DE102020119832A1

DE102020119832A1 - Elastomerbuchse und elastisches Lager für Windkraftanlagen

Info

Publication number: DE102020119832A1
Application number: DE102020119832.9A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Spatzig; Andreas Kehr; Michael Schäddel; Philipp Steigerwald
Original assignee: EFFBE GmbH
Current assignee: EFFBE GmbH
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2022-02-17
Also published as: US20230235805A1; CN116075652A; WO2022023364A1; EP4189259A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elastomerbuchse für ein elastisches Lager einer Triebstrangkomponente einer Windkraftanlage, insbesondere eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage, umfassend zwei Halbschalen, die jeweils aus einem Elastomerstück mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind, wobei wenigstens eine Halbschale eine in Richtung ihrer Längsachse variierende Axialsteifigkeit aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elastomerbuchse für ein elastisches Lager einer Triebstrangkomponente einer Windkraftanlage. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein elastisches Lager, insbesondere ein Entkopplungslager, zum Lagern einer Triebstrangkomponente, insbesondere eines Getriebes, einer Windkraftanlage insbesondere an dessen Gehäuse, wie Maschinenträger.
In Windkraftanlagen wird ein großes Drehmoment vom Motor auf das Getriebe und von dort auf dem Generator übertragen. Zur Reduzierung der dynamischen Lasten auf Getriebe und Tragkonstruktion werden üblicherweise elastische Lager in den Getriebestützen verwendet. Die elastischen Lager weisen elastische Buchsen zur Schwingungs- und Vibrationsentkopplung auf, welche in die Lagerung des Triebstrangs integriert sind und beispielsweise Bestandteil der Loslagereinheit im Triebstrang sind. Die Loslagereinheit wird aus vier elastischen Buchsen und der Wälzlagereinheit im Getriebe gebildet. Die elastischen Buchsen sind über die Drehmomentstütze (Achsbolzen) mit dem Getriebe und über Lagerblöcke mit dem Gehäuse bzw. dem Maschinenträger verbunden. An die elastischen Buchsen wird die Anforderung gestellt, zum einen den hohen und schwankenden, auf die Lagerung wirkenden Kräften beispielsweise infolge von Wind standzuhalten und zum anderen in Längsrichtung möglichst weich sein, damit ein Bewegungsspiel des Achsbolzens gewährleistet ist.
Aus EP 2 516 883 ist eine gattungsgemäße Lagerung bekannt. In Bezug auf die Anforderungen an gattungsgemäße Lagerungen sowie deren Einbausituation sei auf EP 2 516 883 verwiesen. Die Lagerung umfasst eine Spannbuchse mit einer exzentrischen Geometrie. Die Spannbuchse besteht aus zwei ovalen Halbschalen, die aus Gummi hergestellt und Metalleinlagen verstärkt bzw. versteift sind. Aufgrund der ovalen Geometrie besitzt die Spannbuchse in quer zur Längsachse in vertikaler Richtung weiterhin eine große Abmessung und benötigt daher viel Bauraum. Ferner geht ein hohes Gewicht einher, welches vor allem durch die Metalleinlagen weiter erhöht wird. Schließlich gestaltet sich die Herstellung aufgrund der Kombination von Elastomermaterial und Metalleinlage schwierig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Anpassung einer gewüntschen Axial- und/oder Radialsteifigkeit insbesondere wegen der Abstimmung von Elastomergeometrie und Metalleinlage mit hohem Aufwand verbunden ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu verbessern, insbesondere eine Elastomerbuchse sowie ein elastisches Lager für Windkraftanlagen bereitzustellen, die/das ein niedrigeres Gewicht aufweist, weniger Bauraum beansprucht und/oder flexibler bezüglich der Axial- und/oder Radialsteifigkeit einzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Danach ist eine Elastomerbuchse für ein elastisches Lager einer Triebstrangkomponente einer Windkraftanlage bereitgestellt. Beispielsweise handelt es sich um eine Elastomerbuchse für ein elastisches Lager eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage. Elastische Lager werden in Windkraftanlagen eingesetzt, um die dynamischen Lasten, welche auf die Triebstrangkomponente und das Gehäuse einwirken, aufzunehmen. Mittels der Elastomerbuchse kann eine Schwingungs- und/oder Vibrationsdämpfung sowie - entkopplung stattfinden. In Bezug auf die grundsätzliche Einbausituation der Elastomerbuchse bzw. des elastischen Lagers sei auf EP 2 516 883 verwiesen, dessen diesbezüglicher Inhalt unter Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
Die erfindungsgemäße Elastomerbuchse umfasst zwei Halbschalen, die jeweils aus einem Elastomerstück, insbesondere monolithisch, mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind. Die Shore-Härte ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe, der in den Normen DIN EN ISO 868, DIN ISO 7619-1 und ASTM D 2240-00 festgelegt ist. Die Halbschalen können aus demselben Material hergestellt sein und/oder dieselbe Dimension aufweisen. In einem Montagezustand in dem elastischen Lager können die beiden Halbschalen zur Bildung einer insbesondere zylindrischen Durchführung beispielsweise für ein Befestigungsteil der Triebstrangkomponente, wie die Drehmomentstütze oder der Achsbolzen, stirnseitig aufeinander aufliegen. Eine Wandstärke der Halbschalen kann deutlich kleiner dimensioniert sein als deren Umfangserstreckung. Im Querschnitt können die Halbschalen eine c-Form oder eine Halbring-Form aufweisen. Die gewählte Shore-Härte der Halbschalen, insbesondere des Elastomerstück-Materials, gewährleistet die notwendige Belastbarkeit, wobei beispielsweise im Vergleich zu standardgemäß eingesetzten Gummi-Metall-Elastomerbuchsen bis zu vier Mal höhere Belastungen aufgenommen werden können bei vergleichbarer Verformung, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Elastomerbuchsen deutlich kleiner zu dimensionieren. Insofern können ein geringeres Bauteilgewicht, geringere Bauteilkosten sowie geringere Bauteilabmessungen erzielt werden.
Erfindungsgemäß weist wenigstens eine Halbschale, insbesondere weisen beide Halbschalen, eine in Richtung ihrer Längsachse variierende Axialsteifigkeit auf. Beispielsweise ist die wenigstens eine Halbschale derart ausgelegt und/oder konstruktiv derart gestaltet, dass wenigstens zwei Axialabschnitte der Halbschale gebildet sind, die eine unterschiedliche Axialsteifigkeit aufweisen. Somit können einerseits die erheblichen Belastungsanforderungen insbesondere in Radialrichtung erfüllt und gleichzeitig die Axialsteifigkeit in Abhängigkeit der spezifischen Anforderungen eingestellt werden. Beispielsweise ist es dadurch möglich, die Axialsteifigkeit der Elastomerbuchse auch deutlich geringer als die Radialsteifigkeit auszubilden. Insbesondere ist es den Erfindern der vorliegenden Erfindung gelungen, die Axialsteifigkeit zumindest in gewisser Maße unabhängig von der Radialsteifigkeit einstellen zu können. Durch die flexible Gestaltung der Axial- bzw. Radialsteifigkeit der Elastomerbuchse können weitere Einsparungen im Hinblick auf Materialaufwand, Bauraum und damit auch Kosten erzielt werden. Unter der Axialsteifigkeit kann vorliegend der Widerstand der Elastomerbuchse, insbesondere der Halbschale, gegen elastische Verformung durch einen äußeren Krafteintrag, insbesondere in Richtung der Längsachse, beispielsweise eine Schub- oder Dehnbelastung, verstanden werden. Als Radialsteifigkeit können vorliegend der Widerstand der Elastomerbuchse bzw. der Halbschalen gegen elastische Verformung bei einem Krafteintrag quer, insbesondere radial, zur Längsachse verstanden werden. Die variierende Axialsteifigkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass wenigstens eine Halbschale segmentiert ist, insbesondere unterschiedliche radiale Wandstärken entlang der Längsachse aufweist. Ferner ist es möglich, die Radialsteifigkeit abhängig von der Orientierung auszugestalten, wobei beispielsweise die Radialsteifigkeit in horizontaler Richtung größer oder kleiner der Radialsteifigkeit in vertikaler Richtung sein kann.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst wenigstens ein Elastomerstück Polyurethan. Beispielsweise handelt es sich um Polyurethan-Polyester oder Polyester-Urethan-Kautschuk. Bevorzugt wird Urelast eingesetzt. Die genannten Materialien für das Elastomerstück haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, insbesondere wegen der hohen Belastbarkeit, hohen Zugfestigkeit und einem sehr guten Verschleißverhalten. Vor allem wegen der hohen Belastbarkeit ist es möglich, die Elastomerbuchse kleiner zu dimensionieren. Somit ergeben sich Vorteile im Hinblick auf Bauraum, Materialaufwand und Kosten. Urelast ist im Allgemeinen ein Gießelastomer.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse weisen die Halbschalen jeweils eine Mittelachse auf, die bei aufeinander aufliegenden Halbschalen und/oder im montierten Zustand in dem Lager, insbesondere im Betriebszustand, konzentrisch zueinander orientiert sind. Aufgrund der konzentrischen Anordnung ergeben sich vor allem weitere Bauraumvorteile. Es ist zur Etablierung von unterschiedlichen Steifigkeiten in unterschiedlichen Richtungen nicht mehr notwendig, die Halbschalen beispielsweise oval oder elliptisch zu konfigurieren und/oder exzentrisch zueinander im montierten Zustand in dem elastischen Lager anzuordnen. Im montierten Zustand bilden die Elastomerstück-Halbschalen im Wesentlichen eine Ringform, wobei eine insbesondere zylindrische Durchführung für ein Befestigungsteil der Triebstrangkomponente, wie der Drehmomentstütze oder dem Achsbolzen, sowie ein zumindest näherungsweise runder Außenumfang, der im montierten Zustand in dem Lager, insbesondere im Betriebszustand, von zwei Lagerblockteilen kontaktiert wird, insbesondere vollständig umgeben wird und/oder insbesondere verklemmend aufgenommen wird, gebildet sind.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse ist dessen Radialsteifigkeit quer zur Längsachse größer als dessen Axialsteifigkeit in Längsachsenrichtung. Beispielsweise beträgt die Axialsteifigkeit weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% oder weniger als 2% der, Radialsteifigkeit. Die angegebenen Verhältnisse haben sich als besonders vorteilhaft bezüglich der spezifischen Anforderungen in elastischen Lagern in Windkraftanlagen zum Lagern der Triebstrangkomponente an dem Gehäuse, insbesondere Maschinenträger, der Windkraftanlage erwiesen. Bei dem Einsatz der Elastomerbuchse in Loslagern ist eine besonders geringe Axialsteifigkeit erwünscht. Ferner ist es möglich, die Radialsteifigkeit abhängig von der Orientierung auszugestalten, wobei beispielsweise die Radialsteifigkeit in horizontaler Richtung größer oder kleiner der Radialsteifigkeit in vertikaler Richtung sein kann. Beispielsweise können die Radialsteifigkeiten in den verschiedenen Richtungen um 5% oder um 8% oder auch um mehr als 10% voneinander abweichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Elastomerbuchse für ein elastisches Lager einer Triebstrangkomponente einer Windkraftanlage bereitgestellt. Beispielsweise handelt es sich um eine Elastomerbuchse für ein elastisches Lager eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage. Elastische Lager werden in Windkraftanlagen eingesetzt, um die dynamischen Lasten, welche auf die Triebstrangkomponente und das Gehäuse einwirken, aufzunehmen. Mittels der Elastomerbuchse kann eine Schwingungs- und/oder Vibrationsdämpfung sowie - entkopplung stattfinden. In Bezug auf die grundsätzliche Einbausituation der Elastomerbuchse bzw. des elastischen Lagers sei auf EP 2 516 883 verwiesen, dessen diesbezüglicher Inhalt unter Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
Die erfindungsgemäße Elastomerbuchse umfasst zwei Halbschalen, die jeweils aus einem Elastomerstück, insbesondere monolithisch, mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind. Die Shore-Härte ist ein Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe, der in den Normen DIN EN ISO 868, DIN ISO 7619-1 und ASTM D 2240-00 festgelegt ist. Die Halbschalen können aus demselben Material hergestellt sein und/oder dieselbe Dimension aufweisen. In einem Montagezustand in dem elastischen Lager können die beiden Halbschalen zur Bildung einer insbesondere zylindrischen Durchführung beispielsweise für die Drehmomentstütze stirnseitig aufeinander aufliegen. Eine Wandstärke der Halbschalen kann deutlich kleiner dimensioniert sein als deren Umfangserstreckung. Im Querschnitt können die Halbschalen eine c-Form oder eine Halbring-Form aufweisen. Die gewählte Shore-Härte der Halbschalen, insbesondere des Elastomerstück-Materials, gewährleistet die notwendige Belastbarkeit, wobei beispielsweise im Vergleich zu standardgemäß eingesetzten Gummi-Metall-Elastomerbuchsen bis zu vier Mal höhere Belastungen aufgenommen werden können, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Elastomerbuchsen deutlich kleiner zu dimensionieren. Insofern können ein geringeres Bauteilgewicht, geringere Bauteilkosten sowie geringere Bauteilabmessungen erzielt werden.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt weist wenigstens eine Halbschale, insbesondere die Halbschale mit der variierenden Axialsteifigkeit, wenigstens zwei in einem Abstand in Längsrichtung und/oder quer, insbesondere senkrecht, dazu zueinander angeordnete Tragstege auf. Die Tragstege stehen von einem Außen- oder Innenumfang der Halbschale derart vor, dass zwischen je zwei Tragstegen ein Ausweichraum gebildet ist. Der Ausweichraum kann beispielsweise eine Nut oder eine Aussparung sein. Die am Außenumfang angeordneten Tragstege, im Folgenden auch als Außen-Tragstege bezeichnet, sind im montierten Zustand in dem Lager, insbesondere im Betriebszustand, in einem tragenden Kontakt mit dem außenseitig die Elastomerstück-Halbschalen umgebenden Lagerteilen des elastischen Lagers. Am Innenumfang der Halbschale vorgesehene Tragstege, im Folgenden auch als Innen-Tragstege bezeichnet, gelangen im Betriebszustand, also im montierten Zustand im Lager, in einen tragenden Kontakt mit der Triebstrangkomponente, insbesondere dessen Drehmomentstütze bzw. Achsbolzen, die/der durch eine vom Innenumfang der Halbschalen begrenzte Durchführung aufgenommen ist. Tragstege, die auf gleicher Axialhöhe der Elastomerbuchse bezüglich dessen Längsachse angeordnet und von einem Ausweichraum, wie einer Nut oder einer Aussparung, voneinander getrennt sind, können als Umfangstragstege bezeichnet werden. Tragstege, die auf gleicher Umfangshöhe der Elastomerbuchse bezüglich dessen Längsachse angeordnet und von einem Ausweichraum, wie einer Nut oder einer Aussparung, voneinander getrennt sind, können als Axialtragstege bezeichnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, insbesondere durch flexible Gestaltung der Geometrie der Elastomerbuchse, die Federsteifigkeit der Elastomerbuchse bezüglich allen Raumachsen flexibel einzustellen, insbesondere um auf beliebige Belastungsanforderungen reagieren zu können. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass über die Tragsteg-Ausweichraum-Struktur der Elastomerbuchse gezielt die Axialsteifigkeit sowie auch die Radialsteifigkeit zum einen in horizontaler Richtung und zum anderen in vertikaler Richtung eingestellt werden kann.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse sind die Tragstege dazu eingerichtet, bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung und/oder quer dazu, auf die Elastomerbuchse (1) in Längsrichtung und/oder quer dazu in einen benachbarten Ausweichraum auszuweichen. Auf diese Weise ist es möglich, die Axialsteifigkeit und/oder die Radialsteifigkeit einzustellen, beispielsweise in Abhängigkeit der zu erwartenden Belastungen, der Dimensionierung der Windkraftanlage und/oder der Leistung der Windkraftanlage. Die Axialsteifigkeit und/oder die Radialsteifigkeit kann beispielsweise durch die Dimensionierung der Tragstege und/oder der Nuten eingestellt werden. Im Allgemeinen gilt, dass je höher das Maß des Ausweichens der Tragstege in benachbarte Ausweichräume ist, desto geringer die Steifigkeit der Halbschale in dieser Richtung ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse weisen die Tragstege im Querschnitt eine rechteckige Form oder eine Kegelform auf. Beispielsweise ist es möglich, dass die Tragstege sich in Radialrichtung insbesondere kontinuierlich verjüngen. Eine diskontinuierliche Verjüngung ist ebenfalls denkbar. Auch über die Querschnittsform der Tragstege lässt sich gezielt deren Fähigkeit einstellen, in die benachbarten Nuten auszuweichen, um eine bestimmte Steifigkeit in diese Richtung zu erzielen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse ist wenigstens ein Tragsteg in Umfangsrichtung segmentiert und/oder in Umfangsabschnitte unterteilt. Die in Umfangsrichtung segmentiertes bzw. unterteilten Abschnitte der Tragstege können als Umfangstragstege bezeichnet werden. Dabei kann der wenigstens eine Tragsteg in Umfangsrichtung derart segmentiert oder unterteilt sein, dass wenigstens 2, 3 oder 4 Umfangstragstege gebildet sind. Die Umfangstragstege können sich in Umfangsrichtung um im Wesentlichen die gleiche Umfangsdimensionierung erstrecken. Ferner können je zwei benachbarte Umfangstragstege in Umfangsrichtung von einer insbesondere geradlinigen und/oder in Längsrichtung orientierten Aussparung, die den Ausweichraum bildet, voneinander getrennt sein. Die Aussparungen können auch wenigstens abschnittsweise gekrümmt sein.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse sind die Umfangstragstege dazu eingerichtet, bei einer Belastung, insbesondere quer zur Längsrichtung, auf die Elastomerbuchse in Umfangsrichtung in je eine benachbarte Aussparung auszuweichen. In Bezug auf die Aussparung und das Ausweichen der Umfangstragstege in diese gelten die Ausführungen zu der Nut und dem Ausweichen der Tragstege in diese in analoger Weise. Die Segmentierung der Tragstege in Umfangsrichtung ermöglicht eine zusätzliche Einstellung der Steifigkeit der Elastomerbuchse bzw. der entsprechenden Halbschale in Umfangsrichtung, insbesondere unabhängig von der Axialsteifigkeit bzw. ohne wesentliche Beeinflussung der Axialsteifigkeit.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse weist wenigstens eine Halbschale eine Verdrehsicherung auf. Die Verdrehsicherung ist dazu eingerichtet, im Betriebszustand des elastischen Lagers eine Rotation der Elastomerbuchse um die Axialrichtung zu verhindern. Beispielsweise ist die Verdrehsicherung durch Verstiften, Verkleben oder durch einen mit einem Lagerblockteil des Lagers zusammenwirkenden Radialvorsprung realisiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem Radialvorsprung um einen vom Außenumfang der Halbschale radial vorstehenden Absatz, der im montierten Zustand in dem Lager sich zwischen den Lagerblockteilen befindet. Beispielsweise wird der Radialvorsprung von den beiden Lagerblockteilen verklemmt. Beispielsweise kann der Radialvorsprung mit wenigstens einem Lagerblockteil in einem Formschlusseingriff gelangen, so dass eine Relativrotation zwischen Elastomerbuchse und Lagerblockteil verhindert ist.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse weisen die Halbschalen einen c-förmigen Querschnitt auf. Der Radialvorsprung kann im Bereich eines offenen Endes des c-förmigen Querschnitts, mit anderen Worten im Bereich eines offenen Endabschnitts der Halbschale, angeordnet sein. Beispielsweise besitzen beide Halbschalen einen insbesondere gleich ausgebildeten Radialvorsprung, der im Wesentlichen an derselben Stelle der jeweiligen Halbschale angeordnet sein kann, so dass sich die Radialvorsprünge einander gegenüberliegen im Betriebszustand, insbesondere aufeinander aufliegen und/oder gegeneinander verklemmt werden durch die Lagerblockteile.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist wenigstens eine Halbschale eine quer zur Längsachse variierende Radialsteifigkeit auf. Es wurde herausgefunden, dass auch die Belastungen in Radialrichtung auf die Elastomerbuchse nicht in Umfangsrichtung vollständig gleich verteilt sind. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass es Bereiche erhöhter Belastung gibt. Durch die gezielte Stärkung in den hochbelasteten Bereichen und/oder die gezielte relative Schwächung in den weniger stark belasteten Bereichen ermöglicht es weitere Einsparungen bezüglich Kosten, Material und Bauraum zu erzielen. Die intelligente Konstruktion der Elastomerbuchse wird unterstützt durch die bevorzugte Materialwahl, die zum einen eine flexible Herstellung gewährleistet und zum anderen sehr hoch belastbar ist.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse weisen die Tragstege in Umfangsrichtung eine variierende Radialhöhe auf. Beispielsweise weist wenigstens ein Tragsteg eine in Umfangsrichtung variierende Radialhöhe auf. Beispielsweise nimmt die Radialhöhe des wenigstens einen Tragstegs, insbesondere sämtlicher Tragstege, hin zu einem offenen Endabschnitt der Halbschale ab und/oder hin zu einem Scheitelpunkt der Halbschale insbesondere kontinuierlich ab. Es wurde herausgefunden, dass im Bereich der 3-/9-Uhr-Stellung und auch der 6-Uhr-Stellung geringere Radialbelastungen auftreten, so dass in diesen Bereichen Material eingespart werden kann, um die diesbezügliche Steifigkeit zu erniedrigen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung weisen die Tragstege im Bereich eines Scheitelpunkts der c-förmigen Halbschalen eine insbesondere konkave Aussparung auf. Die Aussparung befindet sich mit anderen Worten auf der 6-Uhr-Stellung. Im montierten Zustand in dem elastischen Lager zeigt die Aussparung in Vertikalrichtung nach unten.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Elastomerbuchse weist eine Halbschale eine quer zur Längsachse größere Radialsteifigkeit auf als die andere Halbschale. Beispielsweise beträgt die Steifigkeitsabweichung der beiden Halbschalen zueinander zwischen 0,1 % und/oder höchstens 5%.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein elastisches Lager, insbesondere Entkopplungslager, zum Lagern einer Triebstrangkomponente, insbesondere eines Getriebes, einer Windkraftanlage insbesondere an dessen Gehäuse, wie dessen Maschinenträger, bereitgestellt. Beispielsweise handelt es sich um ein elastisches Lager eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage. Elastische Lager werden in Windkraftanlagen eingesetzt, um die dynamischen Lasten, welche auf die Triebstrangkomponente und das Gehäuse einwirken, aufzunehmen. Mittels des elastischen Lagers kann eine Schwingungs- und/oder Vibrationsdämpfung sowie - entkopplung stattfinden. In Bezug auf die grundsätzliche Einbausituation des elastischen Lagers sei auf EP 2 516 883 verwiesen, dessen diesbezüglicher Inhalt unter Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
Das erfindungsgemäße elastische Lager umfasst eine gemäß einem der zuvor beschriebenen beispielhaften Aspekte oder beispielhaften Ausführungen ausgebildete Elastomerbuchse und zwei Lagerblockteile zum insbesondere verklemmenden Aufnehmen der Elastomerbuchse. Die Lagerblockteile sind gehäuseseitig anzuordnen bzw. angeordnet und werden von dem elastischen Lager in Bezug auf Schwingung und/oder Vibration voneinander entkoppelt bzw. gedämpft. Aus diesem Grund kann bei dem elastischen Lager auch von einem Entkopplungslager gesprochen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein elastisches Lager, insbesondere Entkopplungslager, zum Lagern einer Triebstrangkomponente, insbesondere eines Getriebes, einer Windkraftanlage insbesondere an dessen Gehäuse, wie dessen Maschinenträger, bereitgestellt. Beispielsweise handelt es sich um ein elastisches Lager eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage. Elastische Lager werden in Windkraftanlagen eingesetzt, um die dynamischen Lasten, welche auf die Triebstrangkomponente und das Gehäuse einwirken, aufzunehmen. Mittels des elastischen Lagers kann eine Schwingungs- und/oder Vibrationsdämpfung sowie - entkopplung stattfinden. In Bezug auf die grundsätzliche Einbausituation des elastischen Lagers sei auf EP 2 516 883 verwiesen, dessen diesbezüglicher Inhalt unter Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
Das erfindungsgemäße elastische Lager umfasst eine insbesondere gemäß einem der zuvor beschriebenen beispielhaften Aspekte oder beispielhaften Ausführungen ausgebildete Elastomerbuchse und zwei Lagerblockteile zum insbesondere verklemmenden Aufnehmen der Elastomerbuchse. Die Elastomerbuchse umfasst zwei Halbschalen, die jeweils aus einem Elastomerstück mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind. Die Elastomerbuchse ist gemäß diesem Aspekt derart ausgebildet, dass ein axiales Bewegungsspiel der Elastomerbuchse in Richtung ihrer Längsachse relativ zu den Lagerblockteilen oder relativ zu einem gegebenenfalls von der Elastomerbuchse aufgenommenen Befestigungsteil, wie einer Drehmomentstütze oder einem Achsbolzen, der Triebstrangkomponente bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung, auf das elastische Lager zugelassen ist. Beispielsweise beträgt das axiale Bewegungsspiel wenigstens 1mm und höchstens 50mm, insbesondere zwischen 1mm und 40mm, 30mm, 20mm oder 10mm. Als vorteilhaft hat sich ein axiales Bewegungsspiel im Bereich von 2mm bis 3mm erwiesen.
Die Elastomerbuchse kann ferner derart eingerichtet und/oder dimensioniert sein, dass ein Relativbewegungsspiel quer zur Längsachse, insbesondere in Radialrichtung, relativ zu den Lagerblockteilen oder relativ zu einem gegebenenfalls von der Elastomerbuchse aufgenommenen Befestigungsteil, wie einer Drehmomentstütze oder einem Achsbolzen, der Triebstrangkomponente, geringer ist als das axiale Relativbewegungsspiel, insbesondere unterbunden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Windkraftanlage mit einem elastischen Lager gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte bereitgestellt.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung einer Halbschale einer erfindungsgemäßen Elastomerbuchse;
2 eine Vorderansicht der Halbschale nach 1;
3 eine Seitenansicht der Halbschale gemäß 1 bzw. 2;
4 eine perspektivische Ansicht einer Halbschale einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Elastomerbuchse;
5 eine Vorderansicht der Halbschale nach 4;
6 eine Seitenansicht der Halbschale gemäß der 4 bzw. 5;
7 eine perspektivische Ansicht einer Halbschale einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Elastomerbuchse;
8 eine Vorderansicht der Halbschale nach 7;
9 eine Seitenansicht der Halbschale gemäß 7 bzw. 8;
10 eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen elastischen Lagers;
11 eine Schnittansicht des elastischen Lagers nach 10; und
12a - 12f schematische Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung der Montage eines elastischen Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung.

Anhand der 1 bis 9 werden drei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Elastomerbuchsen, die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 versehen sind, beschrieben. In den 1 bis 9 ist jeweils eine Halbschale, die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 3 versehen ist, der jeweiligen Elastomerbuchse 1 abgebildet. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass die zweite, der dargestellten Halbschalen 3 zur Bildung der Elastomerbuchse 1 zugeordnete, Halbschale 3' (10) im Wesentlichen gleich aufgebaut sein kann. Insofern können die in Bezug auf die dargestellte Halbschale 3 gemachten Ausführungen auf die zweite, in den 1 bis 9 nicht dargestellte, Halbschale 3' übertragen werden. Anhand der 10 bis 12f werden beispielhafte Ausführungen eines erfindungsgemäßen elastischen Lagers, das im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 5 versehen ist, näher beschrieben, wobei unter Bezugnahme auf die 12a bis 12f die Montage des elastischen Lagers 5 veranschaulicht wird. Für die folgende Beschreibung der beispielhaften in den Figuren dargestellten Ausführungen kann davon ausgegangen werden, dass die Halbschale 3 der Elastomerbuchse 1 aus einem Elastomerstück mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt ist, wobei bevorzugt das Material Polyurethan eingesetzt wird.
Bezugnehmend auf das erste Ausführungsbeispiel einer Halbschale 3 einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Elastomerbuchse 1 der 1 bis 3 ist die Grundstruktur der Halbschale 3 ersichtlich. Die Halbschale 3 weist im Querschnitt eine halbkreisförmige Gestalt auf. Die Halbschale 3 besitzt in Längserstreckungsrichtung, das heißt entlang der Längsachse A, einen abschnittsweisen konstanten Querschnitt. Die Halbschale 3 ist konkav gekrümmt und weist eine offene Seite auf, die der zweiten, nicht dargestellten, Halbschale 3' zuzuordnen und zuzuwenden ist.
Die Halbschale 3 begrenzt einen halbzylindrischen, hohlen Innenraum 7, welcher zur Aufnahme eines Verbindungsteils der Triebstrangkomponente (nicht dargestellt) dient, wie beispielsweise einer Drehmomentstütze (Achsbolzen 9 in siehe 10). Eine den Innenraum 7 begrenzende Innenwandung 11 der Halbschale 3 ist gleichmäßig gekrümmt entlang der Längsachse A und erstreckt sich von einer stirnseitigen, halbzylinderförmigen Öffnung 13 zu einer gegenüberliegenden stirnseitigen, halbzylindrischen Öffnung 15, so dass beispielsweise der Achsbolzen 9 zu beiden Stirnseiten aus der Halbschale 3 herausragen kann.
Im Bereich eines offenen Endabschnitts 15 der Halbschale 3 weist die Halbschale 3 ebene, sich in Längsachsenrichtung A erstreckende Auflageflächen 19, 21 auf, die mit insbesondere komplementär geformten Auflageflächen der nicht dargestellten weiteren Halbschale in einen Anlagekontakt im montierten Zustand in dem elastischen Lager 1 geraten. Im Bereich des Endabschnitts 17 ist ferner ein quer zur Längsachsenrichtung A über einen Außenumfang der Halbschale 3 vorstehender Radialvorsprung 23 angeordnet, der eine Verdrehsicherung in dem elastischen Lager 1 bildet. Die Verdrehsicherung wird mittels des Radialvorsprungs 23 durch formschlüssigen Eingriff in eine entsprechende Vertiefung in den zugeordneten Lagerblockteilen 25, 27 (10) des elastischen Lagers 1 oder durch eine Anordnung des Radialvorsprungs 23 im montierten Zustand in dem elastischen Lager 1 derart, dass eine Relativrotation der Elastomerbuchse 1 relativ zu den, die Halbschalen 3 umgebenden, Lagerblockteilen 25, 27 vermieden ist. Beispielsweise kann der Radialvorsprung 23 im Kontakt- bzw. Trennbereich zwischen den beiden Lagerblockteilen 25, 27 angeordnet sein, insbesondere von den Lagerblockteilen 25, 27 verklemmt werden.
Die Halbschale 3 weist eine in Richtung ihrer Längsachse A variierende Axialsteifigkeit sowie eine quer zur Längsachse A variierende Radialsteifigkeit auf. Die Halbschale 3 weist in den 1 bis 3 drei in Längsachsenrichtung A zueinander in einem Abstand angeordnete, insbesondere identisch ausgebildete, Tragstege 29 auf, die sich von einem Außenumfang 31 quer zur Längsachsenrichtung A, insbesondere in Radialrichtung, wegerstrecken und von dem Außenumfang 31 vorstehen. Zwischen je zwei benachbarten Tragstegen 29 ist eine in Umfangsrichtung orientierte, einen Ausweichraum formende, Nut 31 gebildet. Die Tragstege 29 können in Umfangsrichtung derart dimensioniert und/oder gekrümmt sein, dass ein Krümmungsradius einer gedachten Außenkonturlinie der Tragstege 29 denselben Krümmungsradius besitzt, wie der Außenumfang 31.
In den 1 bis 3 sind drei Axialtragstege 30 vorgesehen, die zwischen sich zwei Nuten 33 ausbilden. Bei einer Belastung oder Kraftaufbringung von außen, insbesondere in Längsachsenrichtung A, auf die Elastomerbuchse 1 bzw. die Halbschale 3, können die Axialtragstege 30 in die benachbarten Nuten 33 insbesondere elastisch ausweichen oder sich derart deformieren, dass die Axialtragstege 30 wenigstens teilweise die Nuten 33 ausfüllen. Das Ausweichen der Axialtragstege 30 in die benachbarten Nuten 33 bewirkt zum einen, dass die Halbschale 3 eine geringere Axialsteifigkeit bezüglich der Radialsteifigkeit aufweist. Des Weiteren ist die Variation der Axialsteifigkeit in Längsachsenrichtung A derart zu verstehen, dass die Halbschale 3 entlang der Längsachse A eine variierende radiale Wandstärke aufweisen kann. Bei einer äußeren Belastung insbesondere im Betriebszustand im montierten elastischen Lager 5 können die Axialtragstege 30 in die benachbarten Nuten 33 ausweichen, so dass ein Relativbewegungsspiel zwischen der Elastomerbuchse 1 und den beiden Lagerblockteilen 25, 27 oder gegebenenfalls dem Achsbolzen 9 in Längsrichtung A zugelassen ist. Wie in den 1 bis 3 zu erkennen ist, ist die Halbschale 3 bezüglich einer Mittelebene M spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die Axialtragstege 30 weisen, wie es insbesondere in 2 zu sehen ist, eine im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsform auf, so dass die benachbarten Ausweichnuten 33 im Wesentlichen eine Trapezform besitzen (2).
Insbesondere aus den 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Tragstege 29 in Umfangsrichtung segmentiert sind. Dies bedeutet, dass die Tragstege 29 in Umfangsrichtung in Umfangstragstege 35 unterteilt sind. Bei der Ausführung gemäß der 1 bis 3 sind pro Tragsteg 29 vier insbesondere gleich dimensionierte Umfangstragstege 35 gebildet. Die Umfangstragstege 35 sind dazu eingerichtet, bei einer Belastung, insbesondere in Längsachsenrichtung A, in Umfangsrichtung in eine benachbarte, einen Ausweichraum bildende, Aussparung 37, 39, auszuweichen. Insbesondere aus 2 geht hervor, dass eine im Wesentlichen mittige Aussparung 37 in Umfangsrichtung größer dimensioniert ist, als die zwei benachbarten Aussparungen 39. Insofern ist eine Deformationsmöglichkeit der an die mittige Aussparung 37 angrenzenden Umfangstragstege 35 größer als eine Deformationsmöglichkeit der beiden äußeren, die schmaleren Aussparungen 39 begrenzenden Umfangstragstege 35. im Allgemeinen sei klar, dass ein Tragstegabschnitt zugleich Umfangstragsteg als auch Axialtragsteg sein kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Tragsteg 29 sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung segmentiert sind.
Die Ausführung der Halbschale 3 der 4 bis 6 einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Elastomerbuchse 1 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß der 1 bis 3 im Wesentlichen durch die Realisierung der variierenden Axial- und/oder Radialsteifigkeit. Im Übrigen kann auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen werden.
Wie aus einem Vergleich der 4 bis 6 mit den 1 bis 3 hervorgeht, ist bei der Ausführung gemäß der 6 der Mechanismus zum Ermöglichen des axialen Relativbewegungsspiels zwischen der Elastomerbuchse 1 und der weiteren Komponente, nämlich dem Befestigungsteil der Triebstrangkomponente, wie dem Achsbolzen 9, an dem Innenumfang bzw. an der Innenwand 11 angeordnet. Der Außenumfang 31 ist kontinuierlich gestaltet und bildet im Wesentlichen eine zylindrische Außenkontur. Bei der Ausführung der 4 bis 6 sind innenseitig im Bereich des Innenraums 7 Tragstege 41 angeordnet. Die Innen-Tragstege 41 sind sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung zur Bildung von Umfangstragstegen 45 sowie zur Bildung von Axialtragstegen 42 segmentiert bzw. unterteilt. Die Axialtragstege 42 erstrecken im Wesentlichen in Längsachsenrichtung A und stehen nach radial innen von dem Innenumfang 11 in den Innenraum 7 vor. Zwischen zwei benachbarten Axialtragstegen 42 ist je eine, einen Ausweichraum formende, Nut 43 gebildet. Analog zur Funktionsweise der außenseitigen Tragstege 29, insbesondere der außenseitigen Axialtragstege 30, können die innenseitigen Axialtragstege 42 bei einer Belastung von außen, insbesondere in Längsachsenrichtung A, auf die Elastomerbuchse 3 in die jeweils benachbarte innenseitige Nut 43 ausweichen. Gemäß 4 ist ersichtlich, dass in der beispielhaften Ausführung zwei in Längsachsenrichtung A in einem Abstand zueinander angeordnete Axialtragstege 42 vorgesehen sind, welche eine insbesondere mittige in Bezug auf die Längserstreckung der Halbschale 3 angeordnete und in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig umlaufende Ausweichnut 43 begrenzen.
Des Weiteren sind, entsprechend der Ausgestaltung der außenseitigen Tragstege 29, die innenseitigen Tragstege 41 in Umfangsrichtung in Umfangstragstege 45 unterteilt, beispielsweise in drei Umfangstragstege 45. Insofern ergeben sich zwischen je zwei benachbarten Umfangstragstegen 45 im Wesentlichen gradlinige, sich in Längsachsenrichtung A erstreckende Aussparungen 47, in die wiederum die Umfangstragstege 45 bei einer Belastung und/oder Krafteinbringung von außen ausweichen können. Die Umfangstragstege 45 weisen in Längsachsenrichtung A einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Gleiches gilt für die benachbarten Ausweichaussparungen 47.
Bezugnehmend auf die 7 bis 9 ist eine Ausführung einer Halbschale 3 gezeigt, die als Kombination der konstruktiven und strukturellen Merkmale der Halbschalen der beiden Ausführungen der 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 zu verstehen ist. Dies bedeutet, dass die Halbschale 3 gemäß der 4 bis 6 sowohl den innenseitigen Bewegungsspielmechanismus als auch den außenseitigen Bewegungsspielmechanismus aufweist, und zwar sowohl in Axial-als auch in Radialrichtung. Bezüglich der jeweiligen konstruktiven Details kann auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen werden. Die Halbschale 3 der 7 bis 9 ermöglicht es daher, dass bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung A, auf die Elastomerbuchse 1 in ihrem montierten Zustand in einem elastischen Lager 5 die Elastomerbuchse 1 sich axial in Längsrichtung A sowohl relativ zu den außenseitigen Lagerblockteilen 25, 27 bewegen kann als auch relativ zu dem innenseitigen Achsbolzen 9.
Unter Bezugnahme auf die 10 und 11 ist eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen elastischen Lagers 5 gezeigt. 10 zeigt dabei einen Montagezustand des elastischen Lagers 5 von der Seite. Mittig, innseitig, ist ein als Achsbolzen 9 ausgebildetes Befestigungsteil einer Triebstrangkomponente, beispielsweise eines Getriebes der Windkraftanlage, vorgesehen, welches außenseitig von einer beispielsweise erfindungsgemäßen Elastomerbuchse 1 eingefasst und umgeben ist. Die Elastomerbuchse 1 ist wiederum von zwei Lagerblockteilen 25, 27 umgeben bzw. eingefasst, welche windkraftanlagenseitig zu verstehen sind.
Das erfindungsgemäße Lager 5, welches auch als Entkopplungslager bezeichnet werden kann, wenn es so ausgestaltet ist, dass es Schwingungen und/oder Vibrationen zwischen der Triebstrangkomponente und dem Gehäuse der Windkraftanlage entkoppeln kann, dazu dienen, die Triebstrangkomponente an dem Gehäuse der Windkraftanlage, insbesondere dessen Maschinenträger, schwingungsentkoppelnd und/oder schwingungsdämpfend zu lagern. Nämlich wird mittels der insbesondere erfindungsgemäßen Elastomerbuchse 1 eine Schwingungs- und/oder Vibrationsdämpfung und/oder -entkopplung zwischen den genannten Komponenten ermöglicht. In dem montierten Zustand, wie er in 10 abgebildet ist, ist es möglich, dass die Elastomerbuchse bei einer äußeren Belastung auf das elastische Lager in Richtung ihrer Längsachse A ein axiales Relativbewegungsspiel und/oder quer zur Längsachse A ein radiales Relativbewegungsspiel relativ zu den Lagerblockteilen 25, 27 oder dem Achsbolzen 9 ausführen kann.
In 11 ist eine Schnittansicht des elastischen Lagers 1 aus 10 gezeigt. Aus 11 ist ersichtlich, dass sich die der Achsbolzen 11 zu einer Stirnseite 49 des Lagers hin über die Stirnseite 49 hinaus erstreckt, nämlich bis hin zu der nicht dargestellten Triebstrangkomponente. An der gegenüberliegenden Stirnseite 51 schließt der Achsbolzen bündig mit den Lagerblockteilen 25, 27 ab. Aus 11 ist ferner ersichtlich, dass eine Axialdimensionierung der Elastomerbuchse, insbesondere dessen Halbschalen 3, geringer ist als die Axialdimensionierung der Lagerblockteile 25, 27.
Bei der Montage des erfindungsgemäßen elastischen Lagers 5 wird zunächst zwischen die beiden Lagerblockteile 25, 27 eine Halbschale 3 der Elastomerbuchse 1 eingesetzt, insbesondere auf das untere Lagerblockteil 25 (12a). Anschließend wird das Befestigungsteil der Triebstrangkomponente, hier der Achsbolzen 9, ebenfalls in den von den Lagerblockteilen 25, 27 begrenzten Lagerraum 53 eingeschoben (12b). Aus 12b ist ersichtlich, dass der Mittelpunt M₃ der unteren Halbschale 3 insbesondere in Vertikalrichtung bezüglich dessen Mittelpunkt M₃ des Achsbolzens 9 zueinander versetzt sind. Der Achsbolzen 9 wird anschließend in Vertikalrichtung abgesetzt und auf die untere Halbschale 3 aufgelegt. Es resultiert ein deutlich geringerer Mittelpunktversatz zwischen Achsbolzen 9 und unterer Halbschale 3 (12c). Anschließend werden der Achsbolzen 9 und der untere Halbschale 3 möglichst weitgehend zueinander ausgerichtet, insbesondere zueinander zentriert, sodass nur noch ein geringfügiger Mittelpunktversatz besteht (in 12d nicht dargestellt). Das Zueinanderausrichten der Mittelpunkte M₃ und M₉ erfolgt durch Vorspannen bzw. Verspannen der unteren Halbschale 3. Nach dem Vorspannen der unteren Halbschale 3 kann die zweite Halbschale 3, insbesondere die obere Halbschale 3', in den Lagerraum 53 eingesetzt werden. Wie in 12e angedeutet ist, besteht ein geringfügiger, insbesondere in Vertikalrichtung orientierter, Mittelpunktversatz zwischen Achsbolzen 9 bzw. unterer Halbschale 3 und der oberen Halbschale 3'. Durch finales Entspannen des elastischen Lagers 5 können die beiden Halbschalen 3, 3' und der Achsbolzen 9 zueinander ausgerichtet werden, so dass im Wesentlichen kein Mittelpunktversatz mehr besteht (12f). Achsbolzen 9, untere und obere Halbschalen 3, 3' sind im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Dadurch ergibt sich ein möglichst platzsparendes elastisches Lager 1.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Elastomerbuchse
3: Halbschale
5: elastisches Lager
7: Innenraum
9: Achsbolzen
11: Innenwand
13,15: stirnseitige Öffnung
17: offener Endabschnitt
19,21: Auflagefläche
23: Radialvorsprung
25, 27: Lagerblockteil
29: Außen-Tragsteg
30: Außen-Axialtragsteg
31: Außenumfang
33: Nut
35: Außen-Umfangstragsteg
37, 39: Aussparung
41: Innen-Tragsteg
42: Innen-Axialtragsteg
43: Nut
45: Innen-Umfangstragsteg
47: Aussparung
49, 51: Stirnseite
A: Längsachse
M: Mittelachse
Mi: Mittelpunkt einer Komponente i

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2516883 [0003, 0006, 0012, 0025, 0027]

Claims

Elastomerbuchse (1) für ein elastisches Lager (5) einer Triebstrangkomponente einer Windkraftanlage, insbesondere eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage, umfassend zwei Halbschalen (3, 3'), die jeweils aus einem Elastomerstück mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind, wobei wenigstens eine Halbschale (3, 3') eine in Richtung ihrer Längsachse variierende Axialsteifigkeit aufweist.
Elastomerbuchse (1) nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Elastomerstück Polyurethan umfasst, insbesondere Polyurethan-Polyester oder Polyester-Urethan-Kautschuk, vorzugsweise Urelast.
Elastomerbuchse (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halbschalen (3, 3') jeweils eine Mittelachse aufweisen, die bei aufeinander aufliegenden Halbschalen und/oder im montierten Zustand in dem elastischen Lager, insbesondere im Betriebszustand, konzentrisch zueinander orientiert sind.
Elastomerbuchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Radialsteifigkeit quer zur Längsachse größer als dessen Axialsteifigkeit in Längsachsenrichtung ist, wobei insbesondere die Axialsteifigkeit weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% oder im Bereich von 2% bis 3%, der Radialsteifigkeit beträgt.
Elastomerbuchse (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, für ein elastisches Lager (5) einer Triebstrangkomponente einer Windkraftanlage, insbesondere eines Getriebes an einem Gehäuse, wie einem Maschinenträger, einer Windkraftanlage, umfassend zwei Halbschalen (3, 3'), die jeweils aus einem Elastomerstück mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind, wobei wenigstens eine Halbschale (3, 3'), insbesondere die Halbschale mit der variierenden Axialsteifigkeit, wenigstens zwei in einem Abstand in Längsrichtung und/oder quer, insbesondere senkrecht, dazu zueinander angeordnete Tragstege (29, 41) aufweist, die von einem Außen- oder Innenumfang der Halbschale derart vorstehen, dass zwischen je zwei Tragstegen (29, 41) ein Ausweichraum, insbesondere eine Nut (37, 39), gebildet ist.
Elastomerbuchse (1) nach Anspruch 5, wobei die Tragstege (29, 41) dazu eingerichtet sind, bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung und/oder quer dazu, auf die Elastomerbuchse (1) in Längsrichtung und/oder quer dazu in einen benachbarten Ausweichraum auszuweichen.
Elastomerbuchse (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Tragstege (29, 41) im Querschnitt rechteckförmig sind oder eine Kegelform aufweisen und/oder sich in Radialrichtung insbesondere kontinuierlich verjüngen.
Elastomerbuchse (1) nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, wobei wenigstens ein Tragsteg (29, 41) in Umfangsrichtung segmentiert ist, insbesondere derart, dass wenigstens 2, 3 oder 4 Umfangstragstege (35,45) gebildet sind, wobei insbesondere je zwei benachbarte Umfangstragstege (35, 45) in Umfangsrichtung von einer, insbesondere geradlinigen und/oder in Längsrichtung orientierten, Aussparung (37, 39, 47) voneinander getrennt sind.
Elastomerbuchse (1) nach Anspruch 8, wobei die Umfangstragstege (35,45) dazu eingerichtet sind, bei einer Belastung, insbesondere quer zur Längsrichtung, auf die Elastomerbuchse (1) in Umfangsrichtung in eine benachbarte Aussparung (37, 39, 47) auszuweichen.
Elastomerbuchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Halbschale (3, 3') eine Verdrehsicherung aufweist, die durch Verstiften, Verkleben oder durch einen mit einem Lagerblockteil des Lagers zusammenwirkenden Radialvorsprung realisiert ist.
Elastomerbuchse (1) Anspruch 10, wobei die Halbschalen (3, 3') einen c-förmigen Querschnitt aufweisen und der Radialvorsprung im Bereich eines offenen Endes des c-förmigen Querschnitts angeordnet ist.
Elastomerbuchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Halbschale (3, 3') eine quer zur Längsachse variierende Radialsteifigkeit aufweist.
Elastomerbuchse (1) nach Anspruch 12, wobei die Tragstege (29, 41) in Umfangsrichtung eine variierende Radialhöhe aufweisen, wobei insbesondere die Radialhöhe der Tragstege (29, 41) hin zu einem offenen Endabschnitt der Halbschale (3, 3') abnimmt.
Elastomerbuchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Tragstege (29, 41) im Bereich eines Scheitelpunkts der c-förmigen Halbschalen (3, 3') eine insbesondere konkave Aussparung (37,39,47) aufweisen.
Elastomerbuchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Halbschale (3, 3') eine quer zur Längsachse größere Radialsteifigkeit aufweist als die andere Halbschale (3', 3).
Elastisches Lager (5), insbesondere Entkopplungslager, zum Lagern einer Triebstrangkomponente, insbesondere eines Getriebes, einer Windkraftanlage insbesondere an dessen Gehäuse, wie einem Maschinenträger, umfassend eine nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildete Elastomerbuchse (1) und zwei Lagerblockteile (25, 27) zum insbesondere verklemmenden Aufnehmen der Elastomerbuchse (1).
Elastisches Lager (5), insbesondere nach Anspruch 16, insbesondere Entkopplungslager, zum Lagern einer Triebstrangkomponente, insbesondere eines Getriebes, einer Windkraftanlage insbesondere an dessen Gehäuse, wie einem Maschinenträger, umfassend eine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildete Elastomerbuchse (1) mit zwei Halbschalen (3, 3'), die jeweils aus einem Elastomerstück mit einer Shore-Härte von mehr als 85 Shore A hergestellt sind, und zwei Lagerblockteile (25, 27) zum insbesondere verklemmenden Aufnehmen der Elastomerbuchse (1), wobei die Elastomerbuchse (1) derart ausgebildet ist, dass ein axiales Bewegungsspiel der Elastomerbuchse (1) in Richtung ihrer Längsachse relativ zu den Lagerblockteilen (25, 27) oder relativ zu einem gegebenenfalls von der Elastomerbuchse (1) aufgenommenen Befestigungsteil, wie einer Drehmomentstütze oder einem Achsbolzen (9), der Triebstrangkomponente bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung, auf das elastische Lager (5) zugelassen ist, wobei insbesondere das axiale Bewegungsspiel wenigstens 1mm und höchstens 50mm beträgt, insbesondere im Bereich von 2mm bis 3mm liegt.