Sistema de accionamiento para una instalación eólica.

Sistema de accionamiento para una instalación eólica, con

- una unidad de engranaje

(1) que comprende al menos una etapa de rueda planetaria (11, 12), que presenta una rueda hueca (114, 124), varias ruedas planetarias (113, 123), un piñón central (112, 122) y una rueda principal (111,121),

- un primer árbol asociado a la unidad de engranaje (1), que presenta una brida de acoplamiento (14) que puede unirse a un árbol de máquina de trabajo o rotor y está montado sobre el piñón central (112),

- una caja de engranaje (15), que circunda la unidad de engranaje (1) y una unidad de motor o generador (2), unida a un segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1),

- un rotor (22) de la unidad de motor o generador (2), unido de forma solidaria en rotación a un árbol hueco de rotor (23),

- una pieza de conexión de caja de engranaje (152), dispuesta entre la unidad de engranaje (1) y la unidad de motor o generador (2), con un apéndice cilíndrico hueco, que circunda concéntricamente un segmento terminal, en el lado del motor o generador del segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1), y forma un asiento de cojinete para una disposición de cojinete (161) dispuesta radialmente entre el segundo árbol (16) y el apéndice cilíndrico hueco,

- al menos un elemento de cojinete exterior de la disposición de cojinete (161), que está unido al apéndice cilíndrico hueco, en donde mediante la disposición de cojinete (161) está montado tanto el segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) como el árbol hueco de rotor (23),

caracterizado porque el sistema de accionamiento comprende un acoplamiento o una unión de sujeción (163), dispuesto(a) radialmente entre el segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) y el árbol hueco de rotor (23), y el rotor (22) y el árbol hueco de rotor (23) circundan concéntricamente el apéndice cilíndrico hueco.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11174846.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: KLEIN-HITPASS, ARNO, Reimers,Jan-Dirk , DINTER,RALF MARTIN DR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos... > F03D11/02 (Transmisión de la potencia, p. ej. utilizando álabes de aspiración huecos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TRANSMISIONES > Transmisiones de engranajes para transmitir un movimiento... > F16H1/46 (Sistemas consistentes en varios trenes de engranajes, cada uno de los cuales implica engranajes orbitales)

PDF original: ES-2460691_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de accionamiento para una instalación eólica Del documento genérico EP 2031 273 A2 se conoce una unidad de generador-engranaje, en la que un rotor del generador está montado mediante una disposición de cojinete prevista entre un árbol hueco de rotor interior y una pieza de conexión de carcasa. Unas disposiciones de bobina o imán del rotor circundan la pieza de conexión radialmente. Entre el árbol hueco de rotor interior y un árbol principal está previsto un acoplamiento. El árbol principal no dispone de ningún cojinete propio; sino que está montado a través de la disposición de cojinete del rotor.

En el documento EP 2 372 148 A1 publicado por orden de prioridad se describe un dispositivo de accionamiento para una instalación eólica, que comprende al menos 2 elementos soporte con al menos tres alas para el pivotamiento de al menos 3 árboles de piñón. Los árboles de piñón están montados en cada caso mediante cojinetes de árbol de piñón dispuestos en puntos de esquina de los elementos soporte. Los cojinetes de árbol de piñón están fijados a los elementos soporte mediante elementos de asiento de cojinete. Al menos un elemento soporte está configurado además para el pivotamiento de un árbol de conexión que puede unirse a un cubo de rotor, que está circundado por este elemento soporte y cuyo eje discurre a través del punto central del elemento soporte. Una primera etapa de engranaje del dispositivo de accionamiento conforme a la invención presenta una rueda central con dentado exterior. La rueda central está fijada al árbol de conexión y engrana con al menos 3 piñones de la primera etapa de engranaje, que están dispuestos en primeros extremos de los árboles de piñón. En segundos extremos de los árboles de piñón están dispuestos al menos 3 ruedas dentadas de una segunda etapa de engranaje, que engranan con un piñón central de la segunda etapa de engranaje.

Del documento EP 2 295 147 A1 se conocen un sistema de accionamiento de molino con un engranaje que puede disponerse por debajo de un plato de molienda, con al menos una etapa planetaria o de rueda dentada recta así como un motor eléctrico integrado en una caja del engranaje. Aparte de esto, el sistema de accionamiento de molino comprende un convertidor con una instalación de regulación asociada para la regulación del número de revoluciones del motor sin holgura de dentado.

En el documento EP 2 508 754 A1 publicado por orden de prioridad se describe un sistema de accionamiento para una instalación eólica, que presenta una unidad de engranaje que comprende al menos una etapa de rueda planetaria, que presenta una rueda hueca, varias ruedas planetarias, un piñón central y una rueda principal. Asimismo está previsto un primer árbol asociado a la unidad de engranaje, que presenta una brida de acoplamiento que puede unirse a un árbol de máquina de trabajo o rotor y está montado sobre el piñón central. La unidad de engranaje y una unidad de motor o generador, unida a un segundo árbol de la unidad de engranaje, están circundadas por una caja de engranaje que presenta una suspensión cardánica con simetría periférica o parcial, para unirse a un elemento estructural portante de la instalación eólica.

La presente invención se ha impuesto la tarea de indicar un sistema de accionamiento compacto y de montaje sencillo para una instalación eólica.

Esta tarea es resuelta conforme a la invención mediante un sistema de accionamiento con las particularidades indicadas en la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos ventajosos de la presente invención.

El sistema de accionamiento conforme a la invención presenta una unidad de engranaje que comprende al menos una etapa de rueda planetaria, que presenta una rueda hueca, varias ruedas planetarias, un piñón central y una rueda principal. Asimismo está previsto un primer árbol asociado a la unidad de engranaje, que presenta una brida de acoplamiento que puede unirse a un árbol de máquina de trabajo o rotor y está montado sobre el piñón central. La unidad de engranaje y una unidad de motor o generador, unida a un segundo árbol de la unidad de engranaje, están circundadas por una caja de engranaje. Aparte de esto, la unidad de motor o generador comprende un rotor, unido de forma solidaria en rotación a un árbol hueco de rotor.

Radialmente entre el segundo árbol de la unidad de engranaje y el árbol hueco de rotor está dispuesto (a) conforme a la invención un acoplamiento o una unión de sujeción. Aparte de esto está prevista una pieza de conexión de caja de engranaje, dispuesta entre la unidad de engranaje y la unidad de motor o generador, con un apéndice cilíndrico hueco. Este apéndice cilíndrico hueco circunda concéntricamente un segmento terminal, en el lado del motor o generador del segundo árbol de la unidad de engranaje, y forma un asiento de cojinete para una disposición de cojinete dispuesta radialmente entre el segundo árbol y el apéndice cilíndrico hueco. Con ello el apéndice cilíndrico hueco está circundado a su vez concéntricamente por el rotor y el árbol hueco de rotor. Asimismo está unido al menos un elemento de cojinete exterior de la disposición de cojinete al apéndice cilíndrico hueco. Mediante la disposición de cojinete está montado tanto el segundo árbol de la unidad de engranaje como el árbol hueco de rotor. El sistema de accionamiento conforme a la invención presenta por medio de esto una forma constructiva corta. Además de esto la disposición de cojinete es accesible, en el caso de desmontaje de acoplamiento o unión de

sujeción, para trabajos de mantenimiento o montaje, sin que sea necesario desmontar el rotor de la unidad de motor

o generador.

Un segmento terminal del segundo árbol de la unidad de engranaje, en el lado del motor o del generador, está circundado de forma correspondiente a un perfeccionamiento ventajoso de la presente invención concéntricamente por un árbol hueco de engranaje y unido a éste de forma solidaria en rotación. En este caso está previsto al menos un elemento de cojinete interno de la disposición de cojinete, que en lugar de al segundo árbol está unido al árbol hueco de engranaje.

El árbol hueco de rotor y el segundo rotor de la unidad de engranaje están montados sobre la pieza de conexión de caja de engranaje, de forma preferida, exclusivamente mediante la disposición de cojinete. Esto hace posible una estructura especialmente compacta y con poco mantenimiento.

El árbol hueco de engranaje puede estar unido al segundo árbol de la unidad de engranaje, por ejemplo mediante un acoplamiento dentado con dentado corto o de arco. Alternativamente a esto el árbol hueco de engranaje puede estar unido al segundo árbol de la unidad de engranaje mediante un juego de sujeción interior. El juego de sujeción interior comprende con ello por ejemplo al menos en cada caso un anillo exterior y un anillo interior, que presentan superficies de contacto cónicas mutuamente correspondientes y pueden arriostrarse uno con respecto al otro, mediante varios tornillos tensores que se extienden axialmente. Mediante el arriostramiento de al menos un anillo exterior y de al menos un anillo interior pueden unirse entre sí, de forma correspondiente a una configuración preferida de la presente invención, tanto el segundo árbol de la unidad de engranaje y el árbol hueco de engranaje como el árbol hueco de engranaje y el árbol hueco de rotor. Esto produce una mayor facilidad de montaje. Alternativamente a un acoplamiento dentado o a un juego de sujeción interior, el árbol hueco de engranaje puede estar unid al segundo árbol de la unidad de engranaje mediante un juego de sujeción exterior.

De forma correspondiente a un perfeccionamiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de accionamiento para una instalación eólica, con

-una unidad de engranaje (1) que comprende al menos una etapa de rueda planetaria (11, 12) , que presenta una rueda hueca (114, 124) , varias ruedas planetarias (113, 123) , un piñón central (112, 122) y una rueda principal (111, 121) ,

-un primer árbol asociado a la unidad de engranaje (1) , que presenta una brida de acoplamiento (14) que puede unirse a un árbol de máquina de trabajo o rotor y está montado sobre el piñón central (112) ,

-una caja de engranaje (15) , que circunda la unidad de engranaje (1) y una unidad de motor o generador (2) , unida a un segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) ,

-un rotor (22) de la unidad de motor o generador (2) , unido de forma solidaria en rotación a un árbol hueco de rotor (23) ,

- una pieza de conexión de caja de engranaje (152) , dispuesta entre la unidad de engranaje (1) y la unidad de motor

o generador (2) , con un apéndice cilíndrico hueco, que circunda concéntricamente un segmento terminal, en el lado del motor o generador del segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) , y forma un asiento de cojinete para una disposición de cojinete (161) dispuesta radialmente entre el segundo árbol (16) y el apéndice cilíndrico hueco,

-al menos un elemento de cojinete exterior de la disposición de cojinete (161) , que está unido al apéndice cilíndrico hueco, en donde mediante la disposición de cojinete (161) está montado tanto el segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) como el árbol hueco de rotor (23) ,

caracterizado porque el sistema de accionamiento comprende un acoplamiento o una unión de sujeción (163) , dispuesto (a) radialmente entre el segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) y el árbol hueco de rotor (23) , y el rotor (22) y el árbol hueco de rotor (23) circundan concéntricamente el apéndice cilíndrico hueco.

2. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, en el que un segmento terminal del segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) , en el lado del motor o del generador, está circundado concéntricamente por un árbol hueco de engranaje (162) y unido a éste de forma solidaria en rotación.

3. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que está previsto al menos un elemento de cojinete interno de la disposición de cojinete (161) , que está unido al segundo árbol (16) o al árbol hueco de engranaje (162) .

4. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el árbol hueco de rotor (23) está unido al segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) o al árbol hueco de engranaje (162) , mediante un acoplamiento dentado con dentado corto o de arco.

5. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el árbol hueco de rotor (23) está unido al segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) o al árbol hueco de engranaje (162) , mediante un juego de sujeción interior.

6. Sistema de accionamiento según la reivindicación 5, en el que el juego de sujeción interior comprende al menos en cada caso un anillo exterior y un anillo interior, que presentan superficies de contacto cónicas mutuamente correspondientes y pueden arriostrarse uno con respecto al otro, mediante varios tornillos tensores que se extienden axialmente.

7. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) está circundado axialmente aproximadamente en un 50% por el árbol hueco de engranaje (162) .

8. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la disposición de cojinete (161) dispuesta en el apéndice cilíndrico hueco está orientada axialmente, de forma central, hacia el rotor (22) de la unidad de motor o generador (2) .

9. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la disposición de cojinete (161) , dispuesta en el suplemento cilíndrico hueco, comprende un cojinete de doble fila en disposición en X.

10. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el árbol hueco de rotor (23) y el segundo árbol (16) de la unidad de engranaje (1) , están montados exclusivamente mediante la disposición de cojinete (161) dispuesta en el suplemento cilíndrico hueco.

11. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la pieza de conexión de caja de engranaje (152) está conformada sobre una brida intermedia de caja (151) , dispuesta entre la unidad de engranaje

(1) y la unidad de motor o generador (2) .

12. Sistema de accionamiento según la reivindicación 11, en el que la brida intermedia de caja (151) presenta un asiento de cojinete para un cojinete de piñón central (126) en el lado del motor o del generador.

13. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 11 ó 12, en el que sobre la brida intermedia de caja

(151) está montada una envuelta de estátor (211) de la unidad de motor o generador (2) .

14. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 11 ó 12, en el que sobre la brida intermedia de caja (151) está montada una rueda hueca (124) de una etapa de rueda planetaria (12) en el lado del motor o generador.

15. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la brida intermedia de caja (151) presenta en cada caso un apéndice de brida (1511, 1512) , sobre el que está montada en cada caso una envuelta de estátor (211) de la unidad de motor o generador (2) o una rueda hueca (124) de una etapa de rueda planetaria (12) en el lado del motor o generador.

16. Sistema de accionamiento según la reivindicación 15, en el que el apéndice de brida (1512) asociado a la envuelta de estátor (211) y el apéndice de brida (1511) asociado a la rueda hueca (124) están distanciados axialmente uno del otro.

17. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, en el que el primer árbol de la unidad de engranaje presenta una brida de acoplamiento (14) que puede unirse elásticamente al árbol de máquina de trabajo o rotor, y en el que la caja de engranaje (15) presenta una suspensión (13) cardánica con simetría periférica o parcial, para unirse a un elemento estructural (7) portante de la instalación eólica.

18. Sistema de accionamiento según la reivindicación 17, en el que la suspensión cardánica está formada por un apoyo anular (13) , que circunda radialmente la caja de engranaje (15) en todo su perímetro y que presenta en dirección periférica varios taladros (131) dispuestos fundamentalmente de forma equidistante, en los que se insertan pernos elásticos, que pueden unirse a un apoyo de par de giro correspondiente sobre el elemento estructural (7) portante de la instalación eólica.

19. Sistema de accionamiento según la reivindicación 18, en el que el apoyo de par de giro correspondiente comprende un elemento anular con taladros dispuestos fundamentalmente de forma equidistante en dirección periférica, en los que se insertan los pernos elásticos.

20. Sistema de accionamiento según la reivindicación 19, en el que el apoyo de par de giro correspondiente presenta dos brazos de apoyo (71, 72) conformados asimétricamente, que están insertados en cada caso con un segmento terminal en un alojamiento (73, 74) sobre el elemento estructural (7) portante y allí están unidos al mismo.

21. Sistema de accionamiento según la reivindicación 20, en el que la suspensión cardánica está formada por dos apoyos de segmento anular (13a, 13b) que circundan radialmente, de forma parcialmente periférica, la caja de engranaje y que presentan en cada caso, en dirección periférica, varios taladros (131) dispuestos fundamentalmente de forma equidistante, en los que están insertados pernos elásticos, que pueden unirse a apoyos de par de giro (71, 72) correspondientes sobre el elemento estructural (7) portante de la instalación eólica.

22. Sistema de accionamiento según la reivindicación 21, en el que los apoyos de par de giro correspondientes comprenden en cada caso un segmento anular (13a, 13b) con taladros (131) dispuestos fundamentalmente de forma equidistante en dirección periférica, en los que pueden insertarse los pernos elásticos.

23. Sistema de accionamiento según la reivindicación 22, en el que los apoyos de par de giro correspondientes comprenden en cada caso un brazo de apoyo (71, 72) , que están insertados con un segmento terminal en un alojamiento (73, 74) sobre el elemento estructural (7) portante y allí están unidos al mismo.

24. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 18 a 23, en el que los pernos elásticos de la suspensión cardánica son pernos elastoméricos axialmente desmontables, y en el que la brida de acoplamiento presenta en dirección periférica varios taladros, dispuestos de forma fundamentalmente equidistante, en los que se insertan pernos elastoméricos axalmente desmontables, que pueden unirse a una brida de acoplamiento de máquina de trabajo o rotor correspondiente.

25. Sistema de accionamiento según la reivindicación 24, en el que en el caso de pernos elastoméricos desmontados de la suspensión cardánica y de la brida de acoplamiento, se desbloquea una dirección de desmontaje y/o montaje del sistema de accionamiento, radial con respecto a una disposición de árbol de la unidad de engranaje.

26. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 17 a 25, en el que los grupos adicionales de la

unidad de engranaje, están montados directamente sobre el elemento estructural portante de la instalación eólica, y están desacoplados de la caja de engranaje a través de la suspensión cardánica, así como de un acoplamiento elástico entre el árbol de máquina de trabajo o rotor y el primer árbol de la unidad de engranaje.

27. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 17 a 26, en el que la unidad de engranaje (1)

comprende un primer (115) y un segundo cojinete principal (116) , mediante los cuales está montado el primer árbol 10 de la unidad de engranaje, y que están dispuestos entre gualderas de piñón central y la caja de engranaje (15) .

28. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 17 a 27, en el que la unidad de engranaje (1) comprende una primera (11) y una segunda etapa de rueda planetaria (12) en forma constructiva coaxial.

29. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 29, en el que al árbol hueco de rotor (23) está unido de forma solidaria en rotación un disco de freno (233) .

30. Sistema de accionamiento según la reivindicación 29, en el que el disco de freno está dispuesto en un lado frontal de la unidad de motor o generador alejado de la unidad de engranaje.

31. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 30, en el que los cojinetes de la unidad de engranaje, en el lado del motor o generador, están ejecutados de forma eléctricamente aislada.

32. Sistema de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 31, en el que la unidad de engranaje está unida

a una unidad de generador, y en el que el primer árbol de la unidad de engranaje es un árbol de impulsión en el lado del engranaje, y en el que el segundo árbol de la unidad de generador es un árbol de salida en el lado del engranaje, y en el que la brida de acoplamiento del árbol de impulsión en el lado del engranaje puede unirse a un árbol de rotor.