[发明专利]能通过压力介质预紧的弹性体构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能新型预紧的弹性体构件，特别是弹性体衬套或弹性体叠板弹簧，及其应用和制造方法。本发明特别是涉及大的弹性体构件，其应该或必须具有带有充分大的预紧力的大的弹性体体积，这例如对于在风力设备中的应用是必需的。根据本发明的弹性体构件在此基本上基于将各单个的或在结构中布置的分隔元件引入和集成到构件的弹性体主体中，该弹性体主体可通过向分隔元件与围绕的弹性体材料之间的区域中或者向分隔元件本身中输入的压力介质而被压缩并且因而被预紧。在使用液压液体或气体的情况下可以因此实现对弹性体构件的能可变调节的预紧，而在使用可聚合的液体的情况下固定调节的预紧是可能的。

背景技术

弹性体具有这样的特性，即特别是在持久地存在或产生拉应力时材料的寿命极为有限。因此，在设计和制造为缓冲目的而具有弹性体的构件时，特别注意不能产生拉应力。

出于此原因，根据现有技术，弹性体构件例如用于风力设备的弹性体衬套在橡胶材料硫化后被预紧。这通常通过标定来实现。

在最简单的情况下，弹性体衬套由一个外壳和一个内壳构成，该外壳和内壳通常由金属制成并大多具有圆形或椭圆形形状，其中这两个壳通过一个厚度不同的弹性体层彼此连接。弹性体衬套形成一种套环，该套环利用其内壳围绕待缓冲的物体(例如待缓冲的机械或装置的轴)。在标定时，现将外壳推压穿过具有较小直径的管件并在此使之塑性变形。由此，外壳直径变小，从而实现对位于外壳与内壳之间的弹性体的预紧。相反，也可以通过如下方式产生预紧，即，将直径大于内壳的栓推压穿过该内壳，这使得内壳向外护展并且从而压缩在外壳与内壳之间的弹性体层。

这两种方法可以单独或者一起执行。如果弹性体层通过标定压缩，则该弹性体层可以在压力方向上预紧。当外壳朝向内壳径向变形时，在该压力区域中进行操作，使得在弹性体层中不产生拉应力并确保构件的寿命。

其它弹性体元件也具有类似的性质，如叠板弹簧或者其它支承件或缓冲件，其中必须以并非不明显的程度压缩合适大小的弹性体层并且因而使之预紧。

然而，上述已知的技术方法仅能够对于具有较小尺寸(直径小于30cm)的衬套和支承件成本适合地实现。一方面，为了预紧或标定较大衬套(直径大于30cm、优选大于100cm)必须耗费的力过大，另一方面，在这种情况下封盖元件或限制元件或者封盖板或限制板必须与其厚度相应地确定尺寸并由实心的材料制成，以便所述封盖元件或限制元件或者封盖板或限制板不由于弹性体的由于进行标定而产生的大的内部压力而重新弯曲或变形。在应具有特别材料或特别形状的装置中会预期到类似的问题，因此所述装置不能或者仅能受限地按照已知的技术方法进行标定。

发明内容

因此，存在以下目的：提供弹性体的、能预紧的、用作支承件、特别是衬套、优选用于风力设备的衬套的构件及其制造和标定方法。

根据本发明，该目的如下地和以权利要求书中所述的方式实现。

已发现，当或者在分隔元件自身中的区域或者优选围绕分隔元件的区域被经由输入部供给处于压力下的液态、气态或聚合物的介质时，优选在其内部具有相应尺寸的分隔元件的弹性体构件能特别有利并且有效地压缩。分隔元件在此可以这样构成，即它通过进入的压力介质而被扩展。在本发明的优选实施方式中，分隔元件设计为，使得通过引入压力介质而在分隔元件和贴靠的弹性体层之间形成腔室和空腔，所述腔室和空腔使得弹性体层根据分隔元件以及弹性体材料的选定的性质有针对性地大体积地限制到弹性体构件的确定部分上、局部不同或相同地压缩并因而预紧。

弹性体压缩的该新型原理及其应用在分隔元件以及可用的压力介质的类型和效率方面是极其可变的，其一般能实现弹性体件的固定的或能可变调节的、直至能动态调节的预紧。由此，弹性体构件例如衬套或叠板弹簧在预紧方面可在大的范围上最好必要时可变地标定，这因此构成在现有技术与此相关的弹性体件及其制造之上的另一优点。

在优选实施方式中，新型弹性体构件的分隔元件具有如下的材料，该材料真正地仅用于在弹性体层中提供尺寸和结构不同的区域和部位，在所述区域和部位中弹性体材料不是连续地存在，而是被分隔元件中断，使得围绕的弹性体材料的弹性体面在这些区域中在无压力的状态下贴靠在分隔元件上，而当通过导入管路导入压力介质时、即处于压力下时在这些区域中从分隔元件抬起，由此形成空穴或腔室。由此可使所述的弹性体层进一步压缩或预紧。在此，压力介质的输入一直进行，直到在弹性体件中或弹性体的相关部分中实现希望的预紧力。