ENGRANAJE PLANETARIO PARA UN AEROGENERADOR.

Aerogenerador con un engranaje planetario presentando varios piñones satélite (10) y un planeta,

cuyo eje de entrada está conectado con un rotor y cuyo eje de salida está conectado con un generador del aerogenerador, teniendo los piñones satélite y el planeta un dentado inclinado doble, caracterizado porque al menos uno de los piñones satélite está alojado en un pasador (14; 50) de forma giratoria, que contiene un sector (18; 52) con diámetro reducido, de forma que el pasador puede flexionarse con el fin de compensar las cargas dentro del engranaje planetario

Engranaje planetario para un aerogenerador.

La presente invención se refiere a un engranaje planetario para un aerogenerador con varios piñones satélite y un planeta.

Respecto a los aerogeneradores es conocida tanto la aplicación de aerogeneradores sin multiplicadora como de aerogeneradores que disponen de ella. A partir de una determinada potencia nominal se emplean de forma habitual multiplicadoras en el árbol de transmisión. Con el fin de repartir las cargas de forma uniforme en un engranaje planetario, se aplican generalmente tres o más piñones satélite para aumentar el número de engranajes. De esta forma, la carga se reparte entre una multitud de componentes individuales, siendo así posible darles una ejecución más pequeña y ligera.

No obstante, con más de tres piñones satélite existe el peligro de que la carga se reparta de forma irregular entre los diferentes piñones satélite debido a imprecisiones de fabricación. A este respecto son conocidos múltiples enfoques de la ingeniería mecánica clásica. Johannes Looman, "Zahngetriebe", editorial Springer-Verlag Berlín Heidelberg y Nueva York, 1996, describe por ejemplo en el capítulo 3.7 una serie de enfoques para la compensación de cargas en engranajes planetarios. Los enfoques más importantes pueden resumirse como sigue: planeta montado sin rodadura, corona interior montada sin rodadura, piñones satélite alojados con rodadura flexible, planeta y corona interior alojados con rodadura flexible así como portaplanetario montado con movimiento radial. Respecto al enfoque de los piñones satélite alojados con rodadura flexible, Looman propone montar los piñones satélite de forma deslizante con casquillos metálicos, estando los casquillos metálicos unidos firmemente con un espárrago que sobresale del portaplanetario. La unión entre el casquillo metálico y el espárrago se efectúa en el extremo contrario al portaplanetario, teniendo éste una zona debilitada cerca del sector de unión. Las inclinaciones y flexiones del espárrago y del casquillo generadas debido a fuerzas radiales se producen en sentido opuesto, de forma que los piñones satélite pueden ceder radialmente manteniendo su posición de eje paralelo. No obstante, los enfoques conocidos respecto a engranajes planetarios no son apropiados para una compensación de cargas en aerogeneradores, por un lado puesto que se producen fuerzas interferentes y por otro lado puesto que los pares de giro a repartir son demasiado elevados.

Del documento DE 10134245 A1 es conocida una multiplicadora para un aerogenerador con un reparto interno de la potencia. La multiplicadora contiene una rueda dentada grande rodeada por ocho ejes de piñón, cuyos piñones engranan en la rueda dentada grande. Cada uno de los ejes de piñón lleva una rueda dentada, formando dos ruedas dentadas de dos ejes de piñón respectivamente un par de ruedas dentadas, dispuesto alternativamente delante y detrás de la rueda dentada grande y dotado con un dentado inclinado. Las ruedas dentadas de los ocho ejes de piñón están engranados respectivamente con un par de ruedas dentadas de ejes de piñón alojados con libertad axial, formando con éste un primer nivel de reparto de potencia. Los cuatro ejes de piñón del primer nivel de reparto de potencia están en contacto con un segundo nivel de reparto de potencia. No se han previsto medidas especiales para la compensación de cargas de los ocho ejes de piñón.

El documento DE 19916454 A1 propone una multiplicadora para un aerogenerador, en la que está dispuesto un engranaje planetario de dos pasos con un nivel primario y otro secundario. El nivel primario está unido al rotor y dotado con un dentado inclinado doble. El nivel secundario contiene un dentado inclinado. Este dentado de los niveles primario y secundario permite una multiplicación más elevada con una construcción compacta.

Del documento US 3,303,713 es conocido el alojamiento de un piñón satélite en un casquillo metálico, unido en un extremo con un eje de rodamiento. El piñón satélite está montado de forma deslizante en el casquillo metálico. Contrariamente a la solución descrita ya anteriormente por Looman, el pasador de rodamiento tiene en este caso un diámetro uniforme.

Del documento DE-PS 1450900 es conocido un engranaje planetario con dentado inclinado doble y compensación de cargas, en el que la rueda central interior está alojada sin seguro axial entre tres pares de piñones satélite. Adicionalmente, las dos coronas exteriores de ruedas están alojadas de forma elástica tanto en sentido axial como en sentido perimetral y disponen de apoyo fijo radial.

Del documento GB 660497 es conocido un engranaje planetario, en el que tanto el planeta como los piñones satélite tienen un dentado inclinado doble. Los piñones satélite está alojados en un pasador, cuyos extremos tienen un diámetro inferior al de la parte central. Los pasadores están alojados en la zona del diámetro reducido en los piñones satélite.

Del documento EP 1045140 A2 es conocido un aerogenerador del tipo con engranaje planetario de dos pasos, cuyo nivel primario está previsto con un dentado inclinado doble, mientras que su nivel secundario está ejecutado con piñones satélite escalonados de dentado inclinado.

La invención se basa en el objetivo de poner a disposición un engranaje planetario para aerogeneradores que proporciona una compensación de cargas fiable para tres o más piñones satélite.

De acuerdo con la invención, este objetivo se logra mediante un engranaje planetario con las características según la reivindicación 1. Los objetos de las reivindicaciones subordinadas constituyen ejecuciones ventajosas.

El engranaje planetario para un aerogenerador que propone la invención contiene varios piñones satélite, que engranan en una rueda solar. El eje de entrada está conectado directa o indirectamente con un eje de rotor, mientras que el eje de salida en cambio está conectado directa o indirectamente con un eje de entrada del generador del aerogenerador. Los piñones satélite y el planeta disponen de un dentado inclinado doble. Según la invención, al menos uno de los piñones satélite está alojado en un pasador, que contiene una zona con un diámetro reducido. De acuerdo con la invención, los piñones satélite están alojados de forma giratoria en un pasador, que contiene una zona debilitada, de forma que este pasador puede flexionarse en un grado determinado para la compensación de las cargas dentro de la multiplicadora. Gracias a la utilización de un dentado inclinado doble, no se producen fuerzas entre los piñones satélite y el planeta en sentido axial del pasador, de forma que es posible configurar el pasador con una zona debilitada a pesar de las grandes cargas. Debido a la configuración del engranaje planetario para aerogeneradores propuesta por la invención, utilizando tres o más piñones satélite es posible conseguir una compensación de las cargas apropiada también para aerogeneradores de hasta 5 o más megavatios.

En una configuración preferente está previsto como dentado inclinado doble un dentado en ángulo, en el que líneas de flanco contienen un ángulo de inclinación opuesto igual. Son posibles otras aplicaciones en la ingeniería mecánica general cuando se deben emplear engranajes compactos con más de tres piñones satélite.

Al menos uno de los piñones satélite está alojado de forma giratoria en el pasador, realizándose la rodadura preferentemente con rodamiento. Como rodamiento se monta preferentemente un rodamiento de rodillos, que puede contener por ejemplo dos hileras de rodillos.

En una configuración preferente, el anillo interior sobresale al menos de la zona de diámetro reducido o solapa completamente con ésta.

En una confirmación especialmente preferente, el pasador dispone de un primer sector con un primer diámetro, que se transforma en el sector de diámetro reducido, y de un segundo sector con un segundo diámetro contiguo al sector de diámetro reducido, siendo el primer diámetro más pequeño que el segundo diámetro. Si durante la compensación de cargas el piñón satélite se carga de forma no uniforme, el pasador puede flexionarse en cierto grado debido a la distancia entre el pasador y el anillo interior, y el piñón puede desplazarse paralelamente. Alternativamente, el pasador también puede fijarse por la zona de diámetro reducido, de forma que el pasador muestra solo un primer sector con un diámetro superior. Es posible fabricar el pasador en varias piezas de diferentes materiales, por ejemplo con el fin de conseguir un comportamiento de flexión deseado...

1. Aerogenerador con un engranaje planetario presentando varios piñones satélite (10) y un planeta, cuyo eje de entrada está conectado con un rotor y cuyo eje de salida está conectado con un generador del aerogenerador, teniendo los piñones satélite y el planeta un dentado inclinado doble, caracterizado porque al menos uno de los piñones satélite está alojado en un pasador (14; 50) de forma giratoria, que contiene un sector (18; 52) con diámetro reducido, de forma que el pasador puede flexionarse con el fin de compensar las cargas dentro del engranaje planetario.

2. Aerogenerador según reivindicación 1, caracterizado porque como dentado inclinado doble está previsto un dentado en ángulo, en el que las líneas de flanco contienen un ángulo de inclinación opuesto igual.

3. Aerogenerador según reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos uno de los piñones satélite (10) está alojado de forma giratoria en el pasador (14; 50).

4. Aerogenerador según reivindicación 3, caracterizado porque al menos uno de los piñones satélite (10) está alojado mediante un rodamiento (24, 25, 26) de forma giratoria en el pasador (14; 50).

5. Aerogenerador según reivindicación 4, caracterizado porque el rodamiento está constituido en forma de rodamiento de rodillos.

6. Aerogenerador según reivindicación 5, caracterizado porque el rodamiento contiene dos hileras de rodillos.

7. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el pasador (14) contiene un primer sector (16) con un primer diámetro, que se transforma en el sector (18) de diámetro reducido, y un segundo sector (20) con un segundo diámetro, contiguo al sector (18) de diámetro reducido, siendo el primer diámetro del primer sector (16) menor que el segundo diámetro del segundo sector (20).

8. Aerogenerador según reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el anillo interior (22) está fijado en el segundo sector (20).

9. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el pasador (50) contiene un sector (52) de diámetro reducido, contiguo a un segundo sector (54) de mayor diámetro.

10. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el pasador (14; 50) está constituido por una sola pieza.

11. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el pasador (14; 50) está constituido por varias piezas.

12. Aerogenerador según reivindicación 11, caracterizado porque el pasador (14; 50) está fabricado con dos o más materiales.

13. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque todos los piñones satélite están alojados en el pasador (14; 50), que contiene un sector de diámetro reducido.