專利名稱：：液壓預(yù)應(yīng)力彈性體彈簧元件及其在風渦輪機軸承中的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及彈簧元件以及包含這些彈簧元件的軸承，軸承和彈簧元件的彈簧剛度可被可變形彈性體主體或彈性體層通過預(yù)加應(yīng)力單獨調(diào)節(jié)。彈性體層的變形以及由此產(chǎn)生的彈簧元件變形是通過適當設(shè)計的液壓裝置來實現(xiàn)的。通過特定的液壓預(yù)應(yīng)力密封元件，使用彈性體元件的特定結(jié)構(gòu)特征和壓力膜，實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的彈簧元件和軸承元件的密封性。根據(jù)本發(fā)明的彈性體軸承配置(包括它們的彈簧元件)尤其適用于大型風渦輪機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和齒輪箱結(jié)構(gòu)中的兩點或多,泉軸承配置，其中彈性體軸承配置用于吸收和衰減傳動鏈的振動，特別地，這種振動會導致位移力、彎曲力和變形力，尤其是發(fā)生在渦輪機的極端加載情況下。
背景技術(shù)：
：彈性彈簧元件為公知的，并用于許多工程領(lǐng)域，主要是用于衰減振動和力。在此，彈簧元件具有確定的剛度，該剛度由存在的彈性體層的類型、尺寸和數(shù)量預(yù)先確定，并且在合適的情況下可被設(shè)計成在安裝彈簧元件之后是在一定限制內(nèi)可變的。在大型風渦輪機輸出超過兩兆瓦的情況下，強勁的力相當頻繁地作用于特別是轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子軸和傳動鏈軸承配置上，而也作用于艙體本身上，并且這些力使常用于齒輪箱和發(fā)生器的兩點、三點或四點軸承承受巨大負載，這就意味著，能夠?qū)е聹u輪機對應(yīng)的，特別也為豎直的位移、變形、扭曲和傾斜運動，這可能使材料或獨立的構(gòu)件受損。風渦輪機的傳動鏈通常被彈性地緊固到機器載體。進行這種緊固時要考慮承載結(jié)構(gòu)噪音隔離，并且還要使系統(tǒng)能夠移位。公知的軸承通常裝配有被動式彈性元件，這些被動式彈性元件由于它們的布置形式以及不同的預(yù)設(shè)剛度，因而能夠吸收這類約束力和所產(chǎn)生的振動中的至少一些。在非常高的、尤其是沿豎直方向(該豎直方向正交于帶通常配置的彈性體彈簧元件具有高彈簧剛度的方向)特別突然且快速地產(chǎn)生的負載的情況下，這些元件的彈性或剛度不足，從而使上述發(fā)生于渦輪機中的變形、位移和扭曲導致渦輪機、特別是齒輪箱受損(這將在下文中更詳細地描述)，其中，這些元件在它們的可調(diào)節(jié)剛度方面通常針對平均負載和通常所施加的力進行設(shè)計。在現(xiàn)有技術(shù)中，各種不同系統(tǒng)被應(yīng)用于支撐風渦輪機的傳動鏈。其中一個系統(tǒng)為帶有剛性轉(zhuǎn)子軸的力矩軸承配置(圖l和2)。在該系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子軸以萬向剛性方式連接到機器載體，即，傳遞所有橫擺力矩和俯仰力矩的兩個滾子軸承02(活動軸承和固定軸承)被安置于轉(zhuǎn)子軸上。這一系統(tǒng)的優(yōu)點在于，在轉(zhuǎn)子01處出現(xiàn)的所有負載在短路徑上直接傳送到塔。進一步的優(yōu)點在于，一旦卸下所述轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子軸03和齒輪箱04仍能保持在渦輪機中。同時，齒輪箱也可以在不拆卸轉(zhuǎn)子軸的情況下被拆卸。如文中所述，通過兩個滾子軸承或通過執(zhí)行相同機械功能的一個大型力矩軸承，就能夠提供所述支撐。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，力矩被支撐于齒輪箱的兩側(cè)上。這種系統(tǒng)的缺點在于四個軸承點造成了不確定的支撐。這種不確定的支撐會引起約束力，這種情況可能由以下原因造成制造和組裝公差、未對準、在轉(zhuǎn)子軸處和齒輪箱法蘭處的傾斜、在由轉(zhuǎn)子進行不對稱作用力傳遞的情況下所有承載元件相對于彼此存在非最少的彎曲。除了驅(qū)動扭矩外，其他力矩也會產(chǎn)生于轉(zhuǎn)子處。這些力矩的起因例如有不均勻的風擾抑制，或者轉(zhuǎn)子葉片運動經(jīng)過塔。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，盡可能軟的彈性體構(gòu)件用于齒輪箱力矩支撐，從而使位移力盡可能小。然而，這也導致在負載傳遞時齒輪箱的大的旋轉(zhuǎn)運動，從而導致齒輪箱輸出軸相對于發(fā)電機軸移位(這是不利的)，因此，彈性體構(gòu)件的這種柔性僅在很有限的程度上可用，或者因此需要在齒輪箱和發(fā)生器之間進行復雜的連接。EP1566543Al所述的系統(tǒng)使得能夠從渦輪機的四點軸承配置上去除上文闡釋的約束力。這種應(yīng)用描述了剛度可調(diào)節(jié)的用于風渦輪機的彈性體軸承配置，其中，彈性體元件沿所述豎直方向的剛度可通過液壓或機械裝置改變。這些彈簧元件主要由連接板和端板構(gòu)成，在連接板和端板之間設(shè)置有至少一個彈性體層，連接板具有帶連接部分的開口，通過該開口，開放壓可通過液壓流體或活動活塞元件形式的位移元件施加在彈性體層上，結(jié)果就實現(xiàn)了彈簧元件的預(yù)應(yīng)力的增大，并因此實現(xiàn)了豎直方向上剛度的增大。實踐中，這些彈簧元件盡管實現(xiàn)了針對阻尼的希望的技術(shù)效果，然而卻已經(jīng)被證明存在問題，原因在于，在為了充分增大沿豎直方向的剛度而必須產(chǎn)生所需要的高壓力的情況下，密封問題重復出現(xiàn)，伴隨著液壓流體的損失，即使被液壓流體壓縮的彈性體層通過硫化和/或粘合劑粘接而牢固地連接到周圍部分亦是如此。在進一步調(diào)查和測試EP1566543中所述的彈簧元件而通常在現(xiàn)有技術(shù)的其他彈性體軸承配置中也如此進行之后，現(xiàn)在已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，當大體積彈性體構(gòu)件在壓力下與不論何種液壓流體(例如，水、油、酒精、以及它們的混合物)接觸時，大體積彈性體構(gòu)件特別地不能容易地得到密封。一旦連續(xù)加載并在較高壓力下，通過存在的多孔結(jié)構(gòu)，特別在大彈性體體積的情況下，液壓流體的小液滴明顯得到吸收，并且進一步通過在彈性體材料中難于避免的流體結(jié)構(gòu)被連續(xù)傳送，直至它們在不同且經(jīng)常不期待的構(gòu)件點處逃逸。在不希望被某種理論束縛的情況下，這些結(jié)果可以如下方式解釋，在對應(yīng)液壓空間中的液壓流體的液滴^L壓迫進入相鄰彈性體表面中的小凹口或孔(其在動態(tài)加載期間打開或關(guān)閉)內(nèi)，從而使液滴進一步被鎖定且繼續(xù)傳送，直至它到達彈性體或構(gòu)件的端部并因此導致泄漏。液壓流體從EP1566543Al的彈簧元件或軸承泄漏，因此反映了必須解決的嚴重問題。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在高壓的影響下，液壓流體與彈簧元件的彈性體材料的直接接觸，可導致彈性體的持久性或彈性減小，這意味著，對應(yīng)的彈簧元件必須被提前替換。
發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的在于，基于EP1566543Al的基本概念，提供相應(yīng)的彈簧元件和軸承，其在具有同樣或改進的彈簧元件剛度可調(diào)節(jié)性的同時，消除了現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)軸承配置的缺點。上述目的是通過下文和權(quán)利要求書中說明的彈簧元件、軸承及其使用來實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明涉及一種彈簧元件，其能夠通過液壓產(chǎn)生的壓力進行剛度調(diào)節(jié)，并且由多個層構(gòu)成，且主要包括兩個或更多個彈性體層l，非彈性中間層2，一個或多個液壓裝置4、7、9、11、12，以及在適當情況下的非彈性覆蓋板，兩個彈性體層被非彈性中間層或中間板彼此分隔開，并且非彈性層具有中心布置的開口或孔，從而使彈簧元件至少在內(nèi)部具有彈性體層連接到的連續(xù)彈性體核心，沿相對于所述層的豎直方向觀察，所述液壓裝置設(shè)置在彈簧元件的一側(cè)或兩側(cè)上，并且通過利用液壓壓力將液壓流體移入或引入彈簧元件中，導致彈性體材料1沿相對于層的豎直方向壓縮在其核心區(qū)域，從而形成或增大了位移空間。所述彈簧元件的特征在于彈性壓力膜6設(shè)置在彈簧元件核心區(qū)域中的彈性體層與位移空間之間，并且優(yōu)選在其外邊緣處牢固地連接到液壓裝置或其部件，結(jié)果形成膜空間12,其至少在存在液壓壓力時對應(yīng)于位移空間，并且容納有液壓流體，而且液壓裝置包括一個或多個密封元件，其被施加預(yù)應(yīng)力并被配置成，使得與膜空間中的壓力相比，它們在壓力膜上在其朝向液壓裝置的連接部分的區(qū)域中產(chǎn)生增大的壓力，因此，對容納液壓流體的膜空間的牢固連接變得絕對壓力密閉，即使在膜空間內(nèi)部非常高的壓力下也是如此。對于本發(fā)明而言，"位移空間，，通常用來表示這樣的空間，該空間是通過將液壓流體引入彈簧元件產(chǎn)生液壓力使彈性體材料壓縮而形成的，或者可能是預(yù)先已經(jīng)存在的。相反，"膜空間"12用來表示形成在膜板9和沿膜板展開的壓力膜5之間的幾何空間。在壓力下，膜空間通?；旧舷喈斢谖灰瓶臻g。特別地，本發(fā)明涉及一種相應(yīng)的彈簧元件，其中，彈性壓力膜5設(shè)置在屬于液壓裝置的膜板9上，并在其邊緣處通過彈性巻邊(elasticbead)10連接到所述膜板，彈性巻邊10填充了膜板9中的T形槽狀的凹陷部10a,而且非彈性壓力增大元件6設(shè)置在彈性體層1和其巻邊區(qū)域中的壓力膜之間，該元件具有對應(yīng)成形的輪廓，在預(yù)應(yīng)力相當于比膜空間12中的壓力更高的壓力時，該輪廓被壓迫進入彈性材料的壓力膜的巻邊區(qū)域中，并因此在膜板的T形槽區(qū)域內(nèi)形成特定密封，且其中非彈性壓力增大元件6優(yōu)選為成形環(huán)(profiledring)。更進一步，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在壓力增大元件6和壓力膜的彈性巻邊IO之間設(shè)置預(yù)應(yīng)力自由空間10c,則密封特別有優(yōu)勢、穩(wěn)定且完整，所述自由空間可由對應(yīng)的凹陷部(優(yōu)選為楔形)形成，所述凹陷部處于液壓裝置的密封元件或?qū)?yīng)部件的材料中。在一個特別簡單的實施例中，壓力增大元件6(例如成形環(huán))被省略，并在功能上被膜板9替代，然而在這種情況下，膜板9被壓縮在T形槽的區(qū)域中，從而在局部產(chǎn)生增大的壓力，導致在該區(qū)域中更強的密封(圖9)。在圖6、7和8的實施例中，膜特別地為圓形膜，其平置于膜板9上。通過適當引入液壓流體，膜被隆起，從而導致膜另一側(cè)上的彈性體層l壓縮，并導致在膜板9和膜之間形成位移空間或膜空間(圖6)。在進一步的優(yōu)選實施例中，膜板9具有凹進的曲線表面，這樣，當壓力膜5伸展時，甚至在不產(chǎn)生壓力的情況下，也存在膜空間，其形成在平展的膜的下側(cè)與膜板的凹進表面之間(圖7、8)。在進一步實施例中，彈性體層1在與壓力膜5的接觸表面中也可具有凹進的曲線凹陷部。在一個特別有利的實施例中，位于壓力膜上方的膜板9和彈性體層均具有對應(yīng)的凹進表面，從而存在雙凸膜空間或位移空間。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的彈簧元件，其中，膜板9具有液壓供給線4和液壓連接件7，它們穿過膜板并通向膜空間，并且能夠為膜空間供應(yīng)液壓流體。在根據(jù)本發(fā)明的彈簧元件的進一步系列的實施例中，所述元件具有用于彈性體層1的支撐板11,其優(yōu)選具有凹陷部，為膜板9提供空間作為支撐板的分隔部件。在特定實施例中，在該方案中，膜板也可被夾持到支撐板本身上。本發(fā)明更進一步涉及與所述原理相同的彈簧元件，但是該彈簧元件由于其空間節(jié)省的設(shè)計，而具有特定結(jié)構(gòu)特征。因此，本發(fā)明包括如下彈簧元件，其中，彈性壓力膜5具有包含外巻邊26和內(nèi)巻邊23的圓周終端彈性T形巻邊IO,并以壓力密封的方式連接到屬于液壓裝置的膜板9，連接方式使得，所述巻邊被插入對應(yīng)成形的匹配T形中空輪廓10b中，該輪廓由對應(yīng)的成形膜頭9a和預(yù)應(yīng)力盤21形成，其中(a)所述膜頭設(shè)置在所述膜和膜空間12內(nèi)部，并具有對所述膜的內(nèi)巻邊23進行接收的周界凸起唇緣；以及(b)所述預(yù)應(yīng)力板具有環(huán)狀開口，其以精密配合方式接收隨同所述壓力膜的膜頭9a，并且所述開口的邊緣由凸起唇緣形成，該凸起唇緣接收所述膜的外彈性巻邊26。在特定實施例中，所述預(yù)應(yīng)力盤21整體地或局部地設(shè)置在所述膜板9上，并被設(shè)置在所述彈性體層1(或者合適情況下，彈性體支撐盤)和所述膜板9之間。在這種情況下，預(yù)應(yīng)力盤21優(yōu)選在壓力膜區(qū)域外部牢固地連接到彈性體層1。更進一步，所述膜板9優(yōu)選通過緊固裝置夾持緊靠所述預(yù)應(yīng)力盤21,從而使所述壓力膜的所述T形彈性巻邊23、26被壓縮。根據(jù)本發(fā)明，預(yù)應(yīng)力盤或板21也可為用于彈簧元件本身的支撐板，并且在該實施例中，它在壓力膜的區(qū)域中具有精密配合的凹陷部，其中，對應(yīng)成形的膜板9被其對應(yīng)成形的膜頭9a插入，并通過緊固裝置被夾持到板21。在所關(guān)注的實施例中，膜板9通常具有至少一個液壓供給件和液壓連接件4、7,液壓供給件穿過膜頭9a并通向膜空間12?？臻g節(jié)省彈簧元件也優(yōu)選具有預(yù)應(yīng)力自由空間22,其在未夾持狀態(tài)下形成于如下區(qū)域中，其中，外巻邊26、膜板9和預(yù)應(yīng)力盤21匯合，并且在由于壓迫入巻邊材料而使部件21和9夾持時完全關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的彈性壓力膜5根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該具有特定的柔軟度和撓性。這種膜優(yōu)選適用于根據(jù)本發(fā)明的需要或希望大面積的彈簧元件。在不必占據(jù)太多空間的彈簧元件中，根據(jù)本發(fā)明，這種大區(qū)域壓力膜不為人所希望并被圓錐形或拋物線形的膜所替換，所述圓錐形或拋物線形的膜優(yōu)選用于剛性且撓性較小的設(shè)計中，但是一個膜對于展開而言為彈性。本發(fā)明因此還涉及如下彈簧元件，其中，壓力膜5為剛性，并具有拋物線形或圓錐形三維形狀，其與位于底部的膜頭9a—起形成對應(yīng)成形的圓錐形杯狀膜腔12或圓錐形膜杯12a。特別地，本發(fā)明還涉及對應(yīng)的彈簧元件，其中，彈性體層1在彈簧元件的核心中具有圓錐形腔，其以與膜腔12對應(yīng)的形式成形，并填充以由壓力膜形成的圓錐形膜杯12a。這種彈簧元件可以如下方式改造，使得圓錐形壓力膜杯12a的膜腔12具有止動裝置50，其在系統(tǒng)過載的情況下防止圓錐形壓力膜不可逆轉(zhuǎn)地塌陷。這種止動裝置由非彈性材料制造，優(yōu)選呈圓錐形杯的形式，其設(shè)置在膜腔12的內(nèi)部位于膜頭12a的底部上，并具有連接到液壓供給線4的供給管道和連接件。供給管道也可^^殳計為環(huán)形間隙的形式。通常，包含壓力膜和密封元件的所述液壓裝置，可安裝在彈簧元件的兩側(cè)(上側(cè)和下側(cè))上。如果必須非常大，則這類彈簧元件特別適用，從而使在一側(cè)上產(chǎn)生的壓力可能不利。在大多數(shù)情況中，所述彈簧元件足以僅僅在一側(cè)上裝配有對應(yīng)的裝置。在這些情況中，這類彈簧元件可以如下方式裝配，使得其在與液壓裝置相反的一側(cè)上具有在彈簧元件核心區(qū)域中的彈性體材料中的凹陷部或腔40，所述凹陷部或腔以如下方式成形和配置，使得它通過層1的彈性體材料的腹板42與膜空間12隔開，從而當膜空間中的液壓力增大時，使腹板可被推入到腔或凹陷部中。結(jié)果，可以進行較大范圍的剛度調(diào)節(jié)，如果凹陷部或腔40額外具有非彈性調(diào)整元件3、8則尤其如此，在所述元件3、8的幫助下，凹陷部或腔4的體積可改變。所述彈簧元件極其適于用作機器或齒輪箱所用的軸承。本發(fā)明因此涉及一種軸承配置，其包括至少兩個相反的彈簧元件，其以相同方式朝向或配置，并因此以相對于其阻尼特性相同的方式作用，并且在其之間安裝齒輪箱或機器，如上下文和權(quán)利要求書所述。為了實現(xiàn)優(yōu)化阻尼設(shè)計，根據(jù)本發(fā)明的彈簧元件被交叉設(shè)置的液壓線(或液壓管線)34、35彼此相連，從而提供帶有進一步描述屬性的軸承。更進一步，當渦輪機處于負載下時，它們可裝配有用于特定控制的至少一個壓力釋放閥31和節(jié)流閥33、36、37,如下文所同樣闡釋的。最后，本發(fā)明涉及所述軸承和彈簧元件的使用。這些被提供用于機器，但特別用于風渦輪機，其中，它們用于吸收彎曲力、變形力和位移力，這些力沿相對于所安裝的彈簧元件的豎直方向特別在極端負載情況下產(chǎn)生。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>圖10通過膜板的變形而使平坦膜預(yù)應(yīng)力增大圖11帶拋物線形的膜的結(jié)構(gòu)圖12分解觀察的帶拋物線形的膜的結(jié)構(gòu)圖13預(yù)應(yīng)力自由空間的拋物線形的膜的細節(jié)圖14通過內(nèi)盤施加預(yù)應(yīng)力圖15為使工具穿入而采用可關(guān)閉開口在其上硫化的膜圖16帶有壓力釋放閥和節(jié)流閥的液壓線圖17在彈性體核心內(nèi)帶有腔的拋物線形(圓錐形)的膜圖18在彈性體和興內(nèi)帶有腔并在膜板的孔中帶有夾持螺釘?shù)膾佄锞€形(圓錐形)的膜圖19在彈性體核心內(nèi)帶有腔并在膜空間中帶有限位止動器的拋物線形(圓錐形)的膜圖20帶有孔和填充線以及填充旋塞的膜圖21徑向止動器圖22發(fā)電機在沒有齒輪箱的系統(tǒng)中的布置形式圖23圖22的一部分在文本、權(quán)利要求書和附圖中所用的附圖標記闡釋如下:對于圖1-501轉(zhuǎn)子02轉(zhuǎn)子軸承03轉(zhuǎn)子桿04齒輪箱05彈性體-液壓力矩支撐06在底部帶有壓力側(cè)的彈性體構(gòu)件07在頂部帶有釋放側(cè)的彈性體構(gòu)件08在頂部帶有壓力側(cè)的彈性體構(gòu)件09在底部帶有釋放側(cè)的彈性體構(gòu)件010用于力矩支撐的軛Oil齒輪箱側(cè)力矩支撐012豎直位移方向013力矩對于圖6-20<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的用于層1的彈性體材料大致由天然橡膠、天然橡膠衍生物構(gòu)成，或者由合適的彈性聚合塑料或塑料混合物構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，彈性體層可根據(jù)希望需求而具有不同硬度("邵氏硬度")和不同阻尼性能。優(yōu)選使用邵氏A硬度為20-100(尤其為30-80)的彈性體。這類不同硬度的彈性體的生產(chǎn)，在本領(lǐng)域中為公知，且在相關(guān)文獻中得到詳盡描述。根據(jù)本發(fā)明，非彈性中間板或中間層2盡可能由低壓縮率的非彈性材料制成。這些材料優(yōu)選為金屬板，但是也可以使用其他材料，例如硬塑料、復合材料或含碳纖維材料。中間板和彈性體材料4通常通過硫化彼此連接。壓力膜5通常同樣由天然橡膠或天然橡膠衍生物制成。上述材料必須在大范圍內(nèi)抗剪切以及抗壓力。它優(yōu)選呈光滑致密結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不具有表面孔，或者僅具有不可對液壓流體的微滴進行吸收的直徑極小的孔。通常，所有傳統(tǒng)的穩(wěn)壓流體可用作液壓流體。舉例而言，對于風渦輪機，在合適情況下添加入抗凍酒精或添加劑的水也是合適的。同樣地，也可以4吏用液壓油。根據(jù)本發(fā)明的彈簧元件可用于兩個基本結(jié)構(gòu)實施例中。第一實施例基于平坦膜5，其占據(jù)膜板9上的相對較大的區(qū)域。具體而言，通過隆起平躺在膜板上的膜，同時壓縮在壓力膜上方的彈性體層1，形成位移空間或膜空間5。在膜上方的彈性體層中和/或在膜下方的膜板9中的凹陷部(優(yōu)選為凹進類型)甚至在未受壓狀態(tài)下亦可構(gòu)建位移空間。盡管平坦膜(圖6)具有相對平坦的形狀，優(yōu)選具有雙凸形(或稱雙凸透鏡形)的形狀，然而第二基本實施例展現(xiàn)為拋物線形或圓錐形膜(圖11-19),該膜甚至在未受壓狀態(tài)下也具有所述圓錐形形狀或為拋物面。所述膜基本上具有在流體和彈性體主體之間的密封功能。圖6和11-19圖示了具有多個層(例如4層)的彈性體構(gòu)件。與傳統(tǒng)的分層彈簧相比的特定特征在于，優(yōu)選為圓形的中間金屬板2(優(yōu)選在中心處)具有孔，從而使非彈性結(jié)構(gòu)僅僅存在于外區(qū)域。在內(nèi)區(qū)域即核心區(qū)域中僅存在彈性體1,其優(yōu)選在接收膜表面的區(qū)域中具有凹陷部。通過將較多或較少的流體引入膜中，彈性體體積產(chǎn)生變化，從而導致作為整體對于相同的元件實體重量而言硬度得到增大。根據(jù)本發(fā)明的彈簧元件包括膜板9,其包含用于連接液壓線的開口。更進一步，膜板包括環(huán)形T形槽IO,平面膜5硫化于其中。硫化的具體特征在于，連接僅發(fā)生在T形槽的區(qū)域內(nèi)。其余區(qū)域保持未連接，從而形成用于將液壓介質(zhì)引入膜空間12的腔。根據(jù)本發(fā)明，T形連接的密封非常重要。在現(xiàn)有技術(shù)中，在硫化之前由單手通過將粘合劑沉積在T形槽內(nèi)從而導致橡膠/金屬粘接來實現(xiàn)這種密封。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這種橡膠/金屬粘接被公認為絕對密封。然而，如上文已經(jīng)詳細描述的，本發(fā)明所基于的實踐測試已經(jīng)顯示，情況并非如此，因為原因來自于由發(fā)明人公開的液滴遷移，這種液體遷移導致一旦動態(tài)加載，橡膠和金屬之間的粘合劑就出現(xiàn)微小移位。由此而變得清晰的是，為了形成密封，在這些位置處，就必須形成比其他區(qū)域中更高的壓力。根據(jù)本發(fā)明，這種較高的壓力通過增壓環(huán)6實現(xiàn)。增壓環(huán)6駐留在膜上，并且由于高壓力和相對大的上表面，而承受預(yù)加壓，通過預(yù)加壓，它可以一皮強迫進入膜的T形槽中，并因此在T形區(qū)域10中形成壓力增大，從而防止由于穿入液壓流體而使粘合劑移位。在此，增壓環(huán)可配置在大范圍的設(shè)計中。重要因素最終在于，在上述區(qū)域中的壓力通過預(yù)應(yīng)力而增大。簡單的變例分配有專門的增壓環(huán)。在這些變例中，如圖9和IO所示，T形槽在膜板9中形成和硫化。膜板的外區(qū)域大致向內(nèi)彎曲，從而導致在T形槽10的區(qū)域中形成壓力增大，并確保密封。在平坦膜彈簧元件的實施例(圖6)中，提供100巴至700巴的壓力。如文中所1€，通過典型的拋物線形的膜(圖11-15、17-20)來實現(xiàn)針對密封元件的進一步可能性，該膜具有圓錐形或拋物線形三維形狀?；窘Y(jié)構(gòu)類似于平坦膜，但這種設(shè)計要求較小的區(qū)域。這就使安裝空間可以較小，并且降低了部件成本。然而，同時，由于較小的區(qū)域，導致對于相同的載荷而言壓力更高。為了將拋物線形膜密封附接到膜板9，所述膜被兩個巻邊夾持。為此，拋物線形膜25沿著輪胎狀的膜頭9a的內(nèi)巻邊夾持環(huán)唇緣24在其上被拉動，從而在唇緣24后方采用輕微預(yù)應(yīng)力以實際上無氣的方式引入內(nèi)巻邊23。膜板9接著被擰到預(yù)應(yīng)力環(huán)21。然而，外巻邊26的尺寸明顯大于在21和9之間的腔，>人而導致在此出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力。該預(yù)應(yīng)力的量達到外巻邊26的厚度的大約10%至40%,從而使外巻邊的體積的一部分朝向內(nèi)巻邊23移位，再次導致預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生，并因此實現(xiàn)了巻邊的密封。在這種類型的設(shè)計中，會產(chǎn)生的問題是，一旦朝向兩側(cè)預(yù)加應(yīng)力，外巻邊26就^皮移位，并因此在預(yù)應(yīng)力環(huán)21和膜板9一起行進并閉合間隙之前在它們之間移動。外巻邊26將因此被擠壓在預(yù)應(yīng)力環(huán)21和膜9之間。為了防止此類狀況，設(shè)置優(yōu)選楔形的預(yù)應(yīng)力自由空間22。這種預(yù)應(yīng)力自由空間大約2-3mm深，即，比給定預(yù)應(yīng)力下方的材料流更深，從而防止來自外巻邊26的彈性體的未限定的擠壓?？梢栽诓痪哂蓄~外介質(zhì)的情況下實現(xiàn)夾持。為了更為緊固地附接，也可以將粘合劑引入接頭面，從而在此確保密封甚至更強的緊固。在彈簧元件基于拋物線形膜的情況下，由于較小的總體尺寸而提供了200至500巴的壓力。只有膜被清晰地且在所有位置處引導進入彈性體構(gòu)件的圓錐形腔中，膜才能夠抵抗住這種壓力，并不會與硬中間板接觸。在膜操作期間，它將膨脹到一定程度，而使在中間板2的中央孔內(nèi)的彈性體空間移位至非常大的程度，即，程度達80%,從而使膜相對靠近中間板。因此，要求與中間板2相距最小間隔28。這應(yīng)該為至少5mm。在膜板9和預(yù)應(yīng)力板21之間的預(yù)應(yīng)力也可以在如下方式反轉(zhuǎn)，而使得9的內(nèi)巻邊夾持區(qū)域分隔開，并能夠通過螺釘被拉得更近(圖14)。也是在此，應(yīng)該提供預(yù)應(yīng)力自由空間22。裝配在風渦輪機內(nèi)的彈簧元件，以及包含這類元件的軸承配置，以針對渦輪機阻尼的下文方式工作齒輪箱在兩側(cè)上具有齒輪箱側(cè)力矩支撐件11。所述支撐件被軛10環(huán)繞。彈性體元件06、07、08和09設(shè)置在齒輪箱側(cè)力矩支撐件11和軛IO之間。彈性體元件包含填充流體的腔。這些腔^皮液壓線34、35互連，液壓線可為剛性管或軟管，如圖3和4所示。在風渦輪機中產(chǎn)生法向力矩的情況下，彈簧元件06、08;故加載。它們—皮液壓線34以如下方式互連，佳_得結(jié)果產(chǎn)生的壓力同時表明沒有流體運動發(fā)生。同樣，彈性體元件07、09^f皮同時解除，從而使液壓流體也不移動于液壓線35中。沿著力矩方向，彈簧因此展現(xiàn)硬彈簧特性，即，它們不受液壓系統(tǒng)影響。圖5示出如下圖表，其中，沿著扭矩方向具有高剛度，而在齒輪箱相對于機器載體的豎直位移上具有較低的剛度。因此，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)在齒輪箱和發(fā)生器之間的連接所需的高扭矩剛度，而同時實現(xiàn)在齒輪箱和機器載體之間的低移位剛度，這就導致約束力減小，并因此使齒輪箱軸承和轉(zhuǎn)子軸承解除。在這種情況下，扭矩剛度比豎直位移剛度大4-20的因子，優(yōu)選6-15。理論上，可以獲得高達100的因子。如已經(jīng)提到的，根據(jù)本發(fā)明的所述彈簧元件特別適用于用作在二點、四點或多點軸承配置中的軸承點，該彈簧元件優(yōu)選處于風渦輪機中。軸承點優(yōu)選包括兩個彈性體彈簧系統(tǒng)，其在一點處(例如在頂部和底部處)將機器部分固定以待支撐(圖1)。這種彈性體彈簧系統(tǒng)優(yōu)選包括根據(jù)本發(fā)明的彈性體彈簧，但是也可以包括對應(yīng)配置的彈簧的總配置。在如圖2所示的風渦輪機的液壓控制兩點軸承配置中，使用兩個軸承點，每個軸承點均帶有兩個彈性體彈簧。所述兩個軸承點通過液壓線彼此精確相連(圖3和4),連接方式使得，一個軸承點的一個彈性體彈簧連接到另一個相對的軸承點的相對的彈性體彈簧(交叉連接)。在一個軸承點處的彈性體層現(xiàn)在被從機器區(qū)域作用的力所壓縮，則液壓流體不可避免地通過對應(yīng)線被壓迫到連接至其的相對的軸承點的彈簧元件中，并同時壓縮后者的彈性體層。結(jié)果，可以產(chǎn)生優(yōu)化剛性調(diào)節(jié)，并因此產(chǎn)生阻尼。在圖4中，示出由于機器變形而引起的豎直移位。一旦齒輪箱通過機器載體向上移位，就發(fā)生如下事件彈簧元件07和08使壓力增大，而同時在元件06和09中的壓力下降。由于彈簧元件08-06的連接線交叉設(shè)置，流體從加載更重的上部分流到解除的彈簧元件06,從而導致彈性體元件08的抗力減小，而同時在彈性體元件06中產(chǎn)生的流體減少被來自彈簧元件08的流體補充。同樣的原理應(yīng)用于彈簧元件07和09之間，從而產(chǎn)生這種豎直運動，而彈簧剛度明顯更低。在極度加載的情況下，如之前已經(jīng)闡釋的，產(chǎn)生比通常操作明顯更高的力矩。極度加載的情況描述了風渦輪機的臨界狀況。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供如下壓力釋放閥31裝配于壓力線34之間，壓力線34在這種狀態(tài)下處于低壓力的釋放側(cè)35上承受力矩。如果在這種極少發(fā)生的極度加載情況下在壓力線34中產(chǎn)生高壓，則壓力釋放閥31打開。因此流體就從加壓線34流到更低壓力的線35中。在該線中的流速被節(jié)流閥34減小，從而導致形成強大的阻尼功能。因此，在節(jié)流閥33的閥功能31的幫助下，在極度加載下產(chǎn)生的風渦輪機的載荷減小。彈性體構(gòu)件被設(shè)計而使得，它們也能夠繼續(xù)在無流體的情況下運行。一旦形成下一次衰減(該衰減間歇發(fā)生或者在極度加載狀況后開始進行)，閥32自動打開，從而在連接線34和35中再次形成相等的壓力，此為短時間后的情況。所述系統(tǒng)然后再次處于初始狀態(tài)，從而可以再次關(guān)閉壓力開關(guān)(32)。除了振動減小外，上述閥功能還具有的優(yōu)點在于，液壓線不必針對在極端負載下主導的壓力進行設(shè)計。更進一步，可以通過利用額外節(jié)流閥33在連接線中產(chǎn)生的阻尼，來減小極端負載。盡管壓力釋放閥31加節(jié)流閥33〗又在極端負載情況下有效，然而可以在壓力側(cè)和釋放側(cè)上設(shè)置進一步的節(jié)流閥36和37。在渦輪機正在運行時，這些節(jié)流閥在整個系統(tǒng)中產(chǎn)生阻尼。換句話說，機器框架的任何移位通常與整個渦輪機的振動相關(guān)聯(lián)。這些振動被所存在的節(jié)流閥36和37衰減，從而在風渦輪機中使負載減小。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，節(jié)流閥36和37可采用可調(diào)節(jié)節(jié)流閥形式裝配。然而，也可以采用如下方式來對所有液壓線進行尺寸設(shè)計，使得已經(jīng)在所述線中通過流體摩擦引入節(jié)流功能。迄今為止所論及的所有功能均為被動式的，即，不受任何外界影響。然而，也可以對系統(tǒng)進行主動式操作。為此，流體被交替泵送入不同室中并從這些不同室吸出，從而使抵抗不希望振動和運動的受限運動沿風渦輪機的力流路徑隨該系統(tǒng)產(chǎn)生。渦輪機中。在這些系統(tǒng)中，發(fā)電機被直接布置在轉(zhuǎn)子軸上而無任何彈性連接。權(quán)利要求1、一種彈簧元件，其剛度能夠通過液壓產(chǎn)生的壓力來調(diào)節(jié)，并且包括i)兩個或更多個彈性體層(1)，ii)一個或多個非彈性中間層(2)，和iii)至少一個液壓裝置(4、7、9、11、12)；所述彈性體層被所述非彈性中間層彼此分開，并且所述非彈性中間層具有中心布置的開口或孔，從而使所述彈簧元件至少在內(nèi)部具有讓各獨立的所述彈性體層連接到其上的連續(xù)彈性體核心區(qū)域，并且所述液壓裝置安裝在層型的所述彈簧元件的上端和/或下端處，并且通過采用液壓壓力將液壓流體引入所述彈簧元件中，從而導致彈性體材料(1)相對于所述彈簧元件的各層沿豎直方向壓縮，并因此形成或增大所述彈簧元件的彈性體核心區(qū)域中的容納液壓流體的位移空間，其中，彈性的對應(yīng)成形的壓力膜(5)、(25)設(shè)置在所述彈簧元件的彈性體層(1)和所述位移空間之間，并且在其邊緣處牢固地連接到所述液壓裝置或其部件，從而導致出現(xiàn)容納液壓流體的膜空間(12)，在存在液壓力的情況下，該膜空間相當于所述位移空間，并且所述液壓裝置通過液壓線(4)連接到所述膜空間，并包括一個或多個密封元件(10、10a、6、21、22、24)，所述密封元件被施加預(yù)應(yīng)力并且被設(shè)置成，使得這些密封元件在所述壓力膜上牢固地連接到所述液壓裝置的區(qū)域中產(chǎn)生與膜空間中的壓力相比增大了的壓力，以致使得所述膜空間一方面以壓力密封方式與所述彈簧元件的各層隔離，而另一方面與所述液壓裝置或其部件隔離。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧元件，其中，所述彈性壓力膜(5)設(shè)置在屬于所述液壓裝置的膜板(9)上，并在其邊緣處通過彈性巻邊(10)連接到所述膜板，所述彈性巻邊(10)填充了所述膜板中T形槽狀的凹陷部(10a),并且非彈性壓力增大元件(6)設(shè)置在所述彈性體層(1)和在其巻邊區(qū)域中的壓力膜之間，該元件具有相應(yīng)的成形輪廓，在預(yù)應(yīng)力下，該輪廓被壓迫進入壓力膜巻邊區(qū)域內(nèi)的彈性材料中，并因此在所述膜板的T形槽區(qū)域內(nèi)形成特定密封。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈簧元件，其中，所述非彈性壓力增大元件(6)為成形環(huán)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧元件，其中，預(yù)應(yīng)力自由空間(10c)存在于所述壓力增大元件(6)和所述壓力膜的彈性巻邊(10)之間。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈簧元件，其中，所述壓力增大元件被所述膜板(9)本身替代，所述膜板(9)被壓縮于所述T形槽的區(qū)域中，從而在該區(qū)域中形成密封。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧元件，其中，所述膜板(9)構(gòu)成帶凸形表面的膜空間(12)的底部。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的彈簧元件，其中，所述膜板是凹曲面形的。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧元件，其中，所述彈性體層(1)在與所述壓力膜(5)的接觸表面的區(qū)域中是凹曲面形的。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的彈簧元件，其中，存在雙凸膜空間或位移空間。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧元件，其中，所述膜板(9)具有液壓供給線(4)和液壓連接件(7)，它們穿過所述膜板并通向所述膜空間。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的彈簧元件，其中，所述彈簧元件具有用于所述彈性體層(1)的支撐板(11)。12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的彈簧元件，其中，所述膜板(9)是所述支撐板(11)的分隔部件。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的彈簧元件，其中，所述膜板被夾持到所述支撐板。14、根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧元件，其中，所述彈性壓力膜(25)具有圓周終端彈性T形巻邊(10),其包括外巻邊(26)和內(nèi)巻邊(23),并且膜(25)以壓力密封方式連接到屬于所述液壓裝置的膜板(9),使得所述巻邊4皮插入在對應(yīng)成形匹配的T形中空輪廓中，該輪廓由對應(yīng)成形的膜頭(9a)和預(yù)應(yīng)力盤(21)形成，其中a)所述膜頭設(shè)置在所述膜和膜空間(12)內(nèi)部，并具有對所述膜的內(nèi)巻邊(23)進行接收的周界凸起唇緣；以及b)所述預(yù)應(yīng)力板具有環(huán)狀開口，其以精密配合方式接收隨同所述壓力膜的膜頭(9a),并且所述開口的邊緣由凸起唇緣形成，該凸起唇緣接收所述膜的外彈性巻邊(26)。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈簧元件，其中，所述預(yù)應(yīng)力盤(21)整體地或局部地設(shè)置在所述膜板(9)上，并被設(shè)置在所述膜板(9)和所述彈性體層(1)之間。16、根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈簧元件，其中，所述預(yù)應(yīng)力盤(21)是用于所述彈簧元件的支撐板，并且在所述壓力膜的區(qū)域內(nèi)具有精密配合的凹陷部，對應(yīng)成形的所述膜板(9)插入于所述凹陷部內(nèi)。17、根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的彈簧元件，其中，所述預(yù)應(yīng)力盤(21)在所述壓力膜的區(qū)域外部牢固地連接到所述彈性體層(1)。18、根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈簧元件，其中，所述膜板(9)通過緊固裝置被夾持抵靠于所述預(yù)應(yīng)力盤(21),從而使所述壓力膜的所述T形彈性巻邊(23、26)被壓縮。19、根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈簧元件，其中，所述膜板(9)具有液壓供給件和液壓連接件(4、7),所述液壓供給件穿過所述膜頭(9a),并通向所述膜空間(12)。20、根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈簧元件，其中設(shè)置了預(yù)應(yīng)力自由空間(22),所述預(yù)應(yīng)力自由空間(22)在未被夾持狀態(tài)下形成于外巻邊(26)、膜盤(9)和預(yù)應(yīng)力盤(21)匯合的區(qū)域中，并且在由于巻邊材料被強迫壓入而使部件(21)和(9)被夾持時完全閉合。21、根據(jù)權(quán)利要求14所述的彈簧元件，其中，所述壓力膜(25)是剛性的，并具有拋物線形或圓錐形表面，而且與位于底部的膜頭(9a)一起形成對應(yīng)成形的圓錐形杯狀膜腔(12)或圓錐形膜杯U2a)。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的彈簧元件，其中，所述彈性體層(l)在所述彈簧元件的核心內(nèi)具有圓錐形腔，該腔以與所述膜腔(12)相對應(yīng)的方式成形，并被由所述壓力膜形成的圓錐形膜杯(12a)填充。23、根據(jù)權(quán)利要求21所述的彈簧元件，其中，所述圓錐形壓力膜杯(12a)的膜腔(12)具有止動裝置(50),其在系統(tǒng)超載的情況下防止所述圓錐形壓力膜發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的塌陷。24、根據(jù)權(quán)利要求23所述的彈簧元件，其中，所述止動裝置(50)由非彈性材料制成，其形式優(yōu)選為圓錐形杯，而且該圓錐形杯被設(shè)置在所述膜腔(12)的內(nèi)部中央，處于所述膜頭(12a)的底部上，并具有連接到所述液壓供給線(4)的供給管道和連接件。25、根據(jù)權(quán)利要求1或21所述的彈簧元件，其在一側(cè)具有對應(yīng)的液壓裝置。26、根據(jù)權(quán)利要求25所述的彈簧元件，其在與所述液壓裝置相反的一側(cè)上在所述彈簧元件的核心區(qū)域內(nèi)具有處于所述彈性體材料中的凹陷部或腔(40)，該凹陷部或腔被成形和配置為，使得其通過所述層(1)的彈性體材料的腹板(42)與所述膜空間(12)隔開，從而在所述膜空間中的液壓力增大時，所述腹板能夠被推入所述腔中。27、根據(jù)權(quán)利要求26所述的彈簧元件，其中，所述凹陷部或所述腔(40)具有非彈性校準元件(3、8),在所述非彈性校準元件的幫助下，可以改變所述凹陷部或所述腔(4)的體積。28、一種機器軸承或齒輪箱軸承，其包括以同樣方式定向的至少兩個如權(quán)利要求1或21所述的彈簧元件。29、根據(jù)權(quán)利要求28所述的軸承，其中，所述彈簧元件通過交叉設(shè)置的液壓線(34、35)彼此連接。30、根據(jù)權(quán)利要求29所述的軸承，其中，所述液壓線裝配有至少一個壓力釋放閥(31)和節(jié)流閥(33、36、37)。31、使用權(quán)利要求28所述的軸承，以便吸收在風渦輪機中的彎曲力、變形力和位移力。32、根據(jù)權(quán)利要求31所述的使用，其吸收在極端負載情況下的彎曲力、變形力和位移力，這些力是相對于所安裝的彈簧元件豎直地產(chǎn)生的。33、根據(jù)權(quán)利要求31所述的對軸承的使用，其用于沒有齒輪箱的風渦輪機中。全文摘要本發(fā)明涉及液壓預(yù)應(yīng)力彈性體彈簧元件及其在風渦輪機軸承中的使用，具體提供了彈簧元件和包含這些彈簧元件的軸承，軸承和彈簧元件的彈簧剛度可由可變形彈性體主體或彈性體層通過施加預(yù)應(yīng)力而單獨調(diào)節(jié)。彈性體層的變形以及因此的彈簧元件的變形通過合適設(shè)計的液壓裝置所實現(xiàn)。使用壓力膜和彈性體元件的特定結(jié)構(gòu)特征，通過特定的液壓預(yù)應(yīng)力密封元件，實現(xiàn)了本發(fā)明彈簧元件和軸承元件的密封。文檔編號F03D11/00GK101429929SQ20081012544公開日2009年5月13日申請日期2008年6月13日優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日發(fā)明者弗朗茲·米特希申請人:弗朗茲·米特希