bar, 바람직하게는 10 ~ 100 bar) 상태에서, 예를 들어 저장 용기 (8) 로부터 펌프 (7) 를 통하여, 선택적으로 커넥터 (6) 를 포함하는 압력 안정적인 공급 라인 (101, 10) 을 통하여 상기 단부 피스에 걸쳐서 또는 다른 방법으로는 상기 단부 피스가 제공되지 않는 경우에는 직접적으로, 분리 부재 (탄성 중공체) 안으로 또는 분리 부재와 인접한 주변 엘라스토머 층 (3, 104) 사이에 강제 도입된다. 상기 부품에 탄성 중공체 (4) (예를 들어, 관) 를 사용하는 경우에, 이는 충전 압력 및 그 크기에 따라 팽창하고 그리하여 요건에 대응하는 엘라스토머 층 또는 엘라스토머 부시의 예비 압축 또는 예비 응력이 얻어질 때까지 압축가능한 엘라스토머 층 (3, 104) 을 이동시킨다.

와이어 또는 중공 와이어 (105), 층 (107), 예를 들어 필름, 잉크 인쇄물 등을 사용하여 상기와 같이 동일하게 달성되지만, 이미 전술한 바와 같이, 본원에서 가압 매체 (5) 는 압력으로 인해 형성되고 또한 분리 부재 (105, 107, 115, 116) 및 주변 엘라스토머 재료 (3, 104) 사이에서 팽창되는 공간으로 가압 매체 (5) 를 강제 도입한다.

전술한 바와 같이, 본원에 따른 엘라스토머 부품은 기본적으로 2 가지 상이한 방법으로 형성될 수 있다.

실제로 더 간단하고 또한 그리하여 비용이 덜 드는 방법은, 전술한 고무 또는 중합체 재료로부터 개별 엘라스토머 층 (3, 104) 을 형성하거나 제조하는데 있고, 이러한 엘라스토머 층을 고화시킨 후, 상기 분리 부재는 소망하는 분포 및 구조물에 적용되거나 부착되며 또한 이 분리 부재에는 필요한 공급 라인 (101) 이 형성된다. 그 후에, 도입된 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 덮거나 둘러싸서, 엘라스토머 재료에 의해 완전히 둘러싸이는 다른 엘라스토머 층이 적용된다.

따라서, 본원은 전술한 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품의 제조 방법에 관한 것으로서,

(ⅰ) 소망하는 형상 및 크기의 전체 엘라스토머 부품의 부분층으로서 고형 엘라스토머 층 (3, 104) 을 제공하는 단계,

(ⅱ) 1 개 이상의 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 (ⅰ) 단계 후에 제공된 엘라스토머 층에 부착시키는 단계로서, 필요하다면, 엘라스토머 층에 부착시키고 위치시키는 것을 간단하게 함으로써, 분리 부재내 또는 분리 부재 상의 적어도 하나의 압력-안정적인 공급 라인 (10, 101) 을 포함하는 단계,

(ⅲ) 아직 완전히 경화되지 않거나 중합되지 않은 엘라스토머 조성물 형태의 제 2 엘라스토머 층 (3, 104) 을, 분리 부재를 가진 제 1 고형의 엘라스토머 층에 적용하여, 상기 엘라스토머 조성물을 경화 또는 중합한 후에, 제 2 엘라스토머 층이 제 1 엘라스토머 층에 강하게 결합되어 최종 엘라스토머 층 (3, 104) 을 형성하며, 도입된 분리 부재는 그 재료의 특성상 경화시 엘라스토머 조성물에 결합되지 않는 단계,

(ⅳ) 엘라스토머 층 (3, 104) 에 다수의 부분층 형태인 다수 면의 분리 부재가 소망되는 경우에 단계 (ⅱ) 및 (ⅲ) 을 반복하는 단계, 및

(ⅴ) 가압 상태에서, 분리 부재 및 주변 엘라스토머 층 사이의 영역안으로 또는 분리 부재 그 자체 안으로 공급 라인 (10, 101) 을 통하여 가압 매체를 주입하는 단계로서, 상기 분리 부재는 압축되고, 그리하여 엘라스토머 부품은 예비 응력을 받게 되는 단계를 포함한다.

본원에 따른 풀 또는 하프-부시는, 상기 방법을 사용하여, 전술한 바와 같이 매우 간단하게 형성될 수 있다.

제 2 방법은 엘라스토머 (3, 104) 를 한번의 단계로 제조하는 것이다. 이를 위해, 예를 들어 부시의 말단 플레이트 사이에는, 적절한 보조 장치에 의해 분리 부재가 도입되어 고정되어야 한다.

따라서, 본원은 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 엘라스토머 부품은 적어도 하나의 원통형, 원뿔형 또는 평평한 고형의 비탄성 외부 쉘 또는 플레이트, 적어도 하나의 원통형, 원뿔형 또는 평평한 고형의 비탄성 내부 쉘 또는 플레이트, 및 상기 대응 형상의 쉘 또는 플레이트 사이의 공간을 완전히 채우고 또한 상기 쉘 또는 플레이트에 단단히 결합되는 적어도 하나의 엘라스토머 층 (3, 104) 을 구비하고, 상기 방법은,

(ⅰ) 엘라스토머 층을 도입하기 전에, 적어도 하나의 분리 부재, 예를 들어 원주방향 탄성 관 (4) 또는 와이어 (105) 를 엘라스토머 부품의 2 개의 쉘 사이의 공간안에 배치하거나 고정시키는 단계로서, 상기 분리 부재는 적어도 공급 라인 (10, 101) 에 장착되고, 이 공급 라인에는, 바람직하게는 캘리브레이션 충전물 (8) 을 가진 캘리브레이션 펌프 (7) 를 포함하는 캘리브레이션 시스템이 연결되는 단계,

(ⅱ) 점성 또는 액체 엘라스토머 조성물을 충전함으로써 엘라스토머를 도입하는 단계로서, 상기 조성물은 중합된 후에, 분리 부재, 예를 들어 와이어 또는 관이 위치되는 쉘 또는 플레이트 (1, 2) 에 의해 형성된 공간안에 엘라스토 층 (3, 104) 을 형성하는 단계, 및

(ⅲ) 주변 엘라스토머 층 (3, 104) 이 고화된 후에, 가압 상태에서, 선택적으로 커넥터 (6) 를 통하여 분리 부재 안에 또는 그 주변에 점성 또는 액체 캘리브레이션 유체 또는 가압 매체 (5) 를 공급하여, 상기 엘라스토머 층을 압축하고 또한 예비 응력을 가하는 단계를 포함한다.

전술한 캘리브레이션 장치 (펌프, 라인, 선택적으로 커넥터) 에 의하여, 가압 상태에서 다른 가압 매체 또는 캘리브레이션 유체 (5) 를 공급하여, 부품 또는 부시의 쉘 또는 플레이트 사이의 엘라스토머 층 (3, 104) 의 높은 예비 응력 또는 압축이 얻어질 수 있다.

관련 팽창 영역/탄성 중공체, 예를 들어 관 (4) 또는 형성된 챔버 또는 공동 (105) 으로부터 가압 또는 캘리브레이션 유체 (5) 를 배출 또는 제거/해제함으로써, 중합불가능한 유압 유체 또는 가스의 사용시, 엘라스토머 (3, 104) 의 예비 응력이 본원에 따라서 감소될 수 있다.

공급 라인 (101) 을 통하여 분리 부재 (107) (탄성 중공체, 예를 들어 관 (4)) 또는 상기 분리 부재 (층, 플레이트, 잉크 인쇄물, 필름 등) 주변의 영역 (공동) 안으로 가압 매체 (5) 를 공급하는 것은 다양한 방식으로 실시될 수 있다.

대체로, 가압 또는 캘리브레이션 매체 (5) 는 축방향으로 또는 반경방향으로 공급될 수 있다. 엘라스토머 부품 (부시, 층 스프링 등) 의 구성 및 구조에 따라서, 외부 플레이트 (1, 2, 117, 118, 110 ~ 113), 예를 들어 전술한 바와 같이 부시를 통하여 외부 쪽으로 또는 관련 부품의 엘라스토머 층 자유면 (11) 을 통하여 외부 쪽으로 공급을 실시할 수 있다. 공급 라인 (10, 101) 은 일반적으로 커넥터 (6) 를 통하여 충전되는 각각의 체적 (챔버, 중공체) 에 연결된다. 공급 라인 그 자체는, 예를 들어 연결 피스를 통하여, 캘리브레이션 유닛 (펌프, 가압 매체 (5) 용 저장 체적, 선택적으로 고압 라인 등) 에 연결된다. 1 개 이상의 공급 라인 및 커넥터는 분리 부재에 사용될 수 있고, 이 공급 라인은 압력 밸브 또는 다른 압력 기밀 덮개를 구비한다.

엘라스토머 부시에 대한 본원의 바람직한 특정 실시형태에 있어서, 공급 라인 (10, 101) 및 연결 부재 (6) 는 부시의 외부 쉘 (113) 및/또는 내부 쉘 (112) 의 실린더 벽을 통하여 외부 또는 내부 쪽으로 수직하게 연장한다. 이 쉘은 정확하게 장착되는 공급 라인 및/또는 커넥터 (6) 를 수용하는 대응하게 배향된 구멍을 구비한다. 사용되는 분리 부재는 부시의 단면부에 반경방향으로 놓이는 관 (4) 이고, 이 관의 단부는 외부 또는 내부로 배향될 수 있고 또한 커넥터를 통하여 공급 라인 및 가압 매체 시스템에 직접 연결될 수 있다. 이렇게 함으로써, 엘라스토머 부품, 특히 엘라스토머 부시의 제조 또는 캘리브레이션시 더 큰 가요성을 얻을 수 있다.

본원에 따른 엘라스토머 부품은, 도입부에 전술한 바와 같이, 유사한 치수/요건을 가진 풍력 터빈 또는 설비에 사용되는, 크고 또한 매우 큰 엘라스토머 부시, 층 스프링 및 다른 대응하는 베어링 (직경 > 100 ㎝) 의 제조에 매우 적합하다.

유압 또는 다른 가압 매체에 의해 충전되고 다양한 방법으로 팽창될 수 있는 잠재적인 공동을 한정하는 분리 부재를 엘라스토머에 도입함으로써, 엘라스토머에 압축 및 그로 인한 예비 응력을 주는 전술한 신규한 원리는, 전술한 바와 같이 대형 설비용 종래에 따른 엘라스토머 부시 및 베어링의 제조 및 사용 뿐만 아니라 엘라스토 형상, 배열 또는 장치의 제조 및 사용에 사용될 수 있고, 엘라스토머 형상, 배열 또는 장치의 다른 영역에 대하여 관련 국부적인 엘라스토머 층의 소정의 제어가능한 가요성 및 변형가능한 압축/압축해제 거동은 상이한 국부적인 영역에 영향을 주어서, 산업적으로 유용하게 사용될 수 있는 의도적인 변형 또는 인공적인 운동 작용이 향상된다.

본원에 따른 엘라스토머 배열체에 있어서, 가압 매체 (5) 를 가진 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 의 분할, 구성 및 공급은 매우 상이하고 개별적으로 실시된다. 배열체의 개별 영역, 특히 분리 부재의 영역에 상이한 강도 및/또는 상이한 팽창 계수를 가진 엘라스토머 재료를 사용함으로써, 마찬가지로 배열체의 소정의 소망하는 영역에서 엘라스토머 재료의 예비 응력 거동의 가요성을 더 미세하게 조정할 수 있게 된다.

분리 부재를 구비하는 엘라스토머 부품의 배열체의 영역 또는 개별 엘라스토머 부재에 의해 가능한 매우 가변적이고 상이한 압축 및 압축해제 거동은, 엘라스토머 형상의 변형 또는 운동 공정이 발생하도록 지능형 컴퓨터 제어식 로직 (logic) 에 의해 강도, 방향 및 시간에 있어서 서로 일치될 수 있고, 이는 산업적으로, 예를 들어 기계적 파지, 프레싱, 푸싱, 트리거링 (triggering) 등에 이용될 수 있다. 엘라스토머 배열체는 본원에서 이러한 배열체의 개별 부재의 대응하는 형상화에 의해 목적에 더 근접하게 될 수 있다. 그리하여, 가능한 일 구성으로는 기계적 파지장치 또는 심지어 인공적인 손일 수 있다.

본 발명은 또한 전술한 바와 같이 1 개 이상의 선택적으로 형상화되는 엘라스토머 부재를 포함하며, 인공적인 운동 또는 의도적인 변형을 수행하고, 선택적으로 형상 및 구성을 가진 엘라스토머 배열체에 관한 것으로, 상기 엘라스토머 부재는 서로 기능적으로 연결되고 또한 지능형 컴퓨터 기반의 전자부품을 구비하며, 상기 전자부품은 상기 부재의 분리 부재의 개별 구조물을 특별히 제어하고 또한 동적 압력 분포를 보장하여 관련 엘라스토머 층(들)의 국부적으로 상이한 영역에서의 다양한 팽창 또는 압축/압축해제를 보장하여, 이러한 제어의 도움으로, 각각의 경우에 어드레싱되는 분리 부재의 영역에서 엘라스토머 재료의 서로에 대한 상이한 압축/압축해제로 인하여, 상기 배열체 또는 전체 배열체의 개별 부재의 특정 변형 또는 운동이 실시될 수 있다.

도 1 은 분리 부재로서 인레이드 (inlaid) 와이어, 필라멘트 등이 가압되지 않은 (예비 응력을 받지 않는) 엘라스토머 베어링을 나타내는 도면,
도 2 는 가압 (예비 응력을 받는) 상태의 도 1 에 따른 엘라스토머 베어링을 나타내는 도면,
도 3 은 분리 부재로서 가압되지 않은 층을 포함하는 엘라스토머 베어링을 나타내는 도면,
도 4 는 가압 (예비 응력을 받는) 상태의 도 3 에 따른 엘라스토머 베어링을 나타내는 도면,
도 5 는 분리 부재로서 원주방향 층을 갖는 도 2 및 도 3 에 따른 엘라스토머 베어링을 나타내는 도면,
도 6 은 (엘라스토머의 상이한 면에) 굴곡 형상으로 배열된 분리 부재를 포함하는 원주방향 층을 갖는 도 2 및 도 3 에 따른 엘라스토머 베어링을 나타내는 도면,
도 7 은 압력을 충전함으로써 인장되는 분리 부재 (와이어) 를 구비한 원뿔형 엘라스토머 베어링 (부시) 을 나타내는 도면,
도 8 은 분리 부재 (탄성 중공체/관/플레이트) 를 갖는 원통형 엘라스토머 부시를 나타내는 도면,
도 9 는 대응하는 채널 구조물에 의해 서로 연결되고 칼라 인쇄에 의해 형성되며 균일하게 분포된 정사각형/사각형 분리 부재를 갖춘 엘라스토머 부품을 나타내는 도면,
도 10 은 분리 부재(들)의 격자 구조물을 가진 엘라스토머 부품을 나타내는 도면,
도 11 은 가압 매체 (예비 응력) 를 주입한 후, 원주방향 와이어 또는 관을 가진 엘라스토머 층을 구비한 층 스프링을 나타내는 도면으로서, 외부로부터 축방향으로 말단 플레이트를 통하여 공급을 실시하는 도면,
도 12 는 가압 매체 (예비 응력) 를 주입한 후, 원주방향 와이어 또는 관을 가진 엘라스토머 층을 구비한 층 스프링을 나타내는 도면으로서, 외부로부터 반경방향으로 자유 엘라스토머 층을 통하여 공급을 실시하는 도면,
도 13 은 엘라스토머가 없는 원주방향 관 및 관 단부를 가진 원통형 엘라스토머의 단면도로서, 또한 연결 장치 및 가압 매체로 충전하는 장치를 나타내는 도면,
도 14 는 분리 부재로서 와이어 또는 관을 구비하고 또한 가압 매체용 공급 라인을 포함하는 삽입 세그먼트를 갖는 엘라스토머 원통형 부시의 단면도,
도 15 는 도 14 의 부시 세그먼트의 다른 도면,
도 16 은 엘라스토머 층의 다양한 높이에서 주입되는 공급 라인(들)을 포함하고 원주방향 와이어 또는 관을 갖는 원통형 부시의 종방향으로의 부시 세그먼트를 나타내는 도면,
도 17 은 도 16 의 삽입된 세그먼트를 가진 부시의 3D 도면, 및
도 18 은 본 발명에 따른 엘라스토머 부품을 가진 풍력 터빈의 기초부를 나타내는 도면.

본 발명은 도면에 대한 이하의 실시예에서 보다 자세히 기재되어 있다. 본원 또는 도면에 주어진 파라미터 및 값은 단지 설명을 위한 것으로 본원을 제한하려는 것은 아니며, 특히 당업자는 창의력이 풍부하지 않더라도 본원으로부터 용이하게 유추할 수 있다.

본원에 따라서 사용할 시 분리 부재를 포함하는 엘라스토머 베어링의 간단한 실시형태는 도 1 에 도시되어 있다. 엘라스토머 층 (104) 은 링으로서 베어링 플레이트의 대응 리세스안에 놓인다. 원주방향 와이어 링은 엘라스토머 링의 내부의 중심에서 가황처리된다. 밸브 (102) 를 포함하는 공급 라인 (101) 은, 본원에서 분리 부재로서 기능하는 와이어 (105) 와 직접 접촉한다. 밸브 (102) 는, 필요하다면, 중합된 가압 유체로 예비 응력을 받는 부품을 압축해제하는데 사용된다. 가압 매체가 공급되지 않으면, 엘라스토머 층 (104) 은 와이어에 접하여 놓이게 된다. 가압 매체의 공급시, 이 가압 매체로 충전된 링 형상의 공동이 와이어 주변에 형성된다 (도 2 참조). 엘라스토머 재료는 플레이트 사이에서 단단히 고정되기 때문에, 이 엘라스토머 재료는 압축되고 대응하는 예비 응력을 수용한다.

이러한 상황은, 와이어 대신에 엘라스토머 본체의 내부에 잉크, 페인트, 필름, 금속 블랭크 등을 포함하는 링 형상의 층 (107) 이 존재하는 경우 (도 3 및 도 4 참조) 와 유사하다.

보다 균일하고/균일하거나 더 큰 예비 응력을 얻기 위해서는, 또한 분리 부재로서의 다수의 와이어, 관 또는 층 링이 엘라스토머의 내부에서 동일하거나 상이한 면/동일하거나 상이한 높이에 배열될 수 있다 (도 5 및 도 6 참조).

도 7 및 도 8 에서는 원뿔형 또는 원통형 부시 또는 베어링에 대하여 분리 부재에 의해 압축 및/또는 압축해제될 수 있는 엘라스토머 층의 본원에 따른 원리를 나타낸다. 분리 부재 (105, 107) 는 반경방향으로 (도 7) 및 축방향으로 (도 8) 배열될 수 있다. 도시된 부시에 있어서, 공급 라인 (101) 은 각 경우에 제한 외부 플레이트를 통하여 연장한다. 가압 매체 (5) 의 주입으로 공동 (106, 108) 을 충전하게 되며, 이는 주변 엘라스토머 재료의 이동을 보장해 준다.

도 9 에서는, 예를 들어 잉크, 페인트 또는 다른 재료를 포함하는 규칙적인 층 구조물이 배열된 엘라스토머 층 (104) 을 도시한다. 특정 경우에 있어서, 이 구조물은 칼라 인쇄에 의해 제조된다. 이는 전체 표면에 대략 균일한 압력이 가해짐을 보장해 준다. 주변 구조물 (107) 을 서로 연결하는 작은 채널 구조물 (115) 이 존재하고, 이러한 채널 구조물은 마찬가지로 유압 유체 또는 가스가 주변 엘라스토머 재료를 압축한 후에 유동할 수 있도로 한다. 전체 구조물은 한 지점에서만 공급 라인 (101) 을 가지며, 즉 가압 매체는 형성한 채널을 통하여 다른 분리 부재 (107) 또는 챔버 (114) 에만 도달할 수 있다는 것이다. 이렇게 함으로서, 소망하는 바대로 조정될 수 있고, 재료에 따라서 또한 실질적으로 소망하는 바대로 작용이 증가될 수 있는 댐핑을 형성한다. 이러한 유형의 엘라스토머 부재는, 예를 들어 댐핑 매트 또는 충격 흡수기로 구성될 수 있고 또한 그에 따라서 작용할 수 있다.

상기 구조물은 또한 엘라스토머 매트 또는 대응하는 형상의 엘라스토머 부분 (도시하지 않음) 에서 불규칙하게 배열될 수도 있고, 이는 불균일한 압력 분포를 유발할 수 있다. 그리하여, 엘라스토 본체에 국부적으로 불균일한 힘 또는 변형이 발생되어, 이 엘라스토머 본체는 특히, 주입된 압력에 따른 운동을 유발한다. 이러한 엘라스토머 배열 및 유사한 엘라스토머 배열로, 엘라스토머 부품은 실제 엘라스토머 본체의 부피의 배에 대응하는 유체의 양으로 충전될 수 있다. 그리하여, 엘라스토머 본체의 대형의 대칭적인 또한 비대칭적인 운동이 개선된다 (파지형 손).

도 10 에서는 도 9 의 원리의 다른 변형예를 나타낸다. 여기에서, 3 차원의 규칙적인 격자 구조물 (116) 은, 마찬가지로 그 부피의 배에 대응하는 엘라스토머의 전체적인 압축을 형성할 수 있음을 보장해 준다. 불규칙적인 배열 및 형상 (비도시) 은 또한 특정 변형을 유발하고 그리하여 이에 동반되는 운동을 유발한다.

도 11 및 도 12 는 도 1 및 도 2 에 도시한 구성 원리를 층 스프링 부재에 적용한 것을 나타낸다.

도 13 은 분리 부재로서 층 대신에 부시의 원주 주변에서 연장하는 관 (4) 형상의 탄성 중공체를 사용한다. 하프-부시의 사용시, 관의 단부는 엘라스토머로부터 바로 나와서 가압 매체 공급 시스템에 직접 연결될 수 있다. 다른 방법으로, 이러한 연결부는 또한 도시한 바와 같이 하나 또는 두 개의 말단 플레이트 (1, 2) 를 통과할 수도 있다.

도 14 ~ 도 17 에서는 본원에 따른 분리 부재를 포함하는 엘라스토머 부시 세그먼트를 예를 들어 와이어 시스템으로서 사용하는 것을 나타낸다. 이러한 세그먼트의 엘라스토머 층은 부시의 나머지 층과 직접 접촉하게 되어, 공급 라인을 통하여 압력이 전달될 때, 이 세그먼트의 엘라스토머 뿐만 아니라 부시의 나머지부는 예비 응력을 받게 된다. 이러한 유형의 부시의 장점은, 특히 더 간단한 제조에 있다.

도 18 은, 예를 들어 풍력 터빈의 콘크리트 기초부 (130) 를 도시한다. 마찬가지로 일정한 진동을 받는 터빈의 타워는 상기 기초부에 주조되는 프로파일 강 링 (131) 상에 장착된다. 이 링은 단지 느슨하게 콘크리트 처리되고 바람직하게는 원주방향 플랜지 (132) 를 구비하며, 이 플랜지는 높이가 상이한 적어도 2 개의 위치에 본원에 따른 엘라스토머 부품을 포함한다. 예비 응력을 받지 않을 시, 타워의 운동은 일체화된 링의 원주방향 플랜지 (132) 사이의 콘크리트를 느슨하게 한다. 가압 매체 (5) 를 주입함으로써, 콘크리트 기초부에는 적절한 압력 응력이 발생될 수 있고, 그리하여 콘크리트 또는 구조물이 느슨해지는 것이 방지된다.

1, 117 : 상부 말단 플레이트
2, 118 : 내부 말단 플레이트
3, 104 : 엘라스토머 층
4 : 분리 부재로서의 엘라스토머 관
5 : 캘리브레이션 가압 매체
6 : 커넥터
7, 8 : 가압 매체를 가진 펌프
9 : 압력해제 공간
10, 101 : 가압 라인/충전 관
102 : 밸브, 폐쇄 장치
11 : 엘라스토머 자유면
110 : 원뿔형 내부 부재 (부시)
111 : 원뿔형 외부 부재 (부시)
112 : 원통형 내부/쉘 부시
113 : 원통형 외부/쉘 부시
105 : 와이어, 필라멘트, 캐뉼라, 중공 와이어 등의 분리 부재
107 : 층 (잉크 인쇄물, 페인트, 플레이트, 필름) 등의 분리 부재
106, 108, 114 : 가압 매체 충전 후의 공동 또는 챔버
115 : 채널 구조물내의 층 (잉크 인쇄물, 페인트, 금속 블랭크) 등의 분리 부재
116 : 105, 107 및 115 등의 분리 부재를 포함하는 3 차원 격자
130 : 콘크리트 기초부
131 : 구조물, 예를 들어 타워를 장착하기 위한 강 링
132 : 본원에 따른 엘라스토머 부품을 가진 원주방향 플랜지

Claims

적어도 하나의 엘라스토머 층 및 밸브를 가진 적어도 하나의 내압력성 공급 라인을 포함하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은, 내부 또는 경계면에, 1 개 이상의 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 갖는 영역을 구비하여, 밸브를 가진 공급 라인 (101) 을 통하여 가압 매체 (5) 를 공급할 시, 강제 이격된 주변 엘라스토머 층으로 인해, 분리 부재 (105, 107, 115, 116) 의 영역 또는 분리 부재 (4) 자체에 공동 또는 챔버 (106, 108, 114) 가 형성되고, 상기 공동 또는 챔버는 가압 매체 (5) 로 충전되어 팽창되어, 주변 엘라스토머 층 (3, 104) 을 압착하고 또한 엘라스토머에 예비 응력을 제공하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항에 있어서,
상기 분리 부재 (105, 107, 115, 116) 는 주변 엘라스토머 층에 접하여 놓이거나 둘러싸여 이 주변 엘라스토머 층에 단단히 연결되지 않으며, 가압 매체 (5) 를 주입함으로써 상기 공동 또는 챔버 (106, 108, 114) 가 분리 부재 주변에 형성되는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은, 이 엘라스토머 층이 연결되는 비탄성 재료로 제조되는 적어도 하나의 말단 플레이트 (1, 2, 117, 118, 110 ~ 113) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 3 항에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은, 이 엘라스토머 층 (3, 104) 이 단단히 연결되고 또는 엘라스토머 층이 그 사이에 고정되는 비탄성 재료로 제조되는 상부 및 하부 말단 플레이트 (1, 2, 117, 118, 110 ~ 113) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 4 항에 있어서,
연결 플레이트를 통하여 외부로부터 또는 엘라스토머 층 (3, 104) 을 통하여 측면에서 직접 공급 (10, 101) 을 실시하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 5 항에 있어서,
상기 엘라스토머 부품은 부시, 하프-부시 또는 부시 세그먼트 형태이고,
상기 말단 플레이트는 원통형 쉘 (112, 113) 또는 원뿔형 쉘 (110, 111), 하프-쉘 또는 상기 쉘 또는 하프-쉘의 대응하는 형상의 세그먼트인 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 6 항에 있어서,
공급 라인 (10, 101) 을 포함하는 상기 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 는 부시 세그먼트에 수용되고, 상기 부시 세그먼트는 부시안으로 삽입될 수 있으며, 부시 및 부시 세그먼트의 엘라스토머 영역 (3, 104) 은 압력 전달을 위해 서로 적어도 부분적으로 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엘라스토머의 내부에 위치되고 또한 엘라스토머 재료에 연결되는 적어도 하나의 비탄성 중간층을 구비하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 5 항에 있어서,
상기 엘라스토머 부품은 층 스프링 형태이고,
상기 말단 플레이트는 디스크 (117, 118) 형태이고, 이 디스크는 기계 또는 발전기 부품에 연결될 수 있으며, 상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 상기 디스크를 서로에 대하여 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분리 부재는, 공급 라인 (10, 101) 을 통하여 가압 매체 (5) 로 채워질 수 있고 또한 팽창될 수 있는 탄성 외부벽을 가진 변형가능한 중공체 (4) 인 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 10 항에 있어서,
상기 변형가능한 중공체는 가압 매체 (5) 가 주입되는 탄성 관인 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분리 부재는, 제조시 주변 엘라스토머 재료 (3, 104) 에 강하게 접착될 수 없는 재료로 구성되거나 또는 그 재료에 의해 둘러싸이는 인레이드 와이어, 필라멘트 또는 중공 와이어 (105, 116) 인 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분리 부재는, 제조시 주변 엘라스토머 재료 (3, 104) 에 강하게 접착될 수 없는 재료로 구성되거나 또는 그 재료에 의해 둘러싸이는 주입된 잉크, 페인트, 플라스틱, 종이 또는 금속 층 (107, 116) 인 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 13 항에 있어서,
상기 층 (107) 은 인쇄 또는 접착 결합으로 제조되는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 는 엘라스토 (3, 104) 내에 1 차원, 2 차원 또는 3 차원의 개방 또는 폐쇄 구조물을 구비하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 15 항에 있어서,
상기 분리 부재는 링 형상, 나선형, 굴곡 형상, 단속적인 또는 연속적인 구조물을 구비하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 매체 (5) 는 가스, 공기 또는 유압, 점성 또는 중합가능한 유체인 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
공급 라인 및 폐쇄가능한 밸브를 통하여 가압 매체 (5) 를 공급하거나 또는 제거함으로써 달성되는 가변적으로 조정가능한 예비 응력을 받는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 동일한 유형의 다수의 분리 부재 또는 동일한 유형의 다수의 분리 부재 유닛 (4, 105, 107, 115, 116) 을 구비하고, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 엘라스토머 부품 또는 이러한 엘라스토머 부품의 하위 유닛에 균일하게 분포되어, 엘라스토머 부품 또는 하위 유닛에 균일하고 대칭적인 압력 분포 및 그에 따른 예비 응력이 발생하는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3) 은 동일한 유형의 다수의 분리 부재 또는 동일한 유형의 다수의 분리 부재 유닛 (4, 105, 107, 115, 116) 을 구비하고, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 엘라스토머 부품 또는 이러한 엘라스토머 부품의 하위 유닛에 상이하게 분포되며, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 적어도 하나의 공급 라인 (10, 101) 을 구비하여, 상기 부품 또는 상기 부품의 하위 유닛에 비대칭적인 압력 분포 및 그에 따른 국부적으로 상이한 강도의 예비 응력이 얻어지는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3) 은 상이한 유형의 다수의 분리 부재 또는 상이한 유형의 다수의 분리 부재 유닛 (4, 105, 107, 115, 116) 을 구비하고, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 엘라스토머 부품 또는 이러한 엘라스토머 부품의 하위 유닛에 균일하게 분포되며, 상기 분리 부재 또는 분리 부재 유닛은 적어도 하나의 공급 라인 (10, 101) 을 구비하여, 상기 부품에 압력 분포 및 그에 따른 국부적으로 상이한 강도의 예비 응력이 얻어지는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엘라스토머 층 (3, 104) 은 국부적으로 상이하게 배열된 분리 부재 또는 분리 부재 유닛의 영역에 상이한 강도 및/또는 팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품.
제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 서로 기능적으로 연결되는 엘라스토머 부품 중 1 개 이상의 부재 및 지능형 컴퓨터 기반의 전자부품을 포함하는 인공적인 운동을 수행하는 엘라스토머 배열체로서, 상기 전자부품은 상기 부재의 분리 부재의 개별 구조물을 특별히 제어하고 또한 동적 압력 분포를 보장하여 당해 엘라스토머 층(들)의 국부적으로 상이한 영역에서의 다양한 팽창을 보장하여, 이러한 제어의 도움으로, 각각의 경우에 어드레싱되는 분리 부재의 영역에서 엘라스토머 재료의 서로에 대한 상이한 압축/압축해제로 인하여, 상기 엘라스토머 배열체의 동적 변형이 생기고 또한 이러한 배열체의 개별 부재의 특정 운동이 실시될 수 있는 엘라스토머 배열체.
제 23 항에 있어서,
상기 개별 엘라스토머 부재 (3, 104) 는 소망하는 특정 운동을 향상시키는 형상 및 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 엘라스토머 배열체.
제 24 항에 있어서,
파지장치 또는 인공 손 형태인 것을 특징으로 하는 엘라스토머 배열체.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품의 제조 방법으로서,
(ⅰ) 소망하는 형상 및 크기의 전체 엘라스토머 부품의 부분층으로서 고형 엘라스토머 층 (3, 104) 을 제공하는 단계,
(ⅱ) 1 개 이상의 분리 부재 (4, 105, 107, 115, 116) 를 (ⅰ) 단계 후에 제공된 엘라스토머 층에 부착시키는 단계로서, 필요하다면, 엘라스토머 층에 부착시키고 위치시키는 것을 간단하게 함으로써, 분리 부재내 또는 분리 부재 상의 적어도 하나의 압력-안정적인 공급 라인 (10, 101) 을 포함하는 단계,
(ⅲ) 아직 완전히 경화되지 않거나 중합되지 않은 엘라스토머 조성물 형태의 제 2 엘라스토머 층 (3, 104) 을, 분리 부재를 가진 제 1 고형의 엘라스토머 층에 적용하여, 상기 엘라스토머 조성물을 경화 또는 중합한 후에, 제 2 엘라스토머 층이 제 1 엘라스토머 층에 강하게 결합되어 최종 엘라스토머 층 (3, 104) 을 형성하며, 도입된 분리 부재는 그 재료의 특성상 경화시 엘라스토머 조성물에 결합되지 않는 단계,
(ⅳ) 엘라스토머 층 (3, 104) 에 다수의 부분층 형태인 다수 면의 분리 부재가 소망되는 경우에 단계 (ⅱ) 및 (ⅲ) 을 반복하는 단계, 및
(ⅴ) 가압 상태에서, 분리 부재 및 주변 엘라스토머 층 사이의 영역안으로 또는 분리 부재 그 자체 안으로 공급 라인 (10, 101) 을 통하여 가압 매체를 주입하는 단계로서, 상기 분리 부재는 압축되고, 그리하여 엘라스토머 부품은 예비 응력을 받게 되는 단계를 포함하는 예비 응력을 받을 수 있는 엘라스토머 부품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 22 항에 따른 엘라스토머 부품을, 가변적으로 조정가능한 예비 응력을 받는 엘라스토머 부시 또는 엘라스토머 층으로서 사용하는 용도.
제 1 항 내지 제 22 항에 따른 엘라스토머 부품을 풍력 터빈에서 사용하는 용도.
제 23 항, 제 24 항 또는 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 엘라스토머 배열체를 인공적인 운동 및 그로 인한 작용을 유발하도록 사용하는 용도.