旋转阻尼器和装备有旋转阻尼器的振动减振器的制作方法

文档序号:20768388发布日期:2020-05-15 19:18阅读:297来源:国知局
旋转阻尼器和装备有旋转阻尼器的振动减振器的制作方法

本发明涉及用于风力设备或其它的高的并且相对于其高度狭长的设备或建筑物的新式的旋转阻尼器以及具有这种阻尼器的振动减振器。

本发明尤其涉及包括在至少一个摆动绳索或摆动杆处的至少一个振动的质量的振动减振器,其中,通过固有频率被置于振动中的质量能够通过根据本发明的作为减振器的部件的旋转阻尼器进行衰减。



背景技术:

高和细长的建筑物和设备遭受特别的振动情况,其必须通过技术的措施得到重视,以便没有损坏或提前的疲劳过程发生。这尤其适用于风力设备,其基于其迅速的技术的进一步发展近年来也更多地在更极端的地区(例如海上)和高度上得到使用,并且此外总是具有较高的塔台,以便充分使用在那儿较好的风情(windverhältnisse)。这样的风力设备必须经受住在其处由于风、浪、天气和运行出现的力,其在不同的位置处不同地强烈地加载所述设备。振动力尤其能够使设备的运行和安全有危险。

不仅在运行中,而且在建造风力设备或高的塔台的情况下由于风或其它的力出现振动,所述振动会使结构有危险,尤其由于因为处于构建中的设备还没有最佳地匹配这样的干扰振动。在建造风力设备的情况下,塔台首先以部段方式地被建造。接着装配具有转子的吊舱。没有吊舱(只有塔台根部)的情况关于共振激励要被认为是重要的,因为在这种状态中会产生比具有吊舱的情况大的振动幅度。在此,用于这种目的的振动减振器总是被放置到最上方的塔台部段的端部上并且在那儿旋紧。该过程如此久地重复,直到塔台完全被建造并且吊舱能够被放上。在此,设备的固有频率随着增加的装配进展而下降。由此,减振器频率必须能够在宽的范围(大约因数2)中简单地匹配并且一般处于相比于完成建造的设备更高的水平上。

也就是说必要的是,通过技术的措施有针对性地并且有效地衰减在这些设备中出现的振动。这利用相应于各种不同的使用领域的不同的结构的振动减振器或振动阻尼器来实现。

大多数的干扰力也影响设备的塔台,其通常以大多数情况下<1hz的低的固有频率被激励为振动。出于这个原因,在现有技术中经常使用摆动减振器用于振动衰减,其大多数情况下悬挂在塔台中。

用于风力设备的摆动减振器在现有技术中是已知的。

因此,在ep1008747(b1)中描述了如下的摆动减振器,其在摆动件的铰接件支承部中具有弹性的衰减元件。

wo2009/068599描述了摆动减振器,其中摆动质量的振动通过摩擦衰减借助于各种不同的板进行衰减。在这种解决方案的情况下,高的放热(wärmeentwicklung)的问题出现,这通过随着温度变化的衰减会被注意到。在使用流体阻尼器时得出类似的困难。

此外,所有这些解决方案具有如下缺点,即基于摆动件在塔台中的能够使用的小的运动空间,仅仅能够经过小的振动路径,这导致必要的减振器质量必须相当大,以便能够影响相应的固有频率和衰减。

为了应对这些,已经提出与摆动减振器结合的磁体或涡流阻尼器。在传统的磁体阻尼器中,衰减通过相对或相同极化的磁体的吸引或排斥进行,所述磁体运动经过彼此处。涡流阻尼器在功能上基于在电的导体(leiter)中感生出电流,所述电的导体通过变化的磁场进行运动。产生的涡流又形成磁场,所述磁场反作用于最初的磁场并且制动导体的运动。如果导体在磁场中以其运动的速度提高,那么在导体中的涡流被提高,这导致更强烈的磁场,由此,运动被进一步并且增强地制动。

磁体或涡流阻尼器本身对于现有技术是已知的。

由此,在de3741578a1中描述了用于精密机器的振动衰减装置,其基于板在磁场的北与南极之间的运动。

us2007/0131504描述了平坦的振动阻尼器,其中由平坦地布置的磁场使在场中的横向摆动装置运动。

在ep2696072中描述了用于风力设备的振动减振器组件,具有质量摆动件和板形的磁体和导体元件,其中,在元件之间置入滑动组件、尤其滑动层,其应该以仅仅小的温度依赖性保证减振器的紧凑的构造方式。在此,质量摆动件在振动情况中被引导到优选地两个振动装置中,其中,在质量摆动件的下方的端部处发生导体板相对于磁体板的运动。

所提及的磁体阻尼器具有如下缺点,即其在大多数情况下是很取决于方向的并且不能够被轴向地转动。此外,利用其经常不能够以合理的(vertretbaren)消耗达到足够高的衰减密度,而所述足够高的衰减密度在使用风力设备、尤其具有100m以及在其上的高度的塔台的风力设备的情况下完全被需要。

wo2016/023628描述了涡流振动减振器,其能够达到较高的衰减密度并且此外独立于方向。阻尼器基本上由柱体管道组成,其具有磁体组件以及在内部引导并且能够运动的导体管道。两个管道在磁体组件的区域中无摩擦地进行引导,其中,导体管道相对于磁性的柱体管道的引导在优选的实施方式中通过在功能的区域之外的滚子装置(rollenvorrichtung)进行。

所有已知的磁体或涡流阻尼器具有如下性质,即产生涡流场并且反作用于所述质量的运动的反作用力取决于运动的速度。而因为在高的塔台如在风力设备中或还在高的建筑中经常由于激励频率产生慢的运动(风,地震等),所以产生如下问题,即所产生的涡流场的力不足以在特别慢的运动的情况下达到足够的衰减。当振动的幅度小时,同样的情况适用。由此能够帮助将磁体密度例如通过提高的数量的磁体元件普遍地或单位面积(profläche)进行提高。而这不仅提高了成本而且还提高了需要的空间需求,所述需要的空间需求特别在风力设备的塔台中经常不存在。而一般在较小的构造方式的情况下得出,在运行中磁体元件从温变得热,这导致阻尼器的温度独立性的减小,因为由于提高了的振动能量在窄的空间上产生明显更多的热。

由此存在如下任务,即提供在高和细长的建筑和技术的设备、尤其在风力设备中用于低于30hz、尤其低于10hz、优选地在0.15与5hz之间、尤其在0.5与5hz之间、优选地在0.15与2hz之间的固有频率的衰减的磁体阻尼器供使用,其不再具有所描述的缺点、尤其在具有低运动能量的状态中的更确切地说小的衰减。

所述任务已经通过提供在下方和在权利要求中详细说明的涡流阻尼器以及具有这样的阻尼器的振动减振器得到解决。



技术实现要素:

所述任务尤其已经通过如下方式得到解决,即摆动减振器的振动的质量的本身线性的运动通过相应的结构的措施转变为旋转运动,由此,能够达到的旋转速度能够通过选择相应地大的、优选地旋转对称的旋转元件是运动的质量的线性速度的多倍。通过在旋转元件处安置衰减的/制动的机构能够由此达到增强的衰减效果。

尤其当涡流衰减系统得以使用时(其中导体元件相对于磁体元件相对于彼此通过旋转运动),能够产生高的取决于转速的衰减效果。如已经提到的那样,旋转的运动的速度对于要达到的衰减效果在此应用的涡流原则的情况下是决定性的。由此,根据本发明,视结构而定,能够相比于已知的涡流阻尼器在相同数量的磁体的情况下达到旋转的导体元件相对于固定的磁体元件(或反之)的大约2-20倍的速度以及由此4-400倍的衰减力(线性的衰减常量:nxs/m)。

此外,在这样的旋转的系统中,基于较高的运动速度,增加地产生的热能够被更容易地散发,必要时还借助于在所应用的旋转的盘、轮或齿圈上的被动的或主动的冷却机构如冷却肋或冷却轮叶,其中,所应用的旋转的盘、轮或齿圈类似于鼓风机单独通过其转动负责冷却的空气涡流。

然而,根据本发明还可行的是,当例如在此优选地提出的涡流衰减组件通过其它的制动的机构、如例如传统的磁体衰减机构(通过磁性的吸引和排斥)或摩擦阻尼器机构或流体阻尼器机构在根据本发明的振动减振器的旋转元件中被代替时,得到相同的(vergleichbare)制动作用。

由此,本发明的主题是用于结合作为振动减振器组件的组成部件的能够振动的质量(7)来衰减构造(struktur)或结构、尤其风力设备的通过激励频率产生的振动的旋转振动阻尼器,

其中,衰减装置(dämpfungsvorrichtung)基本上具有下面的结构部件:

(i)承载结构(4),

(ii)运输装置(2),所述运输装置

-安放在所述承载结构(4)处或在所述承载结构(4)中,

-与振动的质量(7)或与要衰减的构造(9)连接,

-在激励的情况下能够通过质量(7)沿一方向线性地来回运动,以及

-能够将线性的运动转化为旋转运动,

(iii)连结元件(3),所述连结元件一方面固定在运输装置(2)处并且另一方面与振动的质量(7)或与要衰减的构造(9)处于连接中,以及连结元件(6);其一方面与承载结构(4)并且另一方面:如果振动的质量(7)与连结元件(3)连接,就与要衰减的构造(9)处于连接中,而或,如果要衰减的构造(9)与连结元件(3)连接,就与振动的质量(7)处于连接中,以及

(iv)至少一个对实际的衰减负责的衰减组件(1),其与运输装置(2)处于功能的连接中并且基本上包括:

-至少一个在运行中旋转的第一、优选地旋转对称的元件(1.1)

-相对于其布置的、与承载结构(4)连接的固定的第二、优选地旋转对称的元件(1.2),以及

-在前述的第一与第二元件之间的衰减元件(1.3),用于涡流衰减组件(1.4)、摩擦衰减组件(1.5)、流体阻尼器组件(1.6)或传统的磁体衰减组件(1.7),

其中,衰减通过第一元件(1.1)相对于第二元件(1.2)的相对的旋转运动发生,并且旋转的第一元件(1.1)通过运输装置(2)的相应的线性的运动进行驱动。

本发明的主题尤其是相应的旋转振动阻尼器,其包含用于涡流衰减组件的衰减元件(1.4),并且由此是涡流衰减装置,并且衰减元件(1.4)在前述第一与前述第二元件之间具有至少一个磁体元件(1.4.2)和导体元件(1.4.1),其中,导体元件(1.4.1)与旋转的第一元件(1.1)并且所述至少一个磁体元件(1.4.2)与固定的前述第二元件(1.2)连接,或反之,所述至少一个磁体元件(1.4.2)与旋转的第一元件(1.1)并且导体元件(1.4.1)与固定的第二元件(1.2)连接。

此外,本发明的主题是这种旋转阻尼器在振动减振器中尤其用于高的细长的设备和建筑、优选地风力设备的使用。

由此,本发明的主题尤其是适用于衰减振动的振动减振器组件,所述振动在处于运行中的风力设备、类似地高的设备或建筑物中或在其建造时出现,所述振动减振器组件包括至少一个振动的质量(7)、至少一个摆动棒(pendelstab)或摆动绳索(8)以及涡流衰减装置,其一方面与摆动质量,另一方面与设备或建筑物的要衰减的构造处于连接中,

其中,涡流衰减装置具有下面的特征:

(i)承载结构(4)

(ii)运输装置(2),所述运输装置与承载结构连接,

能够沿线性的方向来回运动,并且能够将线性运动转变为旋转运动,

(iii)连结元件(3),其一方面固定在运输装置(2)处并且另一方面与振动的质量(7)或与要衰减的构造(9)处于连接中,以及连结元件(6),其一方面与承载结构(4)并且另一方面:如果振动的质量(7)与连结元件(3)连接,就与要衰减的构造(9)处于连接中,而或,如果要衰减的构造(9)与连结元件(3)连接,就与振动的质量(7)处于连接中,

从而在质量(7)相对于要衰减的构造(9)相对地运动的情况下进行运输装置(2)的前述的线性运动,以及

(iv)至少一个涡流衰减组件(1),其包括

-至少一个在运行中旋转的第一、优选地旋转对称的元件(1.1),

-相对于其固定的、安置在承载结构(4)处的第二、优选地旋转对称的元件(1.2),以及

-布置在这些元件之间的涡流衰减元件(1.4),其中,

(a)所述至少一个在运行中旋转的第一元件(1.1)是导体元件(1.4.1)或具有导体元件(1.4.1)并且所述固定的元件(1.2)是磁体元件(1.4.2)或具有磁性的元件(1.4.2.1),或反之,

(b)所述至少一个在运行中旋转的元件(1.1)是磁体元件(1.4.2)或具有磁性的元件(1.4.2.1),并且所述固定的元件(1.2)是导体元件(1.4.1),并且两个元件(1.1)(1.2)在遵守(einhaltung)空隙的情况下基本上平行于彼此地进行布置,

其中,涡流衰减组件(1)与运输装置(2)如下地处于功能的连接中,使得在其相对的线性运动的情况下出现元件(1.1)(1.2)的相应的相对的旋转运动,由此,在这些元件之间产生涡流并且产生力,其反作用于质量(7)的运动并且由此反作用于激励振动。

在本发明的实施方式中,连结元件(3)借助于夹紧或固定元件(3.1)与运输装置(2)固定连接。

在本发明的其它的实施方式中,连结元件(3)在运输装置(2)的高度上具有两个对置的铰接件(3.2)。

在本发明的另外的实施方式中,运输装置(2)包括传送带或传送皮带(2.1)或齿皮带,其中,后者通过至少两个齿状的运输滚子(2.2)进行引导。

在本发明的另外的实施方式中,运输装置(2)包括齿条(2.4)、主轴或滚珠丝杠(2.5)代替传送带或传送皮带或作为传送带或传送皮带的补充。

优选地,导体元件(1.4.1)由铝、铜或其合金制成,并且磁体元件(1.4.2)包括永磁体或电磁体,其定位在载体盘(1.4.2.1)上。在涡流衰减组件(1.4)的实施方式中,磁体的场强以及由此衰减力是能够控制的。

在本发明的另外的实施方式中,涡流组件(1.4)由第一磁体盘(1.4.4)、对置的导体盘(1.4.6)和在导体盘的另一侧上的第二磁体盘(1.4.5)进行构建,其中,盘分别通过基本上恒定的空隙与彼此分离,其中,第二磁体盘(1.4.5)也能够构造为磁性的环,其通过弯曲的连接元件与第一磁体盘(1.4.4)连接。

在本发明的另外的实施方式中,振动减振器装置还包括用于通过使用相应的弹簧元件匹配振动系统的频率的装置。

根据本发明的减振器同样还能够具有用于在涡流阻尼器组件中温度补偿的机构。

这样的根据本发明的涡流振动减振器组件还具有特别的意义,其中所达到的衰减随着振动的质量(7)以及由此运输装置(2)的增加的偏移变大,并且相反地随着减少的偏移变小。由此,衰减能够取决于质量摆动件(7)(8)的幅度或运输装置(2)的由其引起的振幅(ausschlag)适应地改变和控制。为了达到这一点,提出如下的调节机构,其使得如下的结构部件运动,所述结构部件能够将在导体元件与磁体元件之间的空隙取决于振动路径(schwingweg)进行改变。

本发明的另外的实施方式进一步在下面提及并且详细地进行描述。

本发明的主题同样是如上面和下面所描述的用于衰减振动的振动减振器组件的应用,所述振动在建造或在运行高和细长的建筑或塔台(9)和相应地设计的技术的设备时、尤其在风力设备中产生。

本发明的描述和实施方式

根据本发明的振动减振器包括通常的质量摆动件装置以及至少一个根据本发明的衰减装置(10)。

根据本发明的衰减装置(10)又包括承载结构(4)、运输装置(2)、实际的衰减组件(1)以及连结元件(3)(图1)。

在要衰减的设备、例如风力设备中,能够安装多个根据本发明的衰减装置(10)、尤其两个至六个(图8)。

在承载结构(4)处安置有运输装置(2)或运输装置是承载结构的一部分。在运输装置(2)处又固定有实际的衰减组件(1)。

衰减组件(1)基本上包括至少一个旋转的第一元件(1.1),其相对于固定的第二元件(1.2)运动,其中,在这些元件之间布置有衰减元件(1.3)。

优选地,该衰减元件(1.3)是涡流衰减组件或元件(1.4),而根据本发明也能够是其它的衰减组件或元件、如例如摩擦衰减组件(1.5)或流体衰减组件(1.6),或还是具有传统的磁体元件(1.7)的衰减组件(dämpfungsabordnungen),如其全部本身在现有技术中已知的那样。对此的示例是电的发电机,其能够将损耗功转化为电能以便将其在电阻中烧尽(verheizen)、直接进一步应用或为了之后的进一步应用例如缓存(puffern)在蓄电池中。

安置在承载结构(4)处的运输装置(2)在本发明的第一实施方式中通过连结元件(3)与振动的质量(7)连接(图1-3)。

运输装置(2)还能够在本发明的第二实施方式中通过连结元件(3)与要衰减的构造(9)、例如风力设备的塔台壁连接。在这种情况下,振动的质量(7)通过连结元件(6)与运输装置(2)的承载结构(4)连接(图15)。

在这两种情况中,振动的质量(7)的运动能量产生运输装置(2)的在一方向上起作用的线性的来回运动,由此,前述的衰减组件(1)的旋转运动发生并且产生反作用于振动的质量(7)的力。

连结元件(3)在最简单的情况下是相应地进行设计的铰接件,从而运输装置和质量或多或少地直接处于连接中。

在优选的实施方式中,连结元件是独立的结构部件,其能够通过一个或两个摆动铰接件(3.2)围绕横向于运输装置的线性的运动的轴线运动,并且具有到振动的质量(7)或必要时到构造(9)的另外的铰接件连接部(3.3),其如下地进行设计,使得相对的空间的运动得到保证。在另外的实施方式中,连结元件(3)的铰接件连接部(3.3)通过弹性的铰接件(15)代替,其同时允许偏转(转动)和俯仰运动。

作为运输装置(2),根据本发明考虑所有的技术的器件(mittel),其实现线性的运动到旋转运动的转变、如例如传送皮带、传送带、齿状皮带、齿条、主轴/滚珠丝杠或曲轴以及用于运输的相应的机构、如滚子、轨道等。

所有这些器件是有共同点的,即其根据本发明将其线性的运动能量传递到具有能够自由地选择的半径的与其连接的旋转的元件(1.1)。而利用旋转的元件(1.1)的变大的半径能够得到比通过线性的运动的速度预设的那样显著更高的转动速度。

在本发明的优选的实施方式中,传送皮带(例如平皮带、楔形皮带)或传送带、尤其齿状皮带(2.1)得到使用,其在运输滚子(2.2)或齿轮上运动。在此,至少一个运输轮还用作用于前述旋转的元件(1.1)的驱动轮(2.2.1),其根据本发明具有比驱动轮显著更大的半径。也就是说在最简单的实施方式中,运输装置由齿状皮带组成,其在两个对置的、支承在承载结构处的运输滚子(2.2)上引导并且由此,能够与固定在其处的连结元件(3)(3.1)共同来回运动,其又通过前述的铰接件连接部(3.3.1)连结。

齿状皮带或传送皮带显然还能够通过多于两个运输滚子引导。在齿状皮带的情况下,运输滚子优选地装备有齿,其实现连结元件与质量的无打滑的运输。

旋转的元件(1.1)在本发明的所有实施方式中是衰减组件(1)的部分并且直接与运输装置(2)处于连接中。旋转的元件例如能够是轮、盘或齿圈。在根据本发明的、呈现本发明的优选的实施方式的涡流阻尼器的情况中,旋转的元件(1.1)装备有磁体元件(1.4.2)或导体元件(1.4.1)。该阻尼器类型应该在下面更详细地进行阐释。

导体元件由良好地导引电流的材料如例如铝或铜或相应的合金形成。导体元件能够以板、带、环或各个(einzelnen)部件构成的形式存在,其布置在载体板、载体带或载体环上。

磁体元件由磁体环或出于实用的理由由各个棒磁体形成,其布置在载体板、载体轮、载体带或载体环上。相邻的磁体元件优选地如下地置放,使得北极和南极对置。还可行的是使用电磁体元件,其具有如下优点,即场强是可调节的,并且必要时甚至能够被断开。

旋转的元件(1.1)在本发明的第一实施方式中是导体盘或板、或用于导体元件的载体盘/板、优选地由铝制成。在载体板的情况下,导体元件能够被安置在侧面处。

而还可行的是,导体元件作为闭合的带安置在构造为盘或轮的旋转的元件(1.1)的周缘处,也就是说,在其齿圈处,其中,在这种情况下,轮或盘、或旋转的元件(1.1)的环绕部(umlauf)应该是足够宽的。

在其它的实施方式中,旋转的元件(1.1)是用于由磁体元件(1.4.2)组成的磁体组件的载体,优选地以盘或轮、或齿圈的形式,其中,磁体元件被安置在盘或轮面上。

而在此还可行的是,所描述的磁体元件安置在构造为盘或轮的旋转的元件(1.1)的周缘处,也就是说,在其齿圈处。

也就是说,旋转的元件(1.1)要么承担涡流衰减组件的导引功能要么承担涡流衰减组件的磁体功能。根据本发明,而第二固定的元件(1.2)总是相对于所述旋转的元件布置,其中,两个元件(1.1)(1.2)通过大约1-5mm的基本上保持相同的小的空隙与彼此分离。在此,固定的元件(1.2)装配在承载结构(4)处或是其一部分。在功能的部件(磁体/导体件)的区域中的第一与第二元件之间通过空隙形成的空间是完全无摩擦的,并且由此,例如与ep2696072的振动减振器相区别,其在此在涡流组件的相对于彼此运动的部件之间设置专用的滑动组件。

也就是说,通过运输装置(2)的线性的运动激励到旋转的元件(1.1)相对于固定的元件(1.2)运动,由此,涡流借助于磁场感生出,其反作用于转动并且最后引起振动的质量(7)和结构(9)的衰减。

也就是说,在本发明的实施方式中,旋转的第一元件(1.1)如所描述的那样装备有导引功能,并且因此固定的第二元件(1.2)装备有磁体功能。

在其它的实施方式中,相反地,旋转的第一元件(1.1)设有磁体功能并且固定的第二元件(1.2)设有导引功能。

在本发明的另外的实施方式中,磁体元件被安置在到在盘或轮(旋转或固定的元件)的侧面上的转动点一定的半径中,并且径向地或切向地布置。在此,磁体元件还能够以具有不同的半径的多个排进行布置。如所说的那样,半径确定磁体组件以其相对于导体元件运动的速度并且由此还确定衰减效果。

在本发明的其它的实施方式中,磁体元件(1.4.2)安置在旋转的元件(1.1)的周缘处或齿圈处并且导体元件(1.4.1)安置在固定的元件(1.2)上,其在此相对于旋转的元件(1,1)进行布置并且围绕所述旋转的元件。

相反地,导体元件(1.4.1)还能够安置在旋转的元件(1.1)的周缘处或齿圈处,或旋转的元件能够本身构造为导体元件(例如铝盘),而磁体元件布置在围绕的固定的元件上。

磁体元件能够在所有情况下径向地或切向地关于旋转的或固定的元件进行布置。其还能够以多个排相叠地(über-oderuntereinander)布置在载体盘或载体轮的侧面上。此外,其还能够沿着周缘或在周缘上以不同的数量或以不同的场强进行布置,由此,在质量(7)的确定的运动状态中,能够达到相比于前面的或随后的运动状态较高的或较低的衰减效果。

涡流衰减效果能够通过使用铁磁的元件(1.4.3)、例如铁或钢盘进行增强,其能够在与磁体元件相反的侧上被带到与导体元件(1.4.1)的接触中。

在本发明的特别的实施方式中,在旋转的元件上置放离心力质量(1.4.11),其能够具有以圆形部段的形式的导体元件(1.4.9)并且取决于转速地在减小或提高空隙的宽度的情况下被带到对置的磁体元件(1.4.8)的功能的附近。由此,能够达到衰减效果对振动系统的给定条件的改进或适应。

还可行的是,取决于质量或摆动件的运动如下地选择(例如在提及的齿状皮带运输装置上的)连结元件(3)的止挡点,使得衰减效果在摆动件的转回点(umkehrpunkte)的区域中相比于在摆动件以最大的速度移动经过最下方的点的情况下相对高。与此相对,在运输装置的线性的运动完全对称地布置和自由地运转(lauf)的情况下,在摆动质量在最下方的点处移动通过时的衰减是最大的,因为在此摆动件的速度是最大的。

当装置不是水平地进行定位,而是竖直地或在以到水平面>0°与<90°之间的角度进行定位时,也能够达到衰减效果关于换向或移位的类似的效果。由此,衰减能够适应于振动系统的期望的给定条件。

优选地,旋转的元件(1.1)是以盘或轮(具有轮辐)或齿圈的形式旋转对称的。视要衰减的设备或质量摆动件的大小而定,所述旋转的元件具有在300与800mm之间、尤其大约500mm的直径。相应地,固定的元件(1.2)具有类似的尺寸并且同样优选地旋转对称。

相应于此地,具有运输装置(2)的承载结构(4)具有在600mm与1500mm之间、优选地800至1000mm的长度。然而根据本发明,所说明的大小不是限制性的并且能够相应于要衰减的振动系统不仅采用更大而且还采用更小的值。

根据本发明的阻尼器装置(10)还能够将多个衰减组件(1)设置在运输装置(2)上,也就是说还能够将多个、尤其2-4个旋转的元件(1.1)并且相应于此地还有多个固定的元件(1.2)设置在运输装置(2)上。

在具有传送皮带或齿状皮带(2.1)(其在例如两个滚子上进行引导)的运输装置的情况下不仅一个作为用于旋转的元件(1.1)的驱动轮(2.2.1)的滚子能够通过轴(5)起作用,而且运输装置的两个或更多个滚子(2.2)能够通过相应地轴(5)与相应地旋转的元件(1.1)连接。由此,能够不仅达到更高的衰减效果,而且还实现对称的负载分布,这有利地(schonend)影响运输装置以及由此整个振动减振器的磨损。

还可行的是,轴(5)通过驱动轮(2.2.1)进行驱动,在轴(5)的两个端部处具有两个、三个或四个旋转的元件(1.1)。

由此,在运输装置上唯一的皮带或带装置(2.1)(2.2)的情况下,多达四个衰减组件(1)能够得到使用。

在本发明的另外的实施方式中,能够在驱动轮(2.1.1)或功能上类似地有效的结构部件与旋转的元件(1.1)之间(两者通过轴(5)连接)安装带有传动比的传动机构,其实现驱动轮的每转引起旋转的元件(1.1)的多于一转。由此,能够进一步负责旋转的元件(1.1)的转速度(umdrehungsgeschwindigkeit)的提高,并且由此,负责通过涡流引起的衰减效果的提高。

在使用具有运输滚子的齿状皮带或传送带/皮带的情况中,连结元件(3)或其固定部(3.1)在皮带处的引导能够很大程度上无负载地进行。因此在本发明的最简单的实施方式中不需要必要地支撑或引导元件。然而,有利的并且经常必要的是,至少在连结元件(3)的固定部(3.1)的区域中提供这样的以滚动或滑动装置(2.3)的形式的支撑和引导元件供使用。例如移动车(laufwagen)(2.3.1)或滚子传送带(2.3.3)、或备选地还有滑动装置(2.3.4)能够得到使用,皮带能够支撑在所述移动车处并且所述移动车能够在移动轨道(laufschienen)(2.3.2)上运动。

如上面所描述的那样,根据本发明的振动减振器组件优选地具有涡流机构作为实际的衰减元件,所述涡流机构安放在旋转的第一元件(1.1)与固定的第二元件(1.2)之间。

然而,以其它的衰减类型工作,但是其他方面刚好如此构建的振动减振器同样是本发明的主题。由此,最不同的类型的摩擦元件、包括固体的材料或液体能够用作衰减介质。相应的材料和装置在现有技术中是已知的。例如在旋转的元件(1.1)上的旋转的制动衬片能够用作摩擦元件,其例如通过能够复位的离心力质量取决于旋转地被挤压到设计为制动鼓的同样旋转对称的、固定的元件(1.2)处。

此外,存在如下可行方案,即:将旋转盘实施为盘制动器。附加地,能够安置一个或多个附加的制动盘。利用该附加制动器能够支撑(abgefangen)负载峰值。旋转的导体盘同样能够同时应用作为盘制动器,其应用为过载制动器。

在其粘度方面能够改变的流体也能够使用作为摩擦元件(流体阻尼器)。最后,传统的磁体阻尼器也能够在振动减振器中得到应用。

具体实施方式

在下面叙述在附图中详细地示出的实施方式。

图1示出根据本发明的阻尼器装置(10)的透视的视图,所述阻尼器装置能够在具有摆动件和摆动质量的振动减振器中得到使用。在承载结构(4)上装配有运输装置(2)。承载结构具有带有铰接件(6)的连接元件,以便将承载结构与振动的并且要衰减的构造(9)连接或反之。运输装置(2)由两个支承在装置的左边和右边的端部处的滚子组成,这两个滚子通过传送带/传送皮带(2.1)与彼此连接。一个(右边的)滚子支承在轴(5)上并且在其滚动运动中驱动所述轴以及由此还有实际的盘形的衰减组件(1),其插接到轴上并且在具体的情况下具有涡流衰减组件(1.4)的元件。这具体如下:能够旋转的并且相应于旋转的第一元件(1.1)的导体盘(1.4.1)、磁体盘(1.4.2),所述磁体盘通常是载体盘,永磁体或电磁体在一侧或在两侧安置在所述磁体盘上,并且其与导体盘通过狭长的空隙(未示出)不触碰地分离,以及在优选的实施方案中铁磁的盘(1.4.3),其被安置在导体盘的另一侧上。

导体盘(1.4.1)和铁磁的盘(1.4.3)在轴(5)上旋转,而衰减组件的所有其它的元件固定并且最后与承载结构(4)连接。

在轴(5)上的导体盘(1.4.1)通过滚子(2.2.1)和传送带(2.1)驱动。后者与连结元件(3)通过固定或固结元件(3.1)连接。如果不使用无尽的(endloser)皮带,通常传送带或皮带的两个端部在该位置处聚集在一起。连结元件(3)以秋千(schaukel)或沙发椅(sessel)的形式进行构造,在皮带/带的高度上具有带有假想的轴线的对置的摆动铰接件(3.2)。在秋千的底面上,在中间设置有另外的铰接件(3.3),使得能够操作所有方向。

在该球铰接件处能够直接地或万向轴式地固定有摆动件(8)的振动的质量(7)而或者要衰减的构造(9)(未示出)。

通常,连结点(3)能够不仅固定在摆动质量(7)处而且也固定在要稳定的结构(9)处。如果进行(3)在(7)处的固定,那么构造(9)固定在连结点(6)处。与此相对,如果结构(6)固定在连结点(3)处,那么进行质量(7)在连结点(6)处的固定。

在固结元件(3.1)之上设置有滚动装置(rollvorrichtung)(2.3)。该滚动装置包括移动车(2.3.1),皮带/带(2.1)能够支撑在所述移动车处。所述移动车的滚子在安置在上方的移动轨道(2.3.2)上运动。通常在轨道上移动的移动车也能够通过多个支撑滚子代替而或者通过滑动装置或输送带代替。也就是说,在连结元件的线性的来回运动(通过摆动件的振动的质量引起)的情况下,传送皮带和由此驱动轮(2.2.1)运动并且由此旋转的导体元件(1.4.1)也运动,由此,在组件(1.4)中引起衰减。

图2示出来自图1的根据本发明的阻尼器装置的侧视图。在此,传送带是齿形皮带(2.1),滚子(2.2)(2.2.1)是齿轮或具有齿状的环绕部的轮。

图3示出根据图1的根据本发明的装置的另外的透视的视图。

图4示出通过根据本发明的涡流阻尼器的阻尼器组件(1)(1.4)的透视的剖切图。旋转的元件(1.1)又是导体板(1.4.1),其与轴(5)连接。轴(5)相应地被支承(5.1)。固定的元件(1.2)是用于磁体元件(1.4.2.1)的载体板(1.4.2)。在两个板元件之间能够识别到空隙。导体盘通过由皮带(2.1)的运动进行驱动的驱动滚子(2.2.1)被置于旋转中。此外,导体盘与环形的铁磁的元件(1.4.3)在接触中,所述环形的铁磁的元件被安置在导体盘的外部的侧上。

图5示出涡流阻尼器装置,其中导体和磁体元件被安置在轮或盘的周缘处或通过周缘。在此,轮/盘承担旋转的元件(1.1)的功能并且此外具有通风或冷却元件(在此作为叶轮)(1.1.1)。在此,铝带作为导体元件(1.4.1)固定在轮的环绕部处。在导体元件与轮缘(radkranz)之间还引入铁或钢带作为衰减增强器。固定在运输装置处或承载装置处的固定的盘用作用于磁体(1.4.2.1)的载体盘(1.4.2),其中,磁体同样被安置在该盘的环绕部处。带有磁体的固定的盘具有比带有导体元件的旋转的盘相应地更大的直径,并且如下地布置,使得其环绕部在导体元件的环绕部之上。磁体元件由此被置放在外部的环绕部的内部的侧上,而具有铁磁的元件的导体元件布置在内部的环绕部的外部的侧上。然而相反的布置同样是可行的,其中固定的部件布置在内部并且旋转的导体元件布置在外部。

图6示出磁体元件1.4..2.1在载体元件1.4.2上的可行的布置,(a)在此,两排磁体元件沿关于极点的径向的取向布置在载体盘的外部的边缘处,其中,优选地,北极点和南极点对置,(b)在此,两排磁体元件以相应的切向的取向进行布置(同样优选地北-南取向)。

图7示出根据本发明的具有在塔台(9)中的摆动件(8)和质量(7)的振动减振器,其中,该质量与三个阻尼器装置(10)如之前描述的那样通过连结元件或其铰接件连接部(3.2)连接,以便尽可能最优地覆盖摆动件的所有振动平面。此外,阻尼器装置通过铰接件连接部(6)与塔台结构(9)连接。

图8示出竖立减振器(errichtungstilger),其装备有根据本发明的衰减装置(10)。竖立减振器由载体环组成,其相配地放上到相应的塔台部段上。载体环具有三个臂,其具有摆动的悬挂(8),在所述悬挂处悬挂有振动的质量(7)。振动的质量(7)在该实施方式中环绕塔台部段分布地进行布置。衰减装置(10)如描述的那样通过铰接件连接部(6)固定在所述三个臂中的每个处。衰减装置又通过铰接件连接部(3.3)与质量元件(7)连接。

图9示出根据本发明的摩擦阻尼器。在轴上旋转的盘(1.5.1)上安置有三个具有复位弹簧和铰接件(1.5.4)的离心力质量(1.5.3)。离心力质量具有圆形的部段,其如下地布置,使得其得出具有短的中断部的盘。圆形部段在其外部的边缘处设有制动或摩擦衬片。

具有如此设计的离心力质量的旋转的盘(1.5.1)相对于固定的设计为制动鼓的盘(1.5.2)运动。由此在较高的转速的情况下,制动衬片部段被挤压到制动鼓处,并且由此转动被阻碍。

图10示出根据本发明的离心力涡流阻尼器。其在原则上是由图5和图9的实施方式的组合。从图10出发,导体元件(1.4.9)代替制动衬片部段(1.5.6)。具有磁体元件(1.4.8)的环代替制动鼓(1.5.2),其中,磁体环是固定的元件(1.2)的部分(图6)。由此,导体元件的圆形的部段能够通过离心力质量(1.4.11)取决于转速地向外或向内运动,由此,在导体元件与磁体元件之间的空隙的宽度能够变化并且由此衰减效果也能够变化。

图11示出具有两个由涡流衰减元件(1.4)组成的对置的阻尼器组件(1)的阻尼器装置,所述涡流衰减元件固定在相同的运输滚子(2.2)处。与来自图1的实施方式相反,每个这种衰减组件(1)包括涡流双盘(wirbelstrom-tandemscheibe),其由外部的引导、、导体盘(12.1,相应于1.4.6)、内部的导体盘(12.2)和在其中间布置的盘(12.4)组成,所述涡流双盘在两侧装备有磁体。外部的和内部的导体盘通过连接元件(12.3)与彼此连接。

在本发明的改进的实施方式中,中间的盘没有在两侧配备有磁体,而是具有开口,磁体被放入所述开口中,从而其向两侧起作用。由此,磁体的数量能够减半。

图12示出根据本发明的阻尼器的不同的透视图,其设置有锁止装置用于能够运动的运输装置(2)。

为了维护目的,减振器必须被固定。这通常通过附加的固定元件实现,所述减振器质量藉由所述附加的固定元件旋紧在要稳定的结构处。在此所描述的锁止实现将承载结构(4)与运输装置(2)固定连接。

这通过如下销钉(13)实现,其插接并且止动到穿过结构部件(2)和(4)的开孔中。传送皮带或传送带不通过该运输止动部(transportsicherung)加载,从而在此存在故障安全(fehl-safe)连接,其即使在较高的负载的情况下也实现可靠的工作环境。

图13示出根据本发明的振动减振器组件的不同的透视图,其具有如下机构,利用所述机构,减振器或振动系统的频率能够被匹配。这在风力设备的情况下是例如必要的,以便通过不同的基础(gründung)、不同的根基、不同的塔台刚性以及不同的质量来平衡可能的公差。即使在高频率的情况下、例如在大约一赫兹的范围中的第二塔台固有频率方面,具有小于200mm的长度的摆动杆是必要的。这在尺寸上不能够实现或仅仅很难实现。尤其必要的是,摆动杆至少与必要的振动幅度同样大,从而杆出于该原因必须已经比对于该频率必要的长度更长。该问题根据本发明能够藉由使用一个或多个附加弹簧(14)来解决。附加弹簧要求在振动的质量与要稳定的质量之间附加的联接点(接口)。弹簧元件(14)被安置在运输装置(2)与衰减组件(1)的固定的元件(1.2)之间,由此这些弹簧元件相对于彼此张紧。在此有利地,其如下地张紧,使得卸载了的弹簧在满幅度的情况下不松弛。

由此,要求大的动态的弹簧变形量。因此,在难得大的幅度的情况下设置成,卸载弹簧(14)可以松弛。为了卸载了的弹簧在还较大的行进路径(fahrweg)的情况下不被夹住(弯折、扭曲(gestaucht))设置有弹簧固定部(14.2),其如下地进行设计,使得其能够在长孔(14.3)中移位(ausweichen)。

为了精确的频率调整可行的是,安置更多的或更少的弹簧。此外能够使用不同刚性的弹簧。

在图13中示出具有2×4个消失的弹簧的实施方案。所示出的弹簧是标准钢拉力弹簧(standardstahlzugfedern)、优选地由不锈钢制成。

图14示出根据本发明的振动减振器组件的不同的透视图,其在连结元件(3)的区域中具有弹性体铰接件,以便能够实现衰减单元(1)的偏转(转动)和俯仰运动。

对于这样的要求,直到现在一般情况下应用滑动支承件或滚动支承件。滑动支承件遭受一定的磨损,这导致铰接件嘎吱响(klappern)并且在大多数情况下滚动支承件必须被维护(被润滑)。

在此示出的支承件(15)由两个结构上集成的弹性体衬套组成,其设置用于转动(偏转)和俯仰运动。元件(15.1)允许根据本发明的振动减振器装置的偏转运动(15.5),元件(15.2)负责俯仰运动(15.6)。

在图示中相应地示出单层的衬套。对于较大的力和较大的角度,多层的(优选地两个弹性体层)是必要的。基于这样的衬套沿所有方向的弹性,15.1也承担俯仰运动15.6的少部分。同时,15.2也承担偏转运动15.5的少部分。

图15示出根据本发明的具有在风力设备的塔台之内的竖立的或不水平的阻尼器装置(10)的振动减振器。这样的在塔台中竖立的或以在0与90°之间的角度(相对于塔台的水平的平面)布置的阻尼器装置的优点是,在摆动件通过零点(nulldurchgang)时的衰减是小的,而在大的幅度的情况下产生强烈的衰减。此外能够由此节省空间。在通过零点时小的幅度或小的运动的缺点能够通过使用具有较大的盘的较大的衰减元件1以及必要时更多的磁体在涡流衰减的情况下得到平衡。

图16示出根据本发明的具有涡流衰减组件(1.4)的振动减振器,其中,所达到的衰减随着振动的质量(7)以及由此运输装置(2)的增加的偏移变大,并且相反地随着减少的偏移变小。对此,振动减振器设有调节机构(17),其视运动的方向而定扩大或减小在导体板与磁体盘之间的空隙。也就是说,调节机构(17)实现将在运输装置(2)的任意的取决于路径的点处的衰减减弱或增强。原则上,所述系统如下地构建,使得在磁体与导体盘之间的空隙能够取决于振动路径地改变。在此,在磁体与导体盘之间的空隙在15mm与1mm之间变化。由此,衰减常量能够以大约因数10进行调节。空隙尤其在10mm与2mm之间进行调节,由此衰减常量大约以因数5改变。调节机构(17)(17.1)固定地与运输装置(2)连接。其随着增加的幅度在调节凸轮(17.3)处行进并且在此,固定的第二元件(1.2)连同衰减组件(1)的磁体(1.4.2)更多或更少地移位靠近导体盘(1.4.1)。在调节机构(17.4)处预设的调节的曲线取决于路径地预设期望的间距。在还较小的空隙的情况下可行的是,附加地安置制动盘(17.6)(17.7),其能够再次将衰减极度增强(extremsteigern)。在此,制动盘在旋转的部件和转动的部件之间的间距如下地进行选择,使得在接触制动盘时磁体还保持自由,由此保证在导体与磁体板之间的空隙还总是大于零。

通常,在调节机构(17.4)处的调节曲线如下地实施,使得衰减随着振动的质量(7)的增加的幅度或增加的偏移上升。临近振动路径的终点,盘制动器(17.6)和(17.7)能够连接(hinzuschalten)。然而也可行的是,通过所调节的曲线(17.4)的其它的设计方案在每个任意的位置中实现大的衰减并且必要时实现附加的制动,所述制动在增加的幅度的情况下又被减小。由此,所有对于适应性的衰减的设计方案的假定(vorraussetzungen)被给出。

优选地,利用该系统,两个旋转盘同时被操作。这具有如下优点,即通过调节机构产生的横向力在压入调节凸轮(17.3)时被取消(aufheben)。如果应该实施仅仅一个衰减组件(1),那么运输装置(2)的稳定的支承是必要的。为了反作用于通过调节凸轮(17.3)引入的力,应用回位弹簧元件(17.5)。回位弹簧元件施加如下力,其反作用于作用到凸轮上的力。利用该弹簧,不旋转的并且能够轴向地移位的区域(17.10)永久地被挤压抵靠承载结构(4)。在接合凸轮时,(17.10)在导体盘的方向上移位。为了(17.10)不随着导体盘转动,设置有转动阻碍部(17.8)。其例如能够是在元件(17.10)与弹簧保持元件(17.2)之间的六边连接部。弹簧保持元件固定地与承载结构(4)连接。同样也能够在承载结构(4)与(17.10)之间应用能够轴向地移位的连接部。

通过凸轮(17.3)的调节通过摩擦进行。

在本发明的另外的实施方式中,应用滚子代替凸轮。在此提供例如根据现有技术的重型滚子支承件(schwerlast-rollenlager)。

图17示出附加的盘制动器的使用,其中,制动钳(18.1)与制动钳固结部(18.2)在旋转的导体盘的外部直径处接触(angreifen)。优选地,导体盘在外部的直径中,由更坚固的材料如例如钢构成的制动钳接触在所述外部的直径处。如果制动器仅仅应用于难得的极限负载,导体盘的原料、铝或铜还能够被应用,这会意味着更简单的实施方式。

图18示出根据本发明的具有两个对置的带有安装的温度补偿器的涡流衰减组件(1.4)的振动减振器。因为磁体的性能(leistung)随着升高的温度下降,所以安装温度补偿器是有意义的。温度补偿器置放在磁体载体板之间。调温器促动器(19.1)例如在50℃的温度的情况下膨胀并且克服弹簧(17.5)的力将磁体载体板(磁体元件1.4.2)挤压彼此分离(auseinanderdrücken),直到其碰撞到止挡部(19.4)处。促动器是根据现有技术的元件,其在元素(elementes)(例如蜡)的相突变时使用体积改变以便取决于温度执行运动。由此,磁体更靠近到导体盘处。这又促使空隙(17.11)变小并且由此,涡流功能被增强并且由此,通过高温导致的性能下降得到平衡。在较冷的温度的情况下,调温器促动器又收缩并且磁体元件(1.4.2)贴靠在内部的支承面(19.5)处。所述运动通过滑动元件(19.6)进行。

图19/20示出另外的用于温度补偿器的变型方案,在下面对于旋转的区域进行描述。这相对于在图19中描述的组件具有如下优点,即促动器经受更确切地说更热的导体盘的温度并且由此实现更精确的调节。

图19和图20示出与整个旋转阻尼器分开的旋转的和固定的元件。图19示出在冷的状态中的元件以及图20示出在热的、被补偿的状态中的元件。

在这种结构的情况下,旋转的导体盘在较高的温度(例如60℃)的情况下借助于多个安置在周缘处的促动器(19.1)克服磁体(20.2)的力沿磁体盘的方向进行挤压。直到其在热的状态的止挡部(20.12)处进入贴靠。

在冷却时,例如在温度小于60°的情况下,导体盘通过弹簧(20.2)的力从磁体盘被推离到如下程度,直到其贴靠在冷的状态的止挡部(20.6)处。由此,通过冷的温度增强了的衰减被调节回。

附图标记列表

1衰减组件

1.1旋转的(第一)元件

1.1.1鼓风机、鼓风机轮叶/冷却器

1.2固定的(第二)元件

1.3衰减组件(通用)

1.4涡流衰减-衰减组件(元件)

1.4.1导体元件/导体板

1.4.1.1在载体上的导体元件

1.4.2磁体元件

1.4.2.1在载体上的磁性的元件

1.4.3铁磁的元件

1.4.4第一磁体盘

1.4.5第二磁体盘

1.4.6导体盘

1.4.7用于磁体的载体(离心力阻尼器)

1.4.8磁体元件(离心力阻尼器)

1.4.9导体元件(离心力阻尼器)

1.4.10空隙

1.4.11离心力质量

1.4.12具有载体板的轴

1.4.13具有铰接件的回拉弹簧

1.5衰减元件摩擦衰减

1.5.1具有轴的旋转的板

1.5.2制动鼓固定的元件

1.5.3离心力质量

1.5.4具有铰接件的回拉弹簧

1.5.6制动衬片

1.6流体衰减组件

1.7磁体衰减组件(传统)

2运输装置

2.1传送皮带、传送带、齿形皮带

2.2运输滚子/轮/齿轮

2.2.1用于旋转的元件1.1的驱动轮

2.3滚动/滑动装置

2.3.1移动车

2.3.2移动轨道

2.3.3滚动-移动通道

2.3.4滑动部件/滑动组件

2.4齿条

2.5主轴/滚珠丝杠

3连结元件

3.1对于2.1、2.4、2.5的固定部/固结部

3.2到运输装置的铰接件连接部

3.2.1摆动/斜倾铰接件

3.3到振动的质量5的铰接件连接部

3.3.1转动或球铰接件

4承载结构

5用于驱动轮2.2.1和旋转的元件1.1的共同的轴

5.1用于轴的支承部

6在承载结构(4)与要衰减的构造之间的铰接件连接部

7(在运行中)振动的质量

8质量悬挂

8.1摆动杆/摆动绳索

9要衰减的构造(塔台、建筑)

10包括(1)、(2)(3)和(4)的衰减装置

11建造结构

12双盘

12.1外部的导体盘(1.4.6)

12.2内部的导体盘

12.3导体盘的旋转的连接部

12.4具有两侧的磁体的磁体盘

13锁止销

13.1用于锁止销的止动部

14用于频率匹配的弹簧

14.1在运输装置(2)处的弹簧连结部

14.2在承载结构(4)处的弹簧连结部

14.3用于弹簧移位的长孔

15转动-俯仰单元

15.1用于偏转运动的弹性体元件

15.2用于俯仰运动的弹性体元件

15.3阻尼器单元的固定元件

15.415.2的固定部

15.5偏转运动的方向

15.6俯仰运动的方向

17用于取决于路径地衰减的调节机构

17.1调节机构

17.2弹簧保持元件

17.3调节凸轮

17.4在调节机构处的调节曲线

17.5回位弹簧元件

17.6制动衬片

17.7制动摩擦衬片(可选)

17.8转动阻碍部

17.9旋转的和轴向固定的区域

17.10不旋转的并且能够轴向移位的区域

17.11磁体导体盘间距

17.12制动盘间距

17.13滑动衬套

17.14移动滚子(未示出)

18附加盘制动器

18.1制动钳

18.2制动钳固结部

19温度补偿装置

19.1调温器促动器

19.2隔离部

19.3用于压力传递的连接部

19.4运动限制部

20温度补偿装置

20.1弹簧支撑板

20.2压力弹簧

20.3围绕部

20.4载体促动器

20.5间距保持件

20.6冷的状态的止挡部

20.7冷的状态的空隙

20.8热的状态的空隙

20.9促动器

20.10旋转的结构部件

20.11静止的结构部件

20.12热的状态的止挡部。

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