與溫度無(wú)關(guān)的減振器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠平衡溫度的緩沖元件（1），其適合于與溫度無(wú)關(guān)地降低振動(dòng)，該緩沖元件基本上包括：固體的非彈性的外部件（1.4）和固體的非彈性的內(nèi)部件（1.3），該內(nèi)部件完全或部分配合地插入到外部件的相應(yīng)成形的空隙或開(kāi)口中，其中，外部件與內(nèi)部件具有接觸面，這些接觸面通過(guò)由彈性體材料構(gòu)成的彈性層（1.2）而彼此連接，該彈性層通過(guò)夾緊裝置鑒于所期望的頻率被預(yù)緊或能被預(yù)緊，其中，負(fù)責(zé)減振的彈性層（1.2）與附加的彈性體積（1.1）直接在一個(gè)位置或多個(gè)位置處連接，所述附加的彈性體積（1.1）是彈性層（1.2）的體積的數(shù)倍，并且使得在溫度在一個(gè)溫度范圍中變化時(shí)所述緩沖元件的激勵(lì)頻率在其間發(fā)生變化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】與溫度無(wú)關(guān)的減振器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于彈性材料的緩沖元件，該緩沖元件鑒于已事先調(diào)節(jié)的頻率由于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)措施而大體上與變化的環(huán)境溫度不關(guān)聯(lián)，在所述頻率的情況下構(gòu)件應(yīng)該減振。
[0002]本發(fā)明特別是涉及相應(yīng)的減振器，這些減振器具有一個(gè)或多個(gè)這樣的緩沖元件，本發(fā)明以及涉及這樣的緩沖元件和減振器在經(jīng)受自然的大的溫度波動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中、特別是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]減振器的物理基礎(chǔ)原則上是已知的。減振器必須與需減振的構(gòu)件的頻率相協(xié)調(diào)。減振器頻率的協(xié)調(diào)一方面可以通過(guò)改變所使用的彈簧元件的剛度得以實(shí)現(xiàn)，另一方面可以通過(guò)改變減振塊(Tilgermasse)得以實(shí)現(xiàn)。改變一個(gè)特定的需減振的系統(tǒng)的減振塊在自然上受到限制，因此減振塊的改變?cè)趯?shí)際中幾乎得不到應(yīng)用。因此剩下彈性剛度方面的變化。
[0004]但是在現(xiàn)代的減振器中應(yīng)用彈性材料時(shí)，該材料原則上與溫度相關(guān)。在一定的溫度的情況下被調(diào)節(jié)的并且與需減振的系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的彈性剛度隨著環(huán)境溫度而變化。這個(gè)效果在建筑物中的需減振的設(shè)備中經(jīng)?？梢院雎圆挥?jì)，但是在室外設(shè)備中、諸如在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中其卻扮演著并非無(wú)關(guān)緊要的角色。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備根據(jù)所在地在大多情況下承受-20°與+ 50°C之間的大的溫度波動(dòng)，在這種溫度波動(dòng)中它們還要運(yùn)行。因此所使用的緩沖件的彈性剛度以及由此系統(tǒng)的激勵(lì)頻率發(fā)生變化，使得如果不對(duì)緩沖件的彈性剛度進(jìn)行必要的再校準(zhǔn)就不能對(duì)出現(xiàn)在設(shè)備中的振動(dòng)進(jìn)行緩沖或最佳緩沖。但是，倘若是這是可能的，那么其是繁復(fù)的并且由此費(fèi)用多。
[0005]因此致力于使用這樣的減振器，其對(duì)溫度變化沒(méi)有反應(yīng)或以已事先調(diào)節(jié)的減振器頻率對(duì)溫度變化具有無(wú)關(guān)緊要的反應(yīng)。
[0006]DE2342370介紹了一種靜壓的壓力彈簧，該壓力彈簧基于填塞腔室的、經(jīng)過(guò)預(yù)壓實(shí)的彈性體，該彈性體之前聯(lián)接有第二彈簧(腔室)，其中該第二彈簧的體積明顯小于遭受真正的剪切變形的彈性體。兩個(gè)彈性體腔室不直接連接。所有的壓力彈簧的運(yùn)行特性通過(guò)這種結(jié)構(gòu)而在不同的溫度下大體上相同。
[0007]EP0562161介紹了一種減振器，其包括可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在由彈性體材料構(gòu)成的彈簧元件上的減振塊，該減振塊可以將相位移動(dòng)成根據(jù)運(yùn)行情況所導(dǎo)入的振動(dòng)而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其中，彈簧元件固定在產(chǎn)生振動(dòng)的部件上。為了對(duì)溫度影響進(jìn)行平衡，所述彈簧元件配置有并聯(lián)的輔助彈簧，該輔助彈簧的彈性剛度可以通過(guò)基于機(jī)械移動(dòng)過(guò)程的輔助手段而發(fā)生變化。
[0008]EP2284416通過(guò)如下方式解決了溫度變化的問(wèn)題:本來(lái)的彈性緩沖元件具有可以電子控制的加熱元件，根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)該加熱元件進(jìn)行控制。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)中介紹的與溫度無(wú)關(guān)的減振系統(tǒng)有些部分相當(dāng)復(fù)雜，另一方面它們僅僅在一定的、受限的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行最佳。由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的規(guī)格尺寸和運(yùn)行期間的巨大溫差，這些提出的減振系統(tǒng)僅僅有條件地適用。
[0010]屬于這一類(lèi)的還有例如在EP1286076A1和EP1693593B1中介紹的減振器的設(shè)計(jì)方案。EP1286076公開(kāi)了一種線(xiàn)性減振器,其彈簧一質(zhì)量一系統(tǒng)(Feder-Masse-System)由本身的、在其內(nèi)或其上進(jìn)行緩沖的功能件和減振塊構(gòu)成。減振器事先通過(guò)功能件、大多數(shù)情況下在安裝到需減振的系統(tǒng)之后立刻或之前被如此調(diào)節(jié)，使得減振塊反相地接近激勵(lì)頻率地振動(dòng)。由此減振器固定地與一定的激勵(lì)頻率相協(xié)調(diào)。通過(guò)功能件借助夾緊裝置進(jìn)行這個(gè)調(diào)節(jié)。在這種情況下，功能件內(nèi)部的橡膠層被預(yù)緊。降低橡膠預(yù)緊力導(dǎo)致減振器頻率降低；提高功能件內(nèi)部的橡膠預(yù)緊導(dǎo)致較高的減振器頻率。功能件具有錐形的或球形的面，這些面設(shè)有彈性體材料并且與減振器的縱軸線(xiàn)構(gòu)成一定的角。EP1693593介紹了一種可調(diào)節(jié)的三軸減振器(Dre1-Achsen-Ti Iger ),該三軸減振器基于同樣的原理,然而包括大量的相應(yīng)成形和設(shè)置的這種功能件。
[0011]所介紹的減振器中的和現(xiàn)有技術(shù)的其它減振器中的這種橡膠預(yù)緊當(dāng)然與橡膠溫度和/或環(huán)境溫度相關(guān)。因此減振器頻率在溫度波動(dòng)時(shí)發(fā)生變化。這使得減振器只有在那個(gè)該減振器也被調(diào)節(jié)的溫度下才能夠起到最佳作用。在這種情況下，10°c的偏差就已經(jīng)會(huì)導(dǎo)致減振器的功能完全中斷。這種現(xiàn)象與所使用的橡膠相關(guān)，但與其不相關(guān)的也總是存在的。因此上述作用原理的減振器的使用以環(huán)境溫度始終不變?yōu)榍疤??？墒菧?zhǔn)確地說(shuō)，這個(gè)事實(shí)在大多數(shù)使用情況中是不存在的。在大多數(shù)的室外使用中減振器必須在大的溫度范圍內(nèi)(約-20°C至+50°C)起作用。利用當(dāng)前的現(xiàn)有技術(shù)這是不可能的。出于這個(gè)原因有意義的是開(kāi)發(fā)一種減振器，該減振器將其經(jīng)調(diào)節(jié)的固有頻率在寬的溫譜上保持恒定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此本發(fā)明的目的是，提供一種簡(jiǎn)單且有效的、在大的溫度范圍上運(yùn)行的、特別是應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的緩沖系統(tǒng)。
[0013]這個(gè)目的通過(guò)如在下文中以及在權(quán)利要求中得到進(jìn)一步闡述的那樣的減振器或者根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)的緩沖元件得以實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]根據(jù)本發(fā)明的新型減振器/緩沖元件基于以下物理情況:(i)彈性體體積的收縮導(dǎo)致固有頻率下降，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種方式使得相對(duì)彼此張緊的功能件(I + 2)的預(yù)緊(mm)相對(duì)彼此減小，(ii)相反，由于兩層橡膠層(1.2 + 2.1)的彈性剛度(N/mm)升高，橡膠層(1.2 + 2.1)的硬化使減振器的固有頻率上升。
[0015]由于溫度波動(dòng)，根據(jù)本發(fā)明的功能件(I + 2)內(nèi)部的橡膠層(1.2 + 2.1)經(jīng)受兩種不同的效果。首先，橡膠層(1.2 + 2.1)隨著溫度的下降而硬化，其次，橡膠層(1.2 + 2.1)內(nèi)部的橡膠體積收縮。隨著溫度的上升可以觀(guān)察到相反的效果。
[0016]實(shí)際上在溫度下降時(shí)可以觀(guān)察到(已事先調(diào)節(jié)的)減震器頻率的上升，并且在溫度上升時(shí)可以觀(guān)察到下降。因此，溫度下降時(shí)的硬化效果占優(yōu)勢(shì)。
[0017]現(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的緩沖元件和減振器具有結(jié)構(gòu)特征，這些結(jié)構(gòu)特征使得在溫度下降時(shí)功能件的彈性體材料的收縮的增長(zhǎng)多于同時(shí)發(fā)生的硬化，或者在溫度升高時(shí)收縮過(guò)程的還原(rueckgaengig)程度強(qiáng)于彈性材料的硬化。因此可以以簡(jiǎn)單的方式對(duì)兩種效果相對(duì)彼此完全地或接近地平衡。
[0018]這通過(guò)附加的彈性體體積成為可能，這些彈性體體積與原本的功能件的彈性材料直接連接，這些功能件負(fù)責(zé)在由運(yùn)行決定的振動(dòng)力的情況下的剪切變形，并且優(yōu)選但不是必然地，這些彈性體體積本身不參與剪切變形。意想不到地發(fā)現(xiàn):如果所述附加的彈性體體積(1.0的體積比負(fù)責(zé)剪切變形/緩沖的功能件(I)或者(2)的彈性體體積(1.2/2.1)大5至100倍、優(yōu)選5至50倍、特別是10至20倍，那么上述平衡效果特別理想以及可以在一個(gè)特別大的溫度范圍(-20°至+ 50°C、優(yōu)選-15°C至+ 40°C)中使用。
[0019]因此本發(fā)明的主題是適合于與溫度無(wú)關(guān)地降低振動(dòng)的緩沖元件(I) (2)，其基本上包括固體的非彈性的外部件(1.4) (2.3)和固體的非彈性的內(nèi)部件(1.3) (2.2)，該內(nèi)部件完全或部分配合地插入到所述外部件的相應(yīng)成形的空隙或開(kāi)口中，其中，外部件與內(nèi)部件具有接觸面，這些接觸面通過(guò)由彈性體材料構(gòu)成的彈性層(1.2) (2.1)而彼此連接，該彈性層通過(guò)夾緊裝置鑒于所期望的激勵(lì)頻率已被預(yù)緊或可被預(yù)緊，其中，負(fù)責(zé)減振的彈性層(1.2)直接與附加的彈性體積(1.1) (13)在一個(gè)位置或多個(gè)位置處連接，其中，所述附加的彈性體積是彈性層(1.2)的體積的5至100倍、優(yōu)選5至50倍、特別是10至20倍，并且促使在溫度變化時(shí)緩沖元件的已調(diào)節(jié)的激勵(lì)頻率保持大體上恒定不變。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，“大體上恒定不變”的概念應(yīng)理解為:在溫度變化在-20°C與+ 500C之間的范圍中、優(yōu)選在-10°C與+ 30°C之間的范圍中時(shí)，激勵(lì)頻率相對(duì)事先在一定的溫度下已調(diào)節(jié)的頻率的變動(dòng)不超過(guò)0%、5%、10%、15%或20%，最大10至20%，優(yōu)選不超過(guò)O至10%，特別是不超過(guò)O至5%。
[0021]附加的橡膠/彈性體體積(1.1)與橡膠層(1.2)直接接觸。如果現(xiàn)在將功能件(I)冷卻，那么比現(xiàn)在為止更大的橡膠體積收縮。上述通過(guò)橡膠體積的收縮引起的減振器的固有頻率下降的效果由此被加強(qiáng)?，F(xiàn)在較大的橡膠收縮具有較小的造成功能件(1.2 + 2.1)相對(duì)彼此張緊的預(yù)緊力。附加的橡膠體積(1.1)選擇得越大，通過(guò)這個(gè)效果產(chǎn)生的減振器頻率的下降就越大。根據(jù)系統(tǒng)屬性，按照本發(fā)明，附加的彈性體體積(1.1)是彈性層(1.2)(2.1)的5至100倍、優(yōu)選10至20倍被證明是最理想的。
[0022]在精確確定彈性體體積的大小時(shí)必須考慮下述參數(shù):
[0023](i)功能件(1.2) (2.1)中的彈性體材料的熱膨脹系數(shù)。這個(gè)熱膨脹系數(shù)越大，需要的附加的彈性體體積(1.1)就越多。優(yōu)選功能件的材料的熱膨脹系數(shù)等于或小于附加的彈性體體積的熱膨脹系數(shù)。在這種情況下，附加的彈性體材料(1.0的體積比功能件的體積大大約5至20倍、優(yōu)選大約10倍就足夠了。
[0024](ii)附加的彈性體體積(1.1)中的彈性體材料的熱膨脹系數(shù)。這個(gè)熱膨脹系數(shù)越大，需要的附加的體積(1.1)就越少。優(yōu)選附加的彈性體體積的材料的熱膨脹系數(shù)等于或大于功能件的熱膨脹系數(shù)。在這種情況下，附加的彈性體材料(1.1)的體積比功能件(I)、
(2)的體積大大約5至20倍、優(yōu)選大約10倍就足夠了。
[0025](iii)功能件(I) (2)的彈性體層(1.2) (2.1)的體積。該層越大，附加的彈性體體積(1.1)就必須越大。該體積還取決于層厚。
[0026](iv)功能件的彈性體的層厚。通常應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的根據(jù)本發(fā)明的緩沖元件的層(1.2) (2.1)的厚度在2mm與20mm之間。在層厚在2至IOmm之間的情況下,根據(jù)本發(fā)明，附加的彈性體體積(1.1)最理想地應(yīng)該為功能件的層厚的體積的約10倍大。如果實(shí)現(xiàn)了厚的橡膠層，那么通過(guò)橡膠收縮的預(yù)緊力變化的效果小于這個(gè)橡膠層薄的情況(在彈性體體積(1.1)相同的情況下)。這可以通過(guò)如下情況加以解釋:在厚的層的情況下正面的橡膠輪廓由于橡膠體積的變化而縮頸或向外拱起。通過(guò)這種方式使得預(yù)緊力的變化更可能小并且因此預(yù)緊行程的變化更可能小。相反，在橡膠層薄的情況下這個(gè)效果如所期望的那樣較大。一般的情況下可以說(shuō):在變形行程相同的情況下較厚的橡膠層具有較長(zhǎng)的使用壽命。如果現(xiàn)在這個(gè)橡膠層選擇得太薄，那么這可能造成減振器提前報(bào)廢。
[0027](V)彈性體層(2.1/1.2)的材料:如果這些層例如由硅樹(shù)脂構(gòu)成，那么溫度對(duì)減震器頻率的影響就小一些。因此附加的彈性體體積(1.1)就可以更小。
[0028](Vi)溫度范圍或者溫差，根據(jù)本發(fā)明的減振器應(yīng)該在該溫度范圍或者溫差中/的情況下運(yùn)行。所期望的溫度范圍應(yīng)越大，附加地彈性體體積(1.1)就必須越大。是功能件(1.2) (2.1)的彈性體體積的約10倍的彈性體體積(1.1)就本身來(lái)說(shuō)在-10°C與+ 30 0C的溫度范圍內(nèi)最理想。在直到+ 40°C的較高的運(yùn)行溫度的情況下應(yīng)設(shè)置為10至20倍的體積(1.1)，在更高的溫度的情況下體積為20至100倍。
[0029]附加的橡膠體積(1.1)必須如此地適配，使得其在溫度下降時(shí)準(zhǔn)確地平衡橡膠硬化的效果。因?yàn)橄鹉z體積的變化和橡膠硬化在溫度范圍(_ 10°C至+ 60°C)內(nèi)接近線(xiàn)性，所以在這個(gè)溫度范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)彼此的平衡。最終，兩個(gè)功能件(1.2 + 2.1)的彈性剛度在共同的夾緊點(diǎn)中必須與溫度無(wú)關(guān)地是恒定的。如果是這種情況，那么已調(diào)節(jié)的減震器頻率也將是恒定的。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)的上述與溫度無(wú)關(guān)的減振器不同，在根據(jù)本發(fā)明的減振器/緩沖元件中，所有在緩沖器期間的剪切變形的情況下出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)被特別是在附加的彈性體體積(1.0中的彈性體材料吸收。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，緩沖元件(I) (2)包括非彈性的、大多由金屬構(gòu)成的外部件(1.4)(2.3)，同樣非彈性的內(nèi)部件(1.3) (2.2)和彈性層(1.2) (2.1 )，該彈性層將外部件與內(nèi)部件彼此分開(kāi)。外部件與內(nèi)部件的接觸面之間的這個(gè)彈性層優(yōu)選由橡膠/樹(shù)膠、合成塑料如聚氨酯(PU)或硅樹(shù)脂或它們的彈性混合物構(gòu)成。所選擇的材料的肖氏硬度取決于減振器的大小和結(jié)構(gòu)特性。層厚也相應(yīng)地取決于此。通常它為5至20_。優(yōu)選芯子同樣地以及外部件中的配合的空隙具有錐形的形式，該錐形的形式具有的相對(duì)功能件的縱軸線(xiàn)測(cè)量的角度優(yōu)選為30至50°。然而可考慮具有在減振器的運(yùn)行條件下用于吸收剪切變形的相應(yīng)的彈性層的其它結(jié)構(gòu)方案并且其是本發(fā)明的主題。按照本發(fā)明，彈性體層(1.2) (2.1)與附加的彈性體體積(1.1)直接連接，該彈性體體積設(shè)置在功能件內(nèi)部、例如在外部件(1.4)中或在內(nèi)部件(1.3)中，或者在一種特殊的實(shí)施方式中可以安置在減振器本身之外。在根據(jù)本發(fā)明的緩沖元件的功能件(I)和(2)中，層(1.2)和(2.1)優(yōu)選處于錐形平坦的或凹形/凸形的或者球形的形狀中；但是它也可以構(gòu)造成柱形平坦的。
[0032]優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的減振器具有兩個(gè)相同的或類(lèi)似的緩沖元件或功能件(I) ( 2 )，其中，附加的彈性體體積只安置在一個(gè)功能件中或兩個(gè)功能件中或必要的情況下安置在功能件之外或者甚至在減振器之外。
[0033]緩沖元件或功能件(I) (2)相對(duì)彼此通過(guò)相應(yīng)的夾緊裝置(7)張緊，其中它們優(yōu)選具有相應(yīng)的錐形平坦的外部件(I)和錐形平坦的內(nèi)部件(2)，其中，兩個(gè)元件能夠以寬的錐形開(kāi)口(O形)或以狹窄的錐形開(kāi)口(X形)相對(duì)彼此張緊。但是元件(I)和(2)也可以構(gòu)造成凹形/凸形的，從而在部件接合在一起的情況下構(gòu)造球形形狀的層。相應(yīng)地在一定的溫度下對(duì)元件(I)和(2)進(jìn)行張緊。由此對(duì)減振器的一定的固有頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。功能件(1.2 +
2.1)中的薄橡膠層導(dǎo)致夾緊裝置、優(yōu)選調(diào)節(jié)螺栓(7)的小的旋轉(zhuǎn)角度就已經(jīng)引起張緊的彈性剛度的大變化并且由此引起減振器頻率的大變化。這又會(huì)導(dǎo)致減振器僅僅能夠困難地通過(guò)夾緊裝置(7 )進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此夾緊裝置(7 )通常設(shè)置為僅僅用于對(duì)減振器頻率進(jìn)行粗調(diào)。常常需要的精調(diào)可以通過(guò)單獨(dú)的夾緊裝置(8)來(lái)進(jìn)行，這些單獨(dú)的夾緊裝置優(yōu)選能夠直接對(duì)附加的彈性體體積施加影響。這些單獨(dú)的夾緊裝置排擠在附加的彈性體體積(1.1)中的橡膠并且由此改變功能件的彈性剛度。
[0034]此外，這些夾緊裝置(8)具有另一個(gè)目的。如果附加的彈性體體積(1.1)被硫化亦或由可澆注的聚氨酯制成，那么這種材料在冷卻時(shí)收縮，并且其體積由此變小。因此可能出現(xiàn)的空腔通過(guò)夾緊裝置(8)的旋入而被排擠的彈性體填塞，這對(duì)于減振器的已調(diào)節(jié)的恒定的固有頻率是重要的。
[0035]為精調(diào)而設(shè)置的夾緊裝置(8)在最簡(jiǎn)單的情況中可以是調(diào)節(jié)螺栓。作為備選也可以使用主動(dòng)執(zhí)行器(aktive Stellglieder)諸如壓電致動(dòng)器、磁體亦或氣動(dòng)/液壓缸。這些執(zhí)行器可以在運(yùn)行中得到控制并且由此使減振器的固有頻率上移或下移(主動(dòng)減振器)。如果希望一個(gè)較小的固有頻率，那么將如此控制執(zhí)行器，使得這些執(zhí)行器較少地排擠在附加的彈性體體積(1.1)中的橡膠體積。在提高減振器頻率的情況下主動(dòng)執(zhí)行器將更多地排擠在附加的彈性體體積(1.0中的體積。
[0036]在一種特別的實(shí)施方式中，也可以將電磁線(xiàn)圈(19)與彈簧(18)串聯(lián)并且將這個(gè)單元用作主動(dòng)執(zhí)行器。通過(guò)這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)金屬銷(xiāo)釘(21)的三個(gè)位置。在這種情況下，每個(gè)單獨(dú)的位置相應(yīng)于對(duì)在附加的彈性體體積(1.1)內(nèi)部的彈性體的一種不同的排擠并且由此相應(yīng)于減振器的一個(gè)不同的固有頻率(圖6):
[0037]位置I 只有彈力而沒(méi)有附加的線(xiàn)圈力(線(xiàn)圈無(wú)電流)
[0038]位置2 彈力+附加的線(xiàn)圈力
[0039]位置3 彈力一附加的線(xiàn)圈力(電流方向轉(zhuǎn)換極性)
[0040]因?yàn)榭梢詫⑦@些主動(dòng)執(zhí)行器中的多個(gè)主動(dòng)執(zhí)行器組裝起來(lái)，這些主動(dòng)執(zhí)行器彼此之間的不同的位置是可能的。因此被排擠的彈性體體積可以以小的步驟改變。組裝的主動(dòng)執(zhí)行器越多，這些步驟并且由此減震器頻率的變化跳躍(Aenderungssprung)就越小。
[0041]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，夾緊裝置(8)也可以是可調(diào)節(jié)的壓力件(14)，利用該夾緊裝置(8)可以改變附加的彈性體體積并且由此對(duì)減振器頻率施加影響，所述壓力件安置在附加的彈性體體積(1.1)本身中，或與該附加的彈性體體積直接接觸?？烧{(diào)節(jié)的壓力件具有的任務(wù)是對(duì)附加的彈性體體積的彈性體材料施加壓力并且由此有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行壓縮或解除壓縮。例如壓力件本身可以是具有相同或不同硬度的彈性體件，該彈性體件在其內(nèi)部具有空腔或管路，它們可以通過(guò)輸入管路而被裝填液壓液體或氣體并且這樣使得空腔或管路擴(kuò)張或變窄(圖5)。壓力件、優(yōu)選止推環(huán)(14)隨著充填壓力的上升而增大其體積。由此使得附加的彈性體被從彈性體體積(1.0中排擠出，這又能夠使減振器頻率上升。如果相反止推環(huán)(14)中的壓力減小，那么減振器頻率下降。
[0042]并非絕對(duì)必要的是:功能件(I) (2)內(nèi)部的彈性材料必須與附加的儲(chǔ)備器(Reservair) (1.4)中的彈性材料相同。優(yōu)選地,功能件利用橡膠或娃樹(shù)脂而被硫化。例如在外部件(1.4)中的附加的儲(chǔ)備器(1.1)可以與該外部件分開(kāi)地由不同的具有優(yōu)選不同彈性系數(shù)的彈性材料制成。優(yōu)選為此使用的材料應(yīng)該具有大的熱膨脹系數(shù)。通過(guò)這種方式減小了外部件(1.4)中的必要的儲(chǔ)備器大小。另外，通過(guò)這個(gè)彼此分開(kāi)的實(shí)施方式使得可生產(chǎn)性變得更加簡(jiǎn)單。
[0043]如已經(jīng)述及的那樣，附加的彈性體體積(1.1)可以只安置在一個(gè)功能件中或兩個(gè)相對(duì)彼此夾緊的功能件中(圖3)。通過(guò)這種方式結(jié)構(gòu)尺寸由于附加的彈性體體積(1.1)劃分到多個(gè)功能件上而變小。
[0044]另外，如已經(jīng)闡述的那樣，可以將附加的彈性體體積(1.1)安置在功能件(I)之外且不在構(gòu)件(1.4)本身中(圖4)。這種分開(kāi)的設(shè)置結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)是:附加的儲(chǔ)備器(11)可以安置在任何地方并且由此在其體積方面不受限制。在這種情況下，在這個(gè)附加的體積
(13)與功能件內(nèi)部的橡膠層(2.1)之間的連接必須通過(guò)輸入管路(12)來(lái)完成，該輸入管路在壓力變化的情況下僅僅略微變形。這同樣地適用于收納附加的體積(13)的容器(11)。體積(13)優(yōu)選完全或部分地由彈性體填塞。然而體積(13)按照本發(fā)明也可以具有液體，如此選擇該液體，使得在溫度變化時(shí)物態(tài)發(fā)生變化(例如液態(tài)變固態(tài))或者粘度發(fā)生變化。通過(guò)這種方式使得功能體積發(fā)生變化，這對(duì)減振器頻率具有直接的影響。
[0045]另外，功能件(2)中的橡膠層(1.2)可以由彈性材料制成，相反作為備選，獨(dú)立的壓力容器(11)可以不填充彈性體，而是填充氣體或液體。這具有的優(yōu)點(diǎn)是:在輸入管路
(12)內(nèi)部出現(xiàn)較小的摩擦系數(shù)。
[0046]在另一種實(shí)施方式中，容器(11)可以被有針對(duì)性地加熱或冷卻。由此同樣可以主動(dòng)地對(duì)減振器的固有頻率施加影響。也可以直接通過(guò)附加的彈性體體積(1.1)內(nèi)部的燈絲/冷卻通道來(lái)進(jìn)行這種加熱或冷卻。
[0047]在本發(fā)明的一種特別的實(shí)施方式中，附加的彈性體體積(1.1)整合到本來(lái)的橡膠層(1.2)中(圖7)。在這種情況中，附加的彈性體體積至少部分地參與處于運(yùn)行中的減振器的剪切變形。橡膠層(1.5)內(nèi)部的這個(gè)附加的彈性體體積承擔(dān)著與單獨(dú)的彈性體體積(1.1)相同的任務(wù)。通過(guò)這種實(shí)施方式能夠降低功能件(I)的結(jié)構(gòu)耗費(fèi)。
[0048]這種結(jié)構(gòu)也可以轉(zhuǎn)用到變速器軸套上(圖8)。這些軸套也由橡膠構(gòu)成并且由此同樣程度地通過(guò)溫度改變其彈性剛度。這種行為也是不希望的。可以按照如上所述的相同的作用原理使彈性剛度的這種通過(guò)溫度的變化最小化。在這種情況下，通過(guò)殼體(22)中的填充有橡膠或彈性備選材料(硅樹(shù)脂、聚氨酯等)的穿孔產(chǎn)生附加的彈性體體積(23)。這個(gè)附加產(chǎn)生的彈性體體積(23)通過(guò)軸套(27)的外部板材中的連接孔而與軸套(28)的原本的彈性體層相連接。如果現(xiàn)在溫度降低，那么軸套(28)的彈性體層變得更僵硬。為了抵抗這個(gè)，現(xiàn)在較大的橡膠體積加強(qiáng)收縮，這抵抗硬化。
[0049]在已闡述的根據(jù)本發(fā)明的減振器的一種改進(jìn)的實(shí)施方式中，可以如下地對(duì)減振器的頻率調(diào)節(jié)范圍施加影響:如已經(jīng)闡述的那樣，彈性體體積(1.1 + 1.2+ 2.1)在溫度下降時(shí)收縮。通過(guò)這種方式降低了相對(duì)彼此張緊的功能件(I+ 2)的預(yù)緊。這導(dǎo)致了減振器頻率的降低。同時(shí)出現(xiàn)橡膠層(1.2+ 2.1)的動(dòng)態(tài)硬化。這個(gè)效果導(dǎo)致減振器頻率的上升。因此必須如此設(shè)計(jì)附加的彈性體體積(1.1)，即，使得兩個(gè)效果平衡。如果現(xiàn)在組裝具有大幅度的(stark)漸進(jìn)特性曲線(xiàn)的功能件(I) (2)，那么小的預(yù)緊變化導(dǎo)致減振器頻率的大變化。因此附加的彈性體體積(1.1)能夠比在幅度較小地漸進(jìn)的功能件(I) (2)的情況下出來(lái)(ausfallen)的要小。如上所述，功能件(I + 2)的漸進(jìn)性(振動(dòng)特性/緩沖特性的大幅度的變化)可以首先通過(guò)橡膠層(1.2 + 2.1)的幾何形狀、其次根據(jù)本發(fā)明通過(guò)附加的墊片
(29)得以實(shí)現(xiàn)，這些墊片可以貼靠到有關(guān)的橡膠層上。根據(jù)本發(fā)明，墊片(29)由優(yōu)選非彈性的材料構(gòu)成并且優(yōu)選至少在棱邊上具有斜邊，這些斜邊與彈性層(1.2)或者(2.1)直接或通過(guò)附加的彈性體體積(1.1)或者通過(guò)附加的體積(13)連接。如果現(xiàn)在軸向預(yù)緊發(fā)生變化，那么墊片(29)的斜邊越來(lái)越緊地貼靠在橡膠層(1.2 + 2.1)上或必要時(shí)還貼靠在附加的彈性體體積(1.1)或者(13)上，或者由斜邊附加地形成的體積越來(lái)越多地被來(lái)自(1.2)、(2.1)、(1.1)或(13)的彈性材料填塞。因此被排擠的橡膠體積不能夠不受阻礙地從橡膠層(1.2) (2.1)或必要時(shí)(1.1)或者(13)中泄漏。這個(gè)效果使得功能件(I) (2)的漸進(jìn)性大幅度地上升。這個(gè)效果可以用于將減振器的頻率范圍向上增大，其中，減振器頻率比沒(méi)有墊片(29)的情況下更大幅度地上升。就是說(shuō)，墊片(29)將減振器的頻率范圍放大至更高的值而且還與減振器是否被溫度平衡或是否涉及的是與溫度相關(guān)的減振器不相關(guān)。然而墊片(29)具有斜邊并不是絕對(duì)必要的。在這種情況中，被排擠的彈性體體積貼靠到?jīng)]有斜邊的墊片(29)上，或從功能件(I)中被排擠出的彈性體體積貼靠到從功能件(2)中被排擠出的彈性體體積上。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的減振器包括至少一個(gè)墊片(29)，該至少一個(gè)墊片安裝在功能件(I)或(2)之上或之下，以及如所闡述的那樣，與這個(gè)功能件具有功能連接。按照本發(fā)明的相應(yīng)的實(shí)施方式，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的減振器包括兩個(gè)或三個(gè)墊片(29)，這些墊片安裝在功能件(I)和(2)之上和/或之下和/或之間，并且與彈性層或體積(1.2)(2.1) (1.1) (13)連接或能夠連接。 [0050]概括起來(lái)，本發(fā)明涉及如下內(nèi)容:
[0051]?一種適合于與溫度無(wú)關(guān)地降低振動(dòng)的緩沖元件(1)，其基本上包括固體的非彈性的外部件(1.4)和固體的非彈性的內(nèi)部件(1.3)，該內(nèi)部件完全或部分配合地插入到外部件的相應(yīng)成形的空隙或開(kāi)口中，其中，外部件和內(nèi)部件具有接觸面，這些接觸面通過(guò)由彈性體材料構(gòu)成的彈性層(1.2)而彼此連接，該彈性層通過(guò)夾緊裝置鑒于所期望的頻率被預(yù)緊或可被預(yù)緊，其中負(fù)責(zé)減振的彈性層(1.2)與附加的彈性體積(1.1)直接在一個(gè)位置或多個(gè)位置處連接，所述附加的彈性體積(1.1)是彈性層(1.2)的體積的5至100倍、優(yōu)選5至25倍、特別是10至20倍，并且使得在溫度變化時(shí)緩沖元件的頻率保持大體上恒定不變，其中，溫度變化在-30°C與+ 50°C之間的范圍中時(shí)，已調(diào)節(jié)的激勵(lì)頻率出現(xiàn)最大10至20%、優(yōu)選最大O至10%的變化。
[0052].一種相應(yīng)的緩沖元件(I) (2)，在該緩沖元件中，附加的彈性體積(1.1)安置在外部件(1.4) (2.3)中，和/或在內(nèi)部件(1.3) (2.2)中，和/或在緩沖元件或者減振器之外。
[0053].一種相應(yīng)的緩沖元件，在該緩沖元件中，附加的彈性體積(1.1) (13)是彈性層
(1.2)的體積的一部分并且通過(guò)該緩沖元件的外部件與內(nèi)部件(1.1) (1.3)的接觸面中的空隙或腔室構(gòu)成。
[0054]?一種相應(yīng)的緩沖元件，在該緩沖元件中，附加的彈性體積(1.1) (13)具有與溫度相關(guān)的膨脹系數(shù)，該膨脹系數(shù)大于彈性體層(1.2)的膨脹系數(shù)。
[0055].一種相應(yīng)的緩沖元件，在該緩沖元件中，附加的彈性體積(1.1)可以通過(guò)壓力裝置附加地被壓縮或解除壓縮，其中，壓力裝置包括一個(gè)或多個(gè)夾緊螺栓(8)或例如通過(guò)電磁線(xiàn)圈運(yùn)行的金屬銷(xiāo)釘(18至21 )，或包括可主動(dòng)變化的彈性體元件(14)。
[0056].—種相應(yīng)的緩沖元件，在該緩沖元件中，附加的彈性體積是彈性體材料、氣體、液體或粘性材料，其中包括在溫度發(fā)生變化時(shí)轉(zhuǎn)換為另一種物態(tài)(液態(tài)一固態(tài)，固態(tài)一液態(tài))的液體。
[0057].—種與溫度無(wú)關(guān)的減振器，其包括減振塊(I)和至少一個(gè)如上所述的緩沖元件。
[0058].一種相應(yīng)的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，該減振器具有兩個(gè)如上所述的緩沖元件，其中，兩個(gè)緩沖元件通過(guò)夾緊裝置(7 )而相對(duì)彼此張緊或能相對(duì)彼此張緊。
[0059].一種相應(yīng)的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，該減振器具有第一和第二所述的緩沖元件，其中，第二緩沖元件在外部件和/或內(nèi)部件(2.3) (2.2)中沒(méi)有附加的彈性體積(1.1)，并且兩個(gè)緩沖元件通過(guò)夾緊裝置(7)而相對(duì)彼此張緊或能相對(duì)彼此張緊。
[0060].一種相應(yīng)的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，在該減振器中，緩沖元件(I)和(2)的附加的體積(1.0 (13)總和比彈性體層(1.2)和(2.1)的體積總和大5至50倍、優(yōu)選大10至20倍。
[0061].對(duì)相應(yīng)的減振器的應(yīng)用，用于基本上與減振器的溫度無(wú)關(guān)地降低特別是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的振動(dòng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0062]圖1示出的是由EP1286076A1已知的、現(xiàn)有技術(shù)的彈性體減振器；
[0063]圖2.1示出的是根據(jù)本發(fā)明的減振器，其具有兩個(gè)相對(duì)彼此夾緊的緩沖元件(I)和(2)以及一個(gè)附加的彈性體體積，該彈性體體積相對(duì)夾緊方向徑向地設(shè)置在上部緩沖功能件中；
[0064]圖2.2示出的是圖2.1所示的根據(jù)本發(fā)明的減振器，然而該減振器附加地具有精調(diào)裝置(8)，以便對(duì)附加的彈性體體積中的預(yù)緊進(jìn)行精調(diào)和適配；
[0065]圖3示出的是按照?qǐng)D2.1構(gòu)造的減振器，該減振器附加地在下部第二功能件中具有另一個(gè)附加的彈性體體積；
[0066]圖4示出的是根據(jù)本發(fā)明的減振器，在該減振器中附加的彈性體體積設(shè)置在功能元件(I) (2)之外并且甚至設(shè)置在減振器之外。
[0067]圖5示出的是圖2.1所示的根據(jù)本發(fā)明的減振器。附加的彈性體體積(1.1)本身附加地可以通過(guò)可調(diào)節(jié)的止推環(huán)被壓縮或解除壓縮，該止推環(huán)位于所述附加的彈性體體積的彈性體材料中，或者設(shè)置在其上或下。止推環(huán)自身是彈性體，該彈性體在其內(nèi)部具有通道，這些通道可以被加載壓力，并且將周?chē)膹椥泽w材料壓縮或解除壓縮。
[0068]圖6示出的是示意性的緩沖元件，其具有類(lèi)似環(huán)的構(gòu)成物形式的附加的彈性體體積，該類(lèi)似環(huán)的構(gòu)成物環(huán)繞錐形的功能件，其中，與功能件的錐形的彈性體層直接連接的附加的彈性體體積可以借助通過(guò)磁線(xiàn)圈可運(yùn)動(dòng)的金屬銷(xiāo)釘被壓縮或解除壓縮。
[0069]圖7示出的是根據(jù)本發(fā)明的緩沖元件的一種特殊的實(shí)施方式，其中，此處附加的彈性體體積(1.5)是彈性體層(1.2)的一部分，并且通過(guò)這種方式同樣參與功能件上出現(xiàn)的剪切變形。
[0070]圖8示出的是用于軸(26)的彈性體軸套，在該彈性體軸套中，彈性體體積(28)與殼體(22)中的彈性體軸套之外的附加的彈性體體積(23)連接。[0071]圖9示出的是根據(jù)本發(fā)明的可平衡溫度的減振器，該減振器具有墊片(29)，該墊片完全或部分地具有斜邊(30)，從(1.2),(2.1)和/或(1.1)中擠出的彈性體材料可以貼靠到這些斜邊上，或者可以填塞由斜邊構(gòu)成的空間。
[0072]對(duì)參考量的簡(jiǎn)短說(shuō)明:
[0073]1.功能件I
[0074]1.1附加的彈性體體積
[0075]1.2橡膠層/硅樹(shù)脂層/聚氨酯層
[0076]1.3芯子
[0077]1.4具有彈性體儲(chǔ)備的外部件
[0078]2.功能件2
[0079]2.1橡膠層/硅樹(shù)脂層/聚氨酯層
[0080]2.2芯子
[0081]2.3 外部件
[0082]3.減振塊
[0083]4.需減振的構(gòu)件
[0084]5.轉(zhuǎn)接件
[0085]6.減振塊的緊固螺栓
[0086]7.調(diào)節(jié)螺栓
[0087]8.精調(diào)用的調(diào)節(jié)螺栓
[0088]9.壓緊螺栓
[0089]10.減振器的緊固螺栓
[0090]11.單獨(dú)的壓力容器
[0091]12.輸入管路
[0092]13.附加的彈性體體積(功能件之外)
[0093]備選:液體或氣體作為填充介質(zhì)
[0094]14.止推環(huán)
[0095]15.斷流閥
[0096]16.輸入管路
[0097]17.壓力表
[0098]18.彈簧
[0099]19.電磁線(xiàn)圈
[0100]20.電磁線(xiàn)圈的電源線(xiàn)
[0101]21.金屬銷(xiāo)釘
[0102]22.殼體
[0103]23.殼體中的附加的彈性體體積
[0104]24.軸套的內(nèi)部板材
[0105]25.軸套的外部板材
[0106]26.軸
[0107]27.外部板材中的連接孔[0108]28.軸套的彈性體層
[0109]29.具有斜邊的墊片
【權(quán)利要求】
1.能夠平衡溫度的緩沖元件(1)，其適合于與溫度無(wú)關(guān)地降低振動(dòng)，該緩沖元件基本上包括:固體的非彈性的外部件(1.4)和固體的非彈性的內(nèi)部件(1.3)，該內(nèi)部件完全或部分配合地插入到外部件的相應(yīng)成形的空隙或開(kāi)口中，其中，外部件與內(nèi)部件具有接觸面，這些接觸面通過(guò)由彈性體材料構(gòu)成的彈性層(1.2)而彼此連接，該彈性層通過(guò)夾緊裝置鑒于所期望的頻率被預(yù)緊或能被預(yù)緊，其特征在于:負(fù)責(zé)減振的彈性層(1.2)與附加的彈性體積(1.1)直接在一個(gè)位置或多個(gè)位置處連接，所述附加的彈性體積(1.1)是彈性層(1.2)的體積的5至100倍，并且使得在溫度在-20°C與+ 50°C之間的溫度范圍中變化時(shí)所述緩沖元件的激勵(lì)頻率最大變化10至20%。
2.如權(quán)利要求1所述的緩沖元件，其特征在于:彈性體積(1.1)是彈性層(1.2)的體積的5至25倍或10至20倍。
3.如權(quán)利要求(I)或(2)所述的緩沖元件，其特征在于:外部件與內(nèi)部件的接觸面是錐形平坦的、柱形平坦的、球形的或凸形或者凹形的，并且彈性層(1.2)被相應(yīng)地成形。
4.如權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積(1.1)安置在外部件(1.4)中。
5.如權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積(1.1)安置在內(nèi)部件(1.3)中。
6.如權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積(1.1)(13)安置在緩沖元件(I)之外并且通過(guò)連接裝置(12)而與彈性體層(1.2)連接。
7.如權(quán)利要求1至3 之任一項(xiàng)所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積(1.1)是彈性層(1.2)的體積的一部分并且通過(guò)緩沖元件的外部件與內(nèi)部件(1.1) (1.3)的接觸面中的空隙或腔室構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積(1.0 (13)是彈性材料、氣體、液體或粘性材料。
9.如權(quán)利要求8所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積具有與溫度相關(guān)的膨脹系數(shù)，該膨脹系數(shù)大于彈性體層(1.2)的膨脹系數(shù)。
10.如權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)所述的緩沖元件，其特征在于:所述附加的彈性體積(1.1)能夠通過(guò)壓力裝置被附加地壓縮或解除壓縮。
11.如權(quán)利要求10所述的緩沖元件，其特征在于:壓力裝置包括一個(gè)或多個(gè)夾緊螺栓(8)。
12.如權(quán)利要求10所述的緩沖元件，其特征在于:壓力裝置包括由電磁線(xiàn)圈運(yùn)行的金屬銷(xiāo)釘(18至21)。
13.與溫度無(wú)關(guān)的減振器，其包括:減振塊(I)和至少一個(gè)如權(quán)利要求1至12所述的緩沖元件。
14.如權(quán)利要求13所述的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，其特征在于:該減振器具有兩個(gè)如權(quán)利要求I至12所述的緩沖元件(I)和(2)，其中，兩個(gè)緩沖元件通過(guò)夾緊裝置(7)而被相對(duì)彼此張緊或能夠被相對(duì)彼此張緊。
15.如權(quán)利要求14所述的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，其特征在于:第二緩沖元件在外部件和/或內(nèi)部件(2.3) (2.2)中沒(méi)有附加的彈性體積(1.1)。
16.如權(quán)利要求13至15之任一項(xiàng)所述的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，其特征在于:緩沖元件(I)(2)分別具有錐形平坦的或球形的外部件和內(nèi)部件(1.4) (1.3) (2.2) (2.3)。
17.如權(quán)利要求13至16之任一項(xiàng)所述的與溫度無(wú)關(guān)的減振器，其特征在于:緩沖元件(I)和(2)的附加的體積(1.1) (13)總和比彈性層(1.2)和(2.1)的體積總和大10至20倍。
18.對(duì)如權(quán)利要求1至12所述的緩沖元件的應(yīng)用或?qū)θ鐧?quán)利要求13至17所述的減振器的應(yīng)用，用于降低承受不同溫度的設(shè)備中的`、特別是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的振動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F03D7/02GK103765033SQ201280040161
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月18日
【發(fā)明者】F·米奇, M·多爾桑 申請(qǐng)人:Esm能源及振動(dòng)技術(shù)沿有限公司