Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
BEARING BUSH, BEARING BUSH ASSEMBLY, AND WIND TURBINE BEARING FOR WIND TURBINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/006703
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing bush (1) for movably mounting a generator-side component (3) and a foundation-side component (5) of a wind turbine, the bearing bush comprising an elastomer part (35) having a hollow chamber (36) for accommodating a foundation- or generator-side bearing bolt (11) that defines a longitudinal direction (L), further comprising a bracing subassembly (13) designed to compress the elastomer part (35) on both sides in the longitudinal direction (L) in such a way as to exert a preoloading force, directed in the longitudinal direction (L), on both sides of the elastomer part (35) when compressing the elastomer part (35). The invention further relates to a bearing bush assembly consisting of 6, 8, 12, 15 or 20 bearing bushes as well as to a wind turbine bearing.

Inventors:
SCHÄDDEL MICHAEL (DE)
SPATZIG WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/070864
Publication Date:
February 02, 2023
Filing Date:
July 26, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
EFFBE GMBH (DE)
International Classes:
F16F9/512; F16F1/38; F16F1/387; F16F3/093; F16F9/56
Foreign References:
US2819105A1958-01-07
US2414743A1947-01-21
US5961219A1999-10-05
EP1998069A22008-12-03
DE102011013680A12012-09-13
Attorney, Agent or Firm:
SCHMID, Nils T. F. (DE)
Download PDF:
Claims:
ANSPRÜCHE

1. Lagerbüchse (l) zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente (3) und einer fundamentseitigen Komponente (5) einer Windenergieanlage, umfassend einen Elastomerkörper (35) mit einem Hohlraum (36) zum Aufnehmen eines fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzens (11), der eine Längsrichtung (L) festlegt, und eine Verspannungsbaugruppe (13), die derart zum beidseitigen Komprimieren des Elastomerkörpers (35) in Längsrichtung (L) ausgelegt ist, dass sie beim Komprimieren des Elastomerkörpers (35) beidseitig auf den Elastomerkörper (35) eine in Längsrichtung (L) gerichtete Vorspannkraft ausübt.

2. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine den Elastomerkörper (35) quer zur Längsrichtung (L) abstützende Stützbuchse (41) zum Lagern der Verspannungsbaugruppe (13)·

3. Lagerbüchse (1), insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente (3) und einer fundamentseitigen Komponente (5) einer Windenergieanlage, umfassend einen inneren Elastomerkörper (7) zum Abstützen an einem fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzen (11), der eine Längsrichtung (L) festlegt, einen äußeren Elastomerkörper (9) zum Abstützen an der fundament- oder generatorseitigen Komponente (3, 5) und eine Verspannungsbaugruppe (13) mit einer zwischen den Elastomerkörpern (7, 9) angeordneten und sich an beiden Elastomerkörpern (7, 9) abstützenden Stützbuchse (15), wobei die Verspannungsbaugruppe (13) zum Komprimieren wenigstens eines der Elastomerkörper (7, 9) in Längsrichtung (L) ausgelegt ist.

4. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 3, wobei die Verspannungsbaugruppe (13) einen Entlastungszustand, in dem beide Elastomerkörper (7, 9) sich in einem im Wesentlichen unkomprimierten Zustand befinden, und einen Spannzustand aufweist, in dem genau ein Elastomerkörper, insbesondere der äußere Elastomerkörper (9), in Längsrichtung (L) komprimiert ist und der andere Elastomerkörper, insbesondere der innere Elastomerkörper (7), im Wesentlichen im unkomprimierten Zustand ist.

5. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Stützbuchse (13) einen rotationsförmigen, hohlen Mantel (16) aufweist, der eine Durchgangs Öffnung (26) für die Verspannungsbaugruppe (13) aufweist und dessen innenseitige Mantelfläche (25) sich an dem inneren Elastomerkörper (7) oder an dem Lagerbolzen (11) abstützt und dessen außenseitige Mantelfläche (27) sich an dem äußeren Elastomerkörper (9) abstützt.

6. Lagerbüchse (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente (3) und einer fundamentseitigen Komponente (5) einer Windenergieanlage, umfassend einen Elastomerkörper (7, 9, 35) mit einem Hohlraum (8, 10, 36) zum Aufnehmen eines fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzens (11), der eine Längsrichtung (L) festlegt, und eine Verspannungsbaugruppe (13) zum Komprimieren des Elastomerkörpers (7, 9, 35) in Längsrichtung (L), wobei der Elastomerkörper (7, 9, 35) eine in Längsrichtung (L) variierende Steifigkeit aufweist.

7. Lagerbüchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verspannungsbaugruppe (13) eine Spanneinrichtung (28) und ein beweglich bezüglich der Spanneinrichtung gelagertes Widerlager (30) zum Aufbringen einer Kompressionskraft in Längsrichtung (L) auf den wenigstens einen Elastomerkörper (7, 9, 35) aufweist.

8. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 7, wobei die Spanneinrichtung (28) und das Widerlager (30) derart in Wirkverbindung miteinander stehen, dass beim Aktivieren der Spanneinrichtung (28) das Widerlager (30) in eine Bewegung in Längsrichtung (L) versetzt wird.

9. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Widerlager (30) derart beweglich bezüglich der Spanneinrichtung (28) gelagert ist, insbesondere derart beweglich an der Spanneinrichtung (28) gelagert ist, dass zum insbesondere beidseitigen Komprimieren des Elastomerkörpers (7, 9, 35) in Längsrichtung (L) sich das Widerlager (30) in Längsrichtung (L) insbesondere entlang der Spanneinrichtung (28) auf den Elastomerkörper (7, 9, 35) zu bewegt.

10. Lagerbüchse (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Widerlager (30) zwei Klemmbacken (31, 33), insbesondere Spannscheiben, aufweist, die jeweils an einer in Längsrichtung (L) orientierten Stirnseite (32, 34) des wenigstens einen Elastomerkörpers (7, 9, 35) angeordnet und an der Spanneinrichtung (28) gelagert sind und/oder wobei die Spanneinrichtung (28) als Spannschraube (29) ausgebildet ist.

11. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 10, wobei sich wenigstens eine Klemmbacke (31, 33) zum Komprimieren des wenigstens einen Elastomerkörpers (7, 9, 35) auf die Spannschraube (29) aufschraubt.

12. Lagerbüchse (l) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Festigkeitsträger (43) insbesondere aus Metall, vorzugsweise Stahl, oder textilem Gewebe, vorzugsweise aus Aramid-, Kohle- und/oder Glasfasern als Geflecht, Gewebe und/oder als beigemischte Einzelfasern, in den Elastomerkörper (7, 9, 35) eingebettet ist, wobei insbesondere der Festigkeitsträger (43) als Lochblech- oder Drahtgitter-Hohlzylinder aus gebildet ist.

13. Lagerbüchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Elastomerkörper (7, 9, 35) eine Shore-Härte von mehr als 85 Shore A aufweist und/oder aus Polyurethan hergestellt ist, insbesondere Polyurethan-Polyester oder Polyester-Urethan-Kautschuk, vorzugsweise Ureiast.

14. Lagerbüchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Radialsteifigkeit quer zur Längsrichtung (L) größer als dessen Axialsteifigkeit in Längsrichtung (L) ist, wobei insbesondere die Axialsteifigkeit weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% oder im Bereich von 2% bis 3%, der Radialsteifigkeit beträgt.

15. Lagerbüchse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Elastomerkörper (7, 9, 35) wenigstens zwei in einem Abstand in Längsrichtung (L) und/oder quer, insbesondere senkrecht, dazu zueinander angeordnete Tragstege (53, 55, 61, 63) aufweist, die von einem Außen- oder Innenumfang (49, 51) des Elastomerkörpers (7, 9, 35) derart vorstehen, dass zwischen je zwei Tragstegen (53, 55, 61, 63) ein Ausweichraum (45, 47, 57, 59), insbesondere eine Nut, gebildet ist.

16. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 15, wobei die Tragstege (53, 55, 61, 63) dazu eingerichtet sind, bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung (L) und/oder quer dazu, auf die Lagerbüchse (1) in Längsrichtung (L) und/oder quer dazu in einen benachbarten Ausweichraum (45, 47, 57, 59) auszuweichen.

17. Lagerbüchse (1) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei die Tragstege (53, 55, 61, 63) im Querschnitt rechteckförmig sind oder eine Kegelform aufweisen und/oder sich in Radialrichtung insbesondere kontinuierlich verjüngen.

18. Lagerbüchse (1) nach einem der Ansprüche 15, 16 oder 17, wobei wenigstens ein Tragsteg (53= 55) in Umfangsrichtung segmentiert ist, insbesondere derart, dass wenigstens 2, 3 oder 4 Umfangstragstege (61, 63) gebildet sind, wobei insbesondere je zwei benachbarte Umfangstragstege (61, 63) in Umfangsrichtung von einer, insbesondere geradlinigen und/ oder in Längsrichtung (L) orientierten, Aussparung (57, 59) voneinander getrennt sind.

19. Lagerbüchse (1) nach Anspruch 18, wobei die Umfangstragstege (61, 63) dazu eingerichtet sind, bei einer Belastung, insbesondere quer zur Längsrichtung (L), auf die Lagerbüchse (1) in Umfangs richtung in eine benachbarte Aussparung (57, 59) auszuweichen.

20. Lagerbuchsenanordnung aufweisend mehrere, insbesondere zumindest 6, 8, 12, 15 oder 20 Lagerbüchsen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagerbüchsen (1) in einer Uhrenziffernblattanordnung insbesondere äquidistant um eine Achse eines Windenergieanlagenlagers angeordnet sind.

21. Windenergieanlagenlager zum Abstützen einer generatorseitigen Komponente, wie eines Generators, eines Getriebes oder einer Montageeinheit aus Generator und Getriebe, einer Windenergieanlage an einer fundamentseitigen Komponente, wie einer Tragkonstruktion, der Windenergieanlage, umfassend mehrere Lagerbüchsen (1) und/oder eine Lagerbuchsenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei insbesondere die Lagerbüchsen (1) und/oder die Lagerbuchsenanordnung an einer Montageschnittstelle zwischen dem Generator und dem Rotor angeordnet sind/ist.

Description:
Lagerbüchse. Lagerbuchsenanordnung und Windenergieanlagenlager für Windenergieanlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerbüchse zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente, wie ein Getriebe und/oder ein Generator, und einer fundamentseitigen Komponente einer Windenergieanlage, ein Windenergieanlagenlager zum Abstützen eines Generators und/oder eines Getriebes einer Windenergieanlage an einer fundamentseitigen Tragkonstruktion der Windenergieanlage sowie eine Lagerbuchsenanordnung.

In Windenergieanlagen wird ein großes Drehmoment vom Rotor meist über ein Getriebe auf den Generator übertragen. Zur Reduzierung der dynamischen Lasten auf Getriebe und Tragkonstruktion werden üblicherweise elastische Buchsen verwendet. Die elastischen Buchsen dienen zur Schwingungs- und Vibrationsentkopplung. Dazu weist ein Windenergieanlagenlager für einen Maschinenstrang der Windenergieanlage beispielsweise einen Flansch mit Befestigungsöffnungen auf. Befestigungseinheiten, insbesondere Gewindestangen bzw. Lagerbolzen, sind mittels Elastomerkörpern, die als Dämpfer dienen, in den Durchtrittsöffnungen befestigt. Ferner sind die Befestigungselemente mit der Tragkonstruktion insbesondere dem Gehäuse der Windenergieanlage verbunden, insbesondere verschraubt.

Aus EP 2352930 Bi ist ein Windenergieanlagenlager bekannt, bei dem ein Flansch über zwei Elastomerkörper mit dem Getriebe verspannt ist. Dabei ist zumindest einer der Elastomerkörper konisch geformt und weist einen Winkel von ca. 45 0 auf, um radial und axial zu einer axialen Richtung wirkende Kräfte zwischen dem Flansch und dem Getriebe übertragen zu können. Bei dem Lager gemäß EP 2 352 930 Bi hat sich zum einen das einseitige Verspannen der Elastomerkörper als nachteilig erwiesen. Des Weiteren hat sich das Verwenden des Befestigungsbolzens von Maschinenträger und Befestigungsflansch auch zum Verspannen der Elastomerkörper als nachteilig herausgestellt. Denn beim einseitigen Verspannen der Elastomerkörper treten axiale Scherkräfte auf, die unerwünscht sind. Zum anderen bewegt sich der Befestigungsbolzen, auf dem sowohl der Befestigungsflansch als auch der Maschinenträger montiert sind, in Richtung der Verspannungskomponente, die als Druckplatte ausgebildet ist und mit einer Bohrung versehen ist, die den Bolzen aufnimmt, was dazu führt, dass Maschinenträger und Befestigungsflansch zu wandern beginnen, nämlich sich aufeinander zu bewegen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu überwinden, insbesondere eine Lagerbüchse, eine Lagerbuchsenanordnung, ein Windenergieanlagenlager, und/oder eine Windenergieanlage bereitzustellen, bei der/ dem die Elastomerkörper weniger stark belastet werden, die Montage vereinfacht ist und/ oder der Betrieb der Windenergieanlage zuverlässiger sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Danach ist eine Lagerbüchse zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente und einer fundamentseitigen Komponente einer Windenergieanlage bereitgestellt. Beispielsweise handelt es sich um eine Lagerbüchse für ein elastisches Lager einer Windenergieanlage. Elastische Lager werden in Windenergieanlagen eingesetzt, um dynamische Lasten, welche auf die Komponenten der Windenergieanlage einwirken, aufzunehmen. Mittels der Lagerbüchse kann eine Schwingungs- und/oder Vibrationsdämpfung sowie -entkopplung stattfinden.

Die generatorseitige Komponente kann beispielsweise ein Teil des Maschinenstrangs der Windenergieanlage, der den Rotor, den Generator und dazwischen angeordnete Übertragungselemente, wie ein Getriebe, eine Welle oder eine Kupplung umfasst, sein. Die generatorseitige Komponente kann insbesondere ein Wellenlager für eine Antriebswelle des Maschinenstrangs sein. Das Wellenlager kann bevorzugt eine Lageröffnung aufweisen, in dem die Welle des Maschinenstrangs gelagert ist. Die fundamentseitige Komponente kann eine Tragkonstruktion der Windenergieanlage sein, die beispielsweise durch das Gehäuse der Windenergieanlage gebildet wird.

Beispielsweise kann die fundamentseitige Komponente ein Gehäuse sein, das ein Teil der Gondel der Windenergieanlage ist, und die generatorseitige Komponente ein Wellenlager oder ein Getriebe der Windenergieanlage sein. Eine erfindungsgemäße Lagerbüchse lagert die generatorseitige Komponente in sämtliche Raumrichtungen gedämpft gegenüber der fundamentseitigen Komponente der Windenergieanlage. Die Lagerbüchse lagert beispielsweise eine generatorseitige Komponente elastisch gedämpft an einer fundamentseitigen Tragkonstruktion.

Erfindungsgemäß umfasst die Lagerbüchse einen Elastomerkörper mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzens, der beispielsweise mit der fundament- oder generatorseitigen Komponente verschraubt ist und durch eine Durchgangsbohrung der anderen Komponente ragt. Der Lagerbolzen legt eine Längsrichtung der Lagerbüchse fest. Die Innenseite des Elastomerkörpers kann mit dem Lagerbolzen in Kontakt stehen. Die Außenseite des Elastomerkörpers kann entsprechend mit der fundament- oder generatorseitigen Komponente, insbesondere mit der Durchgangsbohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente, in Kontakt stehen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Elastomerkörper vollständig in der Durchgangsbohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente angeordnet ist, d.h. in Längsrichtung des Lagerbolzens nicht aus der Durchgangsbohrung vorsteht.

Die Lagerbüchse umfasst außerdem eine Verspannungsbaugruppe, die derart zum beidseitigen Komprimieren des Elastomerkörpers in Längsrichtung ausgelegt ist, dass sie beim Komprimieren des Elastomerkörpers beidseitig auf den Elastomerkörper eine in Längsrichtung gerichtete Vorspannkraft ausübt. Es kann vorgesehen sein, dass die Verspannungseinrichtung den Elastomerkörper von beiden Seiten gleich stark und/ oder zeitgleich komprimiert. Mit anderen Worten bringt die Verspannungsbaugruppe bei dessen Aktivierung an beiden End- oder Stirnseiten des Elastomerkörpers in entgegengesetzter Richtung orientierte Vorspannkräfte auf den Elastomerkörper auf, sodass der Elastomerkörper insbesondere gleichermaßen von beiden Seiten komprimiert bzw. axial gestaucht wird. Durch die Vorspannkraft wird der Elastomerkörper in Längsrichtung komprimiert und weitet sich entsprechend in Radialrichtung, also quer zur Längsrichtung, aus und es entsteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Elastomerkörper und der fundament- oder generatorseitigen Komponente. Dadurch kann der Elastomerkörper und damit der Lagerbolzen an der fundament- oder generatorseitigen Komponente bzw. in der Durchgangsbohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente fixiert werden. Durch ein beidseitiges Komprimieren des Elastomerkörpers entstehen keine unerwünschten Scherkräfte und ein Verschieben des Elastomerkörpers in Längsrichtung kann ebenfalls verhindert werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Abstand in Längsrichtung zwischen der generatorseitigen Komponente und der fundamentseitigen Komponente, der beispielsweise im Bereich von 5 bis 20 mm liegen kann, im komprimierten und im unkomprimierten Zustand des Elastomerkörpers gleich bleibt bzw. sich um maximal 10% verändert. Zusätzlich bietet eine erfindungsgemäße Lagerbüchse den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann. Insbesondere kann die Lagerbüchse ohne schwer zu handhabende hydraulische Spannwerkzeuge von einer Seite des Windenergieanlagenlagers montiert werden. Beispielsweise kann dafür die Lagerbüchse an dem Lagerbolzen vormontiert sein.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung umfasst die Lagerbüchse außerdem eine den Elastomerkörper quer zur Längsrichtung abstützende Stützbuchse zum Lagern der Verspannungsbaugruppe. Die Stützbuchse dient dazu, die Verspannungseinrichtung zu führen und den nötigen Bauraum für die Verspannungseinrichtung bereitzustellen. Beispielsweise kann die Stützbuchse in den Hohlraum den Elastomerkörpers eingeschoben werden und mit der Innenseite des Elastomerkörpers in Kontakt stehen, sodass sie im montierten Zustand zwischen dem Elastomerkörper und dem Lagerbolzen angeordnet ist. Der Elastomerkörper kann für eine einfache und kostengünstige Herstellung und Montage auf der Stützbuchse vormontiert sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Lagerbüchse zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente und einer fundamentseitigen Komponente einer Windenergieanlage bereitgestellt.

Die Lagerbüchse umfasst einen inneren Elastomerkörper zum Abstützen an einem fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzen, der beispielsweise mit der fundament- oder generatorseitigen Komponente verschraubt ist und durch eine Durchgangsbohrung der anderen Komponente ragt. Der Lagerbolzen legt eine Längsrichtung der Lagerbüchse fest. Die Lagerbüchse umfasst außerdem einen äußeren Elastomerkörper zum Abstützen an der fundament- oder generatorseitigen Komponente. Insbesondere kann sich der äußere Elastomerkörper an der Durchgangsbohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente abstützen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der inneren und der äußere Elastomerkörper vollständig in der Durchgangsbohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente angeordnet ist.

Die Lagerbüchse umfasst außerdem eine Verspannungsbaugruppe mit einer zwischen den Elastomerkörpern angeordneten und sich an beiden Elastomerkörpern abstützenden Stützbuchse, wobei die Verspannungsbaugruppe zum Komprimieren wenigstens eines der Elastomerkörper in Längsrichtung ausgelegt ist. Die Stützbuchse dient dazu, die Verspannungsbaugruppe zu führen und den nötigen Bauraum zwischen dem inneren und dem äußeren Elastomerkörper freizuhalten. Mit anderen Worten trennt die Stützbuchse den inneren Elastomerkörper und den äußeren Elastomerkörper voneinander ab. Es kann vorgesehen sein, dass der innere und/oder der äußere Elastomerkörper auf den Lagerbolzen aufgepresst bzw. in die Durchgangsbohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente eingepresst ist/sind. Durch die Zweiteilung des Elastomerkörpers und die dazwischen angeordnete Stützbuchse kann die erfindungsgemäße Lagerbüchse einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden. Insbesondere kann die Lagerbüchse ohne schwer zu handhabende hydraulische Spannwerkzeuge von einer Seite des Windenergieanlagenlagers montiert werden. Beim Komprimieren der Elastomerkörper in Längsrichtung weitet sich mindestens einer der Elastomerkörper radial aus und bildet eine kraftschlüssige Verbindung mit der fundament- oder generatorseitigen Komponente und/oder dem Lagerbolzen aus. Dadurch wird die Lagerbüchse und damit der Lagerbolzen an der fundament- oder generatorseitigen Komponente bzw. in der Bohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente fixiert. Durch die erfindungsgemäße Lagerbüchse entstehen beim Komprimieren des Elastomerkörpers keine axialen Scherkräfte. Ebenso kann sichergestellt werden, dass sich die fundament- und die generatorseitige Komponente nicht verschieben und ein Abstand in Längsrichtung zwischen der generatorseitigen Komponente und der fundamentseitigen Komponente, der beispielsweise im Bereich von 5 bis 20 mm liegen kann, im komprimierten und im unkomprimierten Zustand der Elastomerkörper gleich bleibt bzw. sich maximal um etwa 10% ändert.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung weist die Verspannungsbaugruppe einen Entlastungszustand und einen Spannzustand auf. Im Entlastungszustand befinden sich beide Elastomerkörper in einem im Wesentlichen unkomprimierten Zustand. Im Spannzustand ist genau ein Elastomerkörper, insbesondere der äußere Elastomerkörper, in Längsrichtung komprimiert und der andere Elastomerkörper, insbesondere der innere Elastomerkörper, verbleibt im Wesentlichen unkomprimiert. In dieser Ausführung weitet sich beim Verspannen also nur der äußere Elastomerkörper zur Fixierung des gesamten Elements in der Bohrung der fundament- oder generatorseitigen Komponente radial aus und fixiert das gesamte System. Dadurch kann die notwendige Vorspannkraft reduziert werden.

In einer weiteren beispielhaften Ausbildung weist die Stützbuchse einen rotationsförmigen, hohlen Mantel auf, der eine Durchgangsbohrung für die Verspannungsbaugruppe aufweist, dessen innenseitige Mantelfläche sich an dem inneren Elastomerkörper oder an dem Lagerbolzen abstützt und dessen außenseitige Mantelfläche sich an dem äußeren Elastomerkörper abstützt. Die Stützbuchse kann zylindrisch und/oder mit einer geringen Wandstärke ausgeführt sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine Lagerbüchse zum beweglichen Halten einer generatorseitigen Komponente und einer fundamentseitigen Komponente einer Windenergieanlage bereitgestellt.

Die Lagerbüchse umfasst einen, insbesondere wenigstens einen, Elastomerkörper mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzens, der eine Längsrichtung festlegt. Die Lagerbüchse umfasst außerdem eine Verspannungsbaugruppe zum Komprimieren des wenigstens einen Elastomerkörpers in Längsrichtung.

Erfindungsgemäß weist der wenigstens eine Elastomerkörper eine in Längsrichtung variierende Steifigkeit auf, die auch als Axialsteifigkeit bezeichnet werden kann. Beispielsweise ist der Elastomerkörper derart ausgelegt und/oder konstruktiv derart gestaltet, dass wenigstens zwei Axialabschnitte des Elastomerkörpers 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. Insbesondere ist es den Erfindern der vorliegenden Erfindung gelungen, die Axialsteifigkeit zumindest in gewissem Maße unabhängig von der Radialsteifigkeit einstellen zu können. Durch die flexible Gestaltung der Axial- bzw. Radialsteifigkeit der Lagerbüchse können weitere Einsparungen im Hinblick auf Materialaufwand, Bauraum und damit auch Kosten erzielt werden. Unter der Axialsteifigkeit kann vorliegend der Widerstand der Lagerbüchse, insbesondere des wenigstens einen Elastomerkörpers, gegen elastische Verformung durch einen äußeren Krafteintrag, insbesondere in Längsrichtung, beispielsweise eine Schub- oder Dehnbelastung, verstanden werden. Als Radialsteifigkeit können vorliegend der Widerstand der Lagerbüchse bzw. des Elastomerkörpers gegen elastische Verformung bei einem Krafteintrag quer, insbesondere radial, zur Längsachse verstanden werden. Die variierende Axialsteifigkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Elastomerkörper segmentiert ist, insbesondere unterschiedliche radiale Wandstärken in Längsrichtung 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 weist die Verspannungsbaugruppe eine Spanneinrichtung und ein beweglich bezüglich der Spanneinrichtung gelagertes Widerlager zum Aufbringen einer Kompressionskraft in Längsrichtung auf den wenigstens einen Elastomerkörper auf. Es kann vorgesehen sein, dass die Spanneinrichtung eine beidseitige Kompressionskraft auf den wenigstens einen Elastomerkörper aufbringt. Durch das beidseitige Komprimieren des wenigstens einen Elastomerkörpers entstehen keine Scherkräfte und ein Verschieben des Elastomerkörpers in Längsrichtung kann ebenfalls verhindert werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Abstand in Längsrichtung zwischen der generatorseitigen Komponente und der fundamentseitigen Komponente, der beispielsweise im Bereich von 5 bis 20 mm liegen kann, im komprimierten und im unkomprimierten Zustand des Elastomerkörpers gleich bleibt bzw. sich um maximal 10% verändert. Es kann vorgesehen sein, dass die Spanneinrichtung frei, also ohne radialen Kontakt durch den Elastomerkörper hindurchragt oder bei mehreren Elastomerkörpern ohne radialen Kontakt zwischen zwei Elastomerkörpern hindurchragt.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung stehen die Spanneinrichtung und das Widerlager derart in Wirkverbindung miteinander, dass beim Aktivieren der Spanneinrichtung das Widerlager in eine Bewegung in Längsrichtung versetzt wird und so den wenigstens einen Elastomerkörper in Längsrichtung komprimiert. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung ist das Widerlager derart beweglich bezüglich der Spanneinrichtung gelagert, dass zum insbesondere beidseitigen Komprimieren des wenigstens einen Elastomerkörpers in Längsrichtung sich das Widerlager in Längsrichtung insbesondere entlang der Spanneinrichtung auf den Elastomerkörper zu bewegt.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung weist das Widerlager zwei Klemmbacken, insbesondere Spannscheiben, auf, die jeweils an einer in Längsrichtung orientierten Stirnseite des wenigstens einen Elastomerkörpers angeordnet und an der Spanneinrichtung gelagert sind. Alternativ oder zusätzlich ist die Spanneinrichtung als wenigstens eine Spannschraube ausgebildet. Die Spanneinrichtung kann auch mehrere Spannschrauben aufweisen, wobei jede Spannschraube mit einem Widerlager, in Wirkverbindung stehen kann, das beispielsweise durch jeweils zwei Klemmbacken gebildet ist oder mehrere Spannschrauben mit den gleichen zwei Klemmbacken in Wirkverbindung stehen können. In dieser Ausführung ist der wenigstens eine Elastomerkörper zwischen den zwei Klemmbacken angeordnet, die sich beim Aktivieren der Spanneinrichtung, insbesondere auf der Spannschraube, aufeinander zu bewegen und den wenigstens einen Elastomerkörper auf diese Weise insbesondere beidseitig in Längsrichtung komprimieren. Es kann vorgesehen sein, dass die Klemmbacken nur mit dem wenigstens einen Elastomerkörper in Kontakt stehen und nicht mit der fundament- und der generatorseitigen Komponente und dem Lagerbolzen. Auf diese Weise kann sichergesteht werden, dass der wenigstens eine Elastomerkörper gleichmäßig von beiden Seiten komprimiert wird. Es herrscht also ein direkter Kraftfluss zwischen der Spanneinrichtung, der ersten Klemmbacke, dem Elastomerkörper, der zweiten Klemmbacke und schließlich wieder der Spanneinrichtung. Der Kraftfluss ist in sich geschlossen.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung schraubt sich wenigstens eine Klemmbacke zum Komprimieren des wenigstens einen Elastomerkörpers auf die wenigstens eine Spannschraube auf. Zum Aufschrauben der wenigstens einen Klemmbacke kann die Klemmbacke und/oder die Spannschraube gedreht werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich beide Klemmbacken auf die Spannschraube aufschrauben. In einer weiteren beispielhaften Ausbildung ist ein Festigkeitsträger in den wenigstens einen Elastomerkörper eingebettet. Der Festigkeitsträger kann aus Metall, beispielsweise aus Stahl, oder aus textilem Gewebe, beispielsweise aus Aramid-, Kohle- und/oder Glasfasern als Geflecht, Gewebe und/oder als beigemischte Einzelfasern, bestehen oder die genannten Materialien bzw. Komponenten umfassen. In einer beispielhaften Weiterbildung kann der Festigkeitsträger als insbesondere dünnwandiger Lochblech- oder Drahtgitter-Hohlzylinder ausgebildet sein. Durch den Festigkeitsträger kann die radiale Steifigkeit des Elastomerkörpers erhöht werden, während die axiale Steifigkeit davon im Wesentlichen unberührt bleibt. Auf diese Weise kann die benötigte Vorspannkraft verringert werden und/oder die Lagerbüchse kleiner dimensioniert werden.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung weist der wenigstens eine Elastomerkörper eine Shore-Härte von mehr als 85 Shore A auf. 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 gewählte Shore-Härte des Elastomerkörpers gewährleistet die notwendige Belastbarkeit, wobei beispielsweise im Vergleich zu standardgemäß eingesetzten Gummi-Metall-Lagerbuchsen bis zu vier Mal höhere Belastungen aufgenommen werden können bei vergleichbarer Verformung, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Lagerbüchse deutlich kleiner zu dimensionieren. Insofern können ein geringeres Bauteilgewicht, geringere Bauteilkosten sowie geringere Bauteilabmessungen erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich ist der Elastomerkörper aus Polyurethan hergestellt. Insbesondere kann der Elastomerkörper aus Polyurethan- Polyester, Polyester-Urethan-Kautschuk oder vorzugsweise aus Ureiast hergesteht sein. Die genannten Materialien für den Elastomerkörper 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 Lagerbüchse kleiner zu dimensionieren. Somit ergeben sich Vorteile im Hinblick auf Bauraum, Materialaufwand und Kosten. Ureiast ist im Allgemeinen ein Gießelastomer.

Bei einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lagerbüchse ist dessen Radialsteifigkeit quer zur Längsrichtung größer als dessen Axialsteifigkeit in Längsrichtung. Beispielsweise beträgt die Axialsteifigkeit weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% oder im Bereich von 2% bis 3%, der Radialsteifigkeit. Die angegebenen Verhältnisse haben sich als besonders vorteilhaft bezüglich der spezifischen Anforderungen in elastischen Lagern in Windenergieanlagen zum Halten einer generatorseitigen Komponente und einer fundamentseitigen Komponente erwiesen. Bei dem Einsatz der Lagerbüchse 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 einer beispielhaften Ausführung weist der wenigstens eine Elastomerkörper 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 des Elastomerkörpers 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 den Elastomerkörper umgebenden Lagerteilen des elastischen Lagers. Am Innenumfang des Elastomerkörpers vorgesehene Tragstege, im Folgenden auch als Innen-Tragstege bezeichnet, gelangen im Betriebszustand, also im montierten Zustand im Lager, in einen tragenden Kontakt mit dem fundament- oder generatorseitigen Lagerbolzen, der im Hohlraum des wenigstens einen Elastomerkörpers aufgenommen ist. Tragstege, die auf gleicher Axialhöhe der Lagerbüchse in Längsrichtung 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 Lagerbüchse in Längsrichtung 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 Lagerbüchse, die Federsteifigkeit der Lagerbüchse 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 Lagerbüchse 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 Lagerbüchse sind die Tragstege dazu eingerichtet, bei einer Belastung, insbesondere in Längsrichtung und/oder quer dazu, auf die Lagerbüchse 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 Windenergieanlage und/ oder der Leistung der Windenergieanlage. Die Axialsteifigkeit und/oder die Radialsteifigkeit kann/können 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 des Elastomerkörpers in dieser Richtung ist.

In einer weiteren beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Lagerbüchse weisen die Tragstege im Querschnitt eine rechteckige Form oder eine Kegelform auf. Beispielsweise ist es möglich, dass die Tragstege sich in Radialrichtung insbesondere kontinuierlich veijüngen. Eine diskontinuierliche Veijüngung 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 Lagerbüchse ist wenigstens ein Tragsteg in Umfangsrichtung segmentiert und/oder in Umfangsabschnitte unterteilt. Die in Umfangsrichtung segmentierten 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 zwei, drei oder vier 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 Lagerbüchse sind die Umfangstragstege dazu eingerichtet, bei einer Belastung, insbesondere quer zur Längsrichtung, auf die Lagerbüchse 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 Lagerbüchse bzw. des Elastomerkörpers in Umfangsrichtung, insbesondere unabhängig von der Axialsteifigkeit bzw. ohne wesentliche Beeinflussung der Axialsteifigkeit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorgehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine

Lagerbuchsenanordnung aus mehreren, insbesondere aus 6, 8, 12, 15, oder 20 erfindungsgemäßen Lagerbüchsen bereitgestellt. Die Lagerbüchsen sind erfindungsgemäß in einer Uhrenziffernblattanordnung, insbesondere äquidistant um eine Achse eines Windenergieanlagenlagers angeordnet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein

Windenergieanlagenlager zum Abstützen einer generatorseitigen Komponente, wie eines Generators, eines Getriebes oder einer Montageeinheit aus Generator und Getriebe, einer Windenergieanlage an einer fundamentseitigen Komponente, wie einer Tragkonstruktion, der Windenergieanlage bereitgestellt.

Das Windenergieanlagenlager umfasst mehrere erfindungsgemäße Lagerbüchsen und/oder eine erfindungsgemäße Lagerbuchsenanordnung. Es kann vorgesehen sein, dass die Lagerbüchsen und/oder die Lagerbuchsenanordnung an einer Montageschnittstelle zwischen dem Generator und dem Rotor angeordnet ist/sind. Ein solches Windenergieanlagenlager bietet den Vorteil, dass es nur einen geringen Bauraum beansprucht, kostengünstig herstellbar ist und einfach und sicher zu montieren ist.

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:

Figur l eine Vorderansicht einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse;

Figur 2 eine Schnittansicht der Lagerbüchse aus Figur l entlang der Linie I - I in Figur l in einem unkomprimierten Zustand;

Figur 3 eine Schnittansicht der Lagerbüchse aus Figur l entlang der Linie I - I in Figur l in einem komprimierten Zustand;

Figur 4 eine Vorderansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse;

Figur 5 eine Schnittansicht der Lagerbüchse aus Figur 4 entlang der Linie II - II in Figur 4 in einem unkomprimierten Zustand;

Figur 6 eine Schnittansicht der Lagerbüchse aus Figur 4 entlang der Linie II - II in Figur 4 in einem komprimierten Zustand;

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines Elastomerkörpers einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse;

Figur 8 eine perspektivische Schnittansicht des Elastomerkörpers aus Figur 7;

Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines Elastomerkörpers einer weiteren beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse; und

Figur 10 eine perspektivische Schnittansicht des Elastomerkörpers aus Figur 9.

In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen ist eine erfindungsgemäße Lagerbüchse im Allgemeinwn mit der Bezugsziffer 1 versehen. Eine erfindungsgemäße Lagerbüchse 1 kann Teil einer erfindungsgemäßen Lagerbuchsenanordnung aus wenigstens 6, 8, 12, 15 oder 20 Lagerbüchsen sein. Die einzelnen Lagerbüchsen 1 können dabei in einer Uhrenziffernblattanordnung insbesondere äquidistant um eine Achse eines erfindungsgemäßen Windenergieanlagenlagers angeordnet sein. Ein erfindungsgemäßes Windenergieanlagenlager dient zum Abstützen einer generatorseitigen Komponente 3 einer Windenergieanlage, beispielsweise ein Generator, ein Getriebe oder eine Montageeinheit aus Generator und Getriebe, an einer fundamentseitigen Komponente 5 der Windenergieanlage, beispielsweise eine Tragkonstruktion. In dem Windenergieanlagenlager können die Lagerbüchsen 1 bzw. die Lagerbuchsenanordnung beispielsweise an einer Montageschnittstelle zwischen dem Generator und dem Rotor angeordnet sein.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 10 werden im Folgenden der Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse 1 im Detail erläutert.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine erste beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse 1. Figur 1 zeigt die Lagerbüchse 1 in einer Draufsicht, wobei die fundamentseitige Komponente 5 der Windenergieanlage vor der generatorseitigen Komponente 3 angeordnet ist und diese verdeckt. Die erfindungsgemäße Lagerbüchse 1 umfasst die folgenden Hauptkomponenten (siehe z.B. Figur 2): Einen inneren Elastomerkörper 7 zum Abstützen an einem fest mit der generatorseitigen Komponente 3 verbundenen generatorseitigen Lagerbolzen 11; einen äußeren Elastomerkörper 9 zum Abstützen an der fimdamentseitigen Komponente 5; und eine Verspannungsbaugruppe 13 mit einer zwischen dem inneren Elastomerkörper 7 und dem äußeren Elastomerkörper 9 angeordneten und sich an beiden Elastomerkörpern 7, 9 abstützenden Stützbuchse 15.

Figur 2 und Figur 3 zeigen die Lagerbüchse 1 aus Figur 1 in einer Schnittansicht entlang der Linie I - I in Figur 1. Darin ist zu erkennen, dass der Lagerbolzen 11 in die generatorseitige Komponente 3 eingeschraubt ist. Der Lagerbolzen 11 steht von einer der fundamentseitigen Komponente 5 zugewandten Fläche 17 der generatorseitigen Komponente 3 senkrecht hervor und ragt durch eine Durchgangsbohrung 19 in der fundamentseitigen Komponente 5 hindurch. Der Lagerbolzen 11 definiert so eine Längsrichtung L der Lagerbüchse 1. In der Ausführung in den Figuren 1 bis 3 ist um den Lagerbolzen 11 eine hohlzylindrische Buchse 23 angeordnet, die ebenfalls in die generatorseitige Komponente 3 eingeschraubt wird. Diese wird in der folgenden Beschreibung der Funktion einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse 1 als Teil des Lagerbolzens 11 betrachtet.

In Figur 2 und Figur 3 ist außerdem zu erkennen, dass die gesamte Lagerbüchse 1, also die beiden Elastomerkörper 7, 9 und die Verspannungsbaugruppe 13, vollständig in der Durchgangsbohrung 19 der fundamentseitigen Komponente 5 angeordnet sind. Die Elastomerkörper 7, 9 sind in der Ausführung in den Figuren 1 bis 3 hohlzylindrisch ausgeführt und weisen jeweils einen Hohlraum 8, 10 auf, durch den der Lagerbolzen 11 und die Buchse 13 hindurchragen. Der äußere Elastomerkörper 9 steht in Kontakt mit der fundamentseitigen Komponente 5 bzw. mit der Durchgangsbohrung 19 der fundamentseitigen Komponente 5 und der innere Elastomerkörper 7 steht in Kontakt mit der Buchse 23.

Die Stützbuchse 15 ist in dieser Ausführung ebenfalls rotationsförmig ausgebildet und weist einen hohlen Mantel 16 mit einer Durchgangsöffnung 26 für die Spanneinrichtung 28 auf. Die Stützbuchse 15 ist zwischen dem inneren Elastomerkörper 7 und dem äußeren Elastomerkörper 9 angeordnet und trennt die beiden Elastomerkörper 7, 9 voneinander ab. Entsprechend stützt sich eine innenseitige Mantelfläche 25 der Stützbuchse 15 an dem inneren Elastomerkörper 7 und eine außenseitige Mantelfläche 27 der Stützbuchse 15 an dem äußeren Elastomerkörper 9 ab.

In der Ausführung in den Figuren 1 bis 3 umfasst die Spanneinrichtung 28 acht Spannschrauben 29 die rotationsförmig und gleichmäßig um eine durch die Längsrichtung L definierte Achse der Lagerbüchse 1 angeordnet sind. Die Stützbuchse 15 dient dazu, die Spannschrauben 29 zu führen und den nötigen Bauraum für die Spannschrauben 29 bereitzustellen. Die Verspannungsbaugruppe 13 umfasst außerdem für jede der acht Spannschrauben 29 jeweils zwei Spannscheiben 31, 33 die auf die jeweilige Spannschraube 29 aufgeschraubt sind und zusammen als Widerlager 30 bezeichnet werden können. Die Spannscheiben 31, 33 befinden sich auf beiden Seiten der Elastomerkörper 7, 9, die Elastomerkörper 7, 9 sind also mit anderen Worten zwischen den Spannscheiben 31, 33 angeordnet.

In Figur 2 ist die Lagerbüchse 1 bzw. der äußere Elastomerkörper 9 in einem unkomprimierten Zustand, der auch als Entlastungszustand bezeichnet werden kann, und in Figur 3 in einem komprimierten Zustand beim Aktivieren der Verspannungsbaugruppe 13, der auch als Spannzustand bezeichnet werden kann, dargestellt. Der innere Elastomerkörper 7 ist sowohl im Entlastungszustand als auch im Spannzustand unkomprimiert. Dadurch kann die nötige Vorspannkraft der Lagerbüchse 1 reduziert werden. Beim Aktivieren der Verspannungsbaugruppe 13 bewegen sich die Spannscheiben 31, 33 auf der Spannschraube 29 in Längsrichtung L auf die Elastomerkörper 7, 9 zu. Bei der Ausführung in den Figuren 1 bis 3 schraubt sich die am Ende der Spannschraube 29 angeordnete Spannscheibe 33 auf die Spannschraube 29 auf, wenn die Spannschraube 29 gedreht wird. Dadurch bewegen sich die Spannscheibe 33 und die am Kopf der Spannschraube 29 anliegende Spannscheibe 31 aufeinander zu und komprimieren den dazwischen angeordneten äußeren Elastomerkörper 9 in Längsrichtung L von beiden Seiten. Der äußere Elastomerkörper 9 wird dadurch in Axialrichtung komprimiert und dehnt sich in Radialrichtung, also quer zur Axialrichtung bzw. Längsrichtung L, aus. Bei einem Vergleich von Figur 2 und Figur 3 ist zu erkennen, dass der äußere Elastomerkörper 9 im unkomprimierten Zustand in Figur 2 in Längsrichtung L an beiden Seiten über die Stützbuchse 15 hinausragt und im komprimierten Zustand in Figur 3 in Längsrichtung L die gleiche Breite wie die Stützbuchse 15 aufweist. Außerdem ist zu erkennen, dass in Figur 2 ein Abstand zwischen den Spannscheiben 31, 33 und dem inneren Elastomerkörper 7 besteht, der beim Aktivieren der Verspannungsbaugruppe 13 durch das Aufeinanderzubewegen der Spannscheiben 31, 33 verschwindet.

Durch das Komprimieren des äußeren Elastomerkörpers 9 entsteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem äußeren Elastomerkörper 9 und der Durchgangsbohrung 19 der fundamentseitigen Komponente 5. Auf diese Weise wird die Lagerbüchse 1 in der Durchgangsöffnung 19 der fundamentseitigen Komponente 5 verspannt bzw. fixiert und stützt so die generatorseitige Komponente 3 an der fundamentseitigen Komponente 5 ab. Durch das beidseitige Komprimieren des äußeren Elastomerkörpers 9 entstehen keine unerwünschten Scherkräfte und ein Verschieben des äußeren Elastomerkörpers 9 bzw. der gesamten Lagerbüchse 1 kann verhindert werden, so dass der Abstand zwischen der Fläche 21 der fundamentseitigen Komponente 5 und der Fläche 17 der generatorseitigen Komponente 3 im unkomprimierten und komprimierten Zustand gleich bleibt.

Wie in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, besteht kein radialer Kontakt zwischen den Spannschrauben 29 und der Durchgangsöffnung 26 der Stützbuchse 15. Es herrscht damit also ein direkter Kraftfluss zwischen der Spannschraube 29, der ersten Spannscheibe 31, dem äußeren Elastomerkörper 9, der zweiten Spannscheibe 33 und schließlich wieder der Spannschraube 29. Der Kraftfluss ist also in sich geschlossen. Die erfindungsgemäße Lagerbüchse 1 bietet den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig montiert werden kann, indem sie von einer Seite des Windenergieanlagenlagers, in den Figuren 2 und 3 von links, eingeschoben wird. In der Ausführung in den Figuren 1 bis 3 kann der innere Elastomerkörper 7 auf die Buchse 23 aufgepresst sein und zusammen mit dieser in den Figuren 2 und 3 von links in die Durchgangsbohrung 19 der fundamentseitigen Komponente 5 geschoben und in die generatorseitige Komponente 3 eingeschraubt werden. Zum Aktivieren der Verspannungseinrichtung 13 können die Spannschrauben 29 angezogen werden. Dadurch kann die Lagerbüchse 1 ohne schwer handhabbare hydraulische Spannwerkzeuge montiert werden. Eine der generatorseitigen Komponenten 3 zugewandte Fläche 21 der fundamentseitigen Komponenten 3 ist parallel zu der Fläche 17 der generatorseitigen Komponente 3 ausgerichtet. Dabei beträgt der Abstand zwischen der Fläche 17 der generatorseitigen Komponente 3 und der Fläche 21 der fundamentseitigen Komponente 5 etwa 5 mm bis 20 mm.

In den Figuren 4 bis 6 ist eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Lagerbüchse 1 dargestellt. Figur 4 zeigt die Lagerbüchse 1 in einer Draufsicht von der Seite der fundamentseitigen Komponente 5 der Windenergieanlage aus, die die generatorseitige Komponente 3 verdeckt. Die Figuren 5 und 6 zeigen die Lagerbüchse 1 aus Figur 4 jeweils in einer Schnittansicht entlang der Linie II - II in Figur 4, wobei die Lagerbüchse in Figur 5 in einem unkomprimierten Zustand und in Figur 6 in einem komprimierten Zustand gezeigt ist. Die Ausführung in den Figuren 4 bis 6 weist grundsätzlich die gleichen Komponenten und die gleichen Vorteile wie die Lagerbüchse 1 in den Figuren 1 bis 3 auf, so dass im Folgenden nur die Unterschiede zu der ersten beispielhaften Ausführung in den Figuren 1 bis 3 erläutert werden.

Statt dem inneren Elastomerkörper 7 und dem äußeren Elastomerkörper 9 weist die Lagerbüchse 1 in den Figuren 4 bis 6 nur einen Elastomerkörper 35 mit einem Hohlraum 36 auf. Beim Aktivieren der Verspannungsbaugruppe 13 wird der Elastomerkörper 35 entsprechend dem äußeren Elastomerkörper 9 in den Figuren 1 bis 3 in Längsrichtung L komprimiert und dehnt sich radial aus, um die Lagerbüchse 1 in der Durchgangsbohrung 19 der fundamentseitigen Komponente 5 zu fixieren. Statt der Buchse 23 ist ein Befestigungsflansch 37, der in die generatorseitige Komponente 3 eingeschraubt ist und eine über Schrauben 39 damit verbundene Buchse 41 vorgesehen. Die Buchse 23 weist einen der generatorseitigen Komponente 3 zugewandten Keil 24 auf, der in Richtung der fundamentseitigen Komponente 5 orientiert ist, also sich in Richtung zur fundamentseitigen Komponente 5 verjüngt. Der Keil 24 begünstigt die axiale Fixierung der Lagerbüchse 1. Der Elastomerkörper 35 liegt in dieser Ausführung mit der Innenseite 51 an der Buchse 41 an, die als Stützbuchse 15 dient, die Spanneinrichtung 28 führt und den nötigen Bauraum für die Spanneinrichtung 28 bereithält. Die Spanneinrichtung 28 weist in der Ausführung in den Figuren 4 bis 6 vier Spannschrauben 29 auf, die gleichmäßig um den Umfang der Stützbuchse 15 verteilt sind.

In den Elastomerkörper 35 ist ein Festigkeitsträger 43 eingebettet, der aus Metall, beispielsweise aus Stahl, oder aus textilem Gewebe, beispielsweise aus Aramid-, Kohle- und/oder Glasfasern als Geflecht, Gewebe und/oder als beigemischte Einzelfasern, bestehen. In der Ausführung in den Figuren 4 bis 6 ist der Festigkeitsträger 43 als dünnwandiger Hohlzylinder ausgebildet. Durch den Festigkeitsträger 43 kann die radiale Steifigkeit des Elastomerkörpers 35 erhöht werden, während die axiale Steifigkeit des Elastomerkörpers 35 unverändert bleibt. Auf diese Weise kann die benötigte Vorspannkraft reduziert werden und die Lagerbüchse 1 insgesamt kleiner dimensioniert werden. Die radiale Steifigkeit ist dabei wesentlich größer als die axiale Steifigkeit. Beispielsweise kann die Axial Steifigkeit des Elastomerkörpers 35 im Bereich von 2 % bis 3 % der Radialsteifigkeit des Elastomerkörpers 35 liegen.

Sowohl der innere Elastomerkörper 7 und der äußere Elastomerkörper 9 in der Ausführung in den Figuren 1 bis 3 als auch der Elastomerkörper 35 in den Figuren 4 bis 6 weisen eine Shore-Härte von mehr als 85 Shore A auf. Die Elastomerkörper 7, 9, 35 sind aus Polyurethan bzw. vorzugsweise aus Ureiast hergestellt und können eine in Längsrichtung L variierende Axialsteifigkeit aufweisen, was im Folgenden anhand der Figuren 7 bis 10 erläutert wird.

In den Figuren 7 und 8 ist eine erste beispielhafte Ausführung eines Elastomerkörpers 7, 9, 35 dargestellt. Der Elastomerkörper 7, 9, 35 ist in Längsrichtung L segmentiert ausgeführt und weist eine Vielzahl von umlaufenden Nuten 45, 47 an der Innenseite 49 des Elastomerkörpers 35 und an der Außenseite 51 des Elastomerkörpers 35 auf. Die Nuten 45, 47 bilden einen Ausweichraum, in den das Elastomermaterial der zwischen den Nuten 45, 47 angeordneten Tragstege 53, 55 beim Komprimieren des Elastomerkörpers 7, 9, 35 ausweichen kann. Die Tragstege 53, 55 können als Axialtragstege bezeichnet werden. In den Figuren 9 und 10 ist eine weitere Ausführung eines Elastomerkörpers 7, 9, 35 dargestellt, der ebenfalls in Längsrichtung L durch umlaufende Nuten 45, 47 und dazwischen angeordnete Axialtragstege 53, 55 segmentiert ist und zusätzlich auch in Radialrichtung segmentiert ist. Der Elastomerkörper 7, 9, 35 weist hierfür jeweils vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Nuten 57, 59 an der Innenseite 49 und an der Außenseite 51 des Elastomerkörpers 7, 9, 35 auf. Der Raum zwischen den Rillen 57, 59 kann als Umfangstragsteg 61, 63 bezeichnet werden. Beim Komprimieren des Elastomerkörpers 7, 9, 35 weicht das Elastomermaterial der Umfangstragstege 61, 63 entsprechend in die Nuten 57, 59 aus. Die Nuten 57, 59 unterteilen also die Axialtragstege 53, 55 an der Innenseite 49 und der Außenseite 51 des Elastomerkörpers 7 , 9, 35 in jeweils vier Umfangstragstege 61, 63.

Durch die Axialtragstege 53, 55 und die Umfangstragstege 61, 63 kann die Federsteifigkeit der Lagerbüchse 1 in Radial- und Axialrichtung flexibel eingestellt werden, um auf beliebige Belastungsanforderungen reagieren zu können. Dabei gilt, dass je höher das Maß des Auswei chens der Tragstege 53, 55 in benachbarte Ausweichräume 47, 49 ist, desto geringer die Steifigkeit des Elastomerkörpers 7, 9, 35 ist. Sowohl die Axialtragstege 53, 55 als auch die Umfangstragstege 61, 63 weisen in den Figuren 7 bis 10 eine im Querschnitt rechteckige Form auf. Auch die Nuten 45, 47 und die Nuten 57, 59 weisen eine im Querschnitt rechteckige Form auf.

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

Lagerbüchse

3 generatorseitige Komponente

5 fundamentseitige Komponente

7 innerer Elastomerkörper

8 Hohlraum

9 äußerer Elastomerkörper

10 Hohlraum

11 Lagerbolzen 13 Verspannungsbaugruppe 15 Stützbuchse i6 Mantel 17 Fläche generatorseitige Komponente 19 Durchgangsöffnung 21 Fläche fundamentseitige Komponente

23 Buchse

24 Keil

25 innenseitige Mantelfläche

26 Durchgangsöffnung

27 außenseitige Mantelfläche

28 Spanneinrichtung

29 Spannschraube

30 Widerlager

31 Spannscheibe 33 Spannscheibe

35 Elastomerkörper

36 Hohlraum

37 Befestigungsflansch 39 Schraube 41 Stützbuchse 43 Festigkeitsträger

45, 47 umlaufende Rillen

49 Elastomerkörperinnenseite

51 Elastomerkörperaußenseite

53, 55 Äxialtragstege 57, 59 Rillen 61, 63 U mfangstragstege Längsrichtung