Unidad de transmisión por engranajes para turbina eólica con cojinete de rotor integrado.

Unidad de transmisión por engranajes para utilizar en turbinas eólicas del tipo que tiene un cojinete de rotor principal integrado

(4) y que comprende una etapa de engranaje planetario,

estando dicho cojinete de rotor principal integrado (4) adaptado para proporcionar una ubicación para el cubo de rotor (2) con respecto a la góndola de turbina eólica (1) y para ubicar el portasatélites (3) con respecto a una corona dentada de baja velocidad (13), caracterizada por que

los engranajes planetarios (36) se encuentran axialmente desplazados con respecto al cojinete principal (4) teniendo en cuenta la dirección del eje alrededor del cual gira el portasatélites (3), con lo cual

la corona dentada (13) de la etapa planetaria se asegura a la góndola (1) de manera selectiva y liberable a través de una estructura de caja intermedia (11),

dicha estructura de caja intermedia (11) se asegura directamente a la góndola (1) o a la corona exterior (5) del cojinete principal (4), con lo cual

las fuerzas debidas a los momentos de flexión que actúan entre el cubo de rotor (2) y la góndola (1) son transmitidas sustancialmente y de manera directa desde el cubo de rotor (2) a la góndola (1) a través del cojinete principal (4) y sustancialmente ninguno de dichos momentos de flexión es transmitido a la góndola (1) a través de la corona dentada (13) de la etapa de engranaje planetario, de manera que todas las partes de la unidad de transmisión por engranajes, excepto para el cojinete principal y al menos una parte (33) del portasatélites (3) pueden ser desmontadas sin necesidad de retirar el rotor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2003/006317.

Solicitante: ZF Wind Power Antwerpen NV.

Inventor/es: SMOOK,WARREN, BOGAERT,ROGER, FLAMANG,PETER.

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;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D11/00 (Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos por, o con un interés distinto que, los otros grupos de esta subclase)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TRANSMISIONES > Transmisiones de engranajes para transmitir un movimiento... > F16H1/28 (con engranajes con movimiento orbital)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TRANSMISIONES > Partes constitutivas generales de las transmisiones... > F16H57/021 (Estructuras para el soporte de ejes, p.ej. tabiques, alojamientos de cojinetes, paredes o tapas del armazón con rodamientos)

PDF original: ES-2498970_T3.pdf

 

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Unidad de transmisión por engranajes para turbina eólica con cojinete de rotor integrado.
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Fragmento de la descripción:

Unidad de transmisión por engranajes para turbina eólica con cojinete de rotor integrado

La presente invención se refiere a una unidad de transmisión por engranajes para turbina eólica con cojinete de rotor integrado y, en particular, aunque no exclusivamente, a una unidad de transmisión por engranajes para turbina eólica del tipo que comprende una etapa de engranaje planetario, como se conoce del documento WO 2/1469 que da a conocer todas las características del preámbulo de la reivindicación 1, y también del documento EP 811 764.

Las ventajas de las unidades de transmisión por engranajes para turbina eólica con cojinetes de rotor integrados incluyen poco peso y un menor número de piezas. Los problemas a resolver son un rotor para vías de carga de góndola que pasan a través de diferentes componentes de la unidad de transmisión por engranajes (y pueden influir en su funcionalidad) y la facilidad de mantenimiento (y / o sustituibilidad) de algunas de las piezas de la unidad de transmisión por engranajes, incluyendo el cojinete principal y el sistema de sellado.

La invención descrita en el presente documento pretende proporcionar al menos algunas de las ventajas típicas de diseños de cojinete de rotor integrado ofreciendo al mismo tiempo soluciones a algunos de los Inconvenientes relacionados con tales diseños.

De acuerdo con uno de sus aspectos, la presente invención proporciona una unidad de transmisión por engranajes para su uso en turbinas eólicas del tipo que tiene un cojinete de rotor principal integrado y que comprende una etapa de engranaje planetario, estando dicho cojinete de rotor principal integrado adaptado para proporcionar una ubicación para el cubo de rotor con respecto a la góndola de turbina eólica y para ubicar el portasatélites con respecto a una corona dentada de baja velocidad, en el que las fuerzas debidas a los momentos de flexión que actúan entre el cubo de rotor y la góndola son transmitidas sustancialmente y de manera directa desde el cubo de rotor a la góndola a través del cojinete principal y sustancialmente ninguno de dichos momentos de flexión es transmitido a la góndola a través de la corona dentada de la etapa de engranaje planetario.

La invención enseña, además, que ninguna parte del portasatélites que está sustancialmente en el mismo plano axial que un plano que contiene los engranajes planetarios transmite ninguno de dichos movimientos de flexión a la góndola.

La invención enseña que preferiblemente la corona o coronas exteriores del cojinete de rotor principal están fijadas a la góndola y que el cubo de rotor y el portasatélites están fijados a la corona o coronas Interiores del cojinete principal. Por consiguiente el cojinete principal cumple dos funciones; en primer lugar, sirve como cojinete de rotor y en segundo lugar soporta el portasatélites. En su papel de cojinete de rotor actúa para transferir sustanclalmente todas las fuerzas y momentos del rotor (pero no del par de Impulsión) a la estructura de la góndola. El montaje del cojinete principal con su corona o coronas Internas soportando portasatélites y fijando la corona o coronas exteriores del cojinete directamente a la góndola (opclonalmente a través de una cubierta de cojinete principal o estructura de caja intermedia), da como resultado que las fuerzas y momentos del rotor se transfieran sustanclalmente y de manera directa a la góndola a través del cojinete principal.

El cojinete principal puede ser un cojinete de dobles rodillos cónicos, por ejemplo dispuestos en una configuración en O y que tiene una corona Interior hendida, aunque se pueden emplear otros tipos de cojinete principal tales como los que comprenden cojinetes cilindricos.

La corona dentada de la etapa de engranaje planetario se fija a la góndola a través de una estructura de caja intermedia. Esa estructura de caja intermedia puede fijarse directamente a la góndola o a la corona o coronas exteriores del cojinete principal.

Los engranajes planetarios se encuentran axialmente desplazados con respecto al cojinete principal teniendo en cuenta la dirección del eje alrededor del cual gira el portasatélites. Así, el cojinete principal no está en el mismo plano axial que los engranajes planetarios. Además de estar el cojinete principal axialmente desplazado de los engranajes planetarios, también pueden estar desplazados axialmente el cojinete principal y / o la corona dentada de esa parte de la góndola a la que se pueden fijar.

Se prefiere además que el engranaje solar sea del tipo conocido como engranaje solar flotante que es capaz de moverse ligeramente en una dirección perpendicular con respecto a su eje de rotación para quedar siempre colocado en el centro de los engranajes planetarios y asegurar que el par sea transmitido sustancialmente por igual por cada uno de los engranajes planetarios.

La corona dentada de la etapa de engranaje planetario es selectivamente asegurada de forma liberable con respecto a la góndola. En consecuencia todas las partes de la unidad de transmisión por engranajes, excepto para el portasatélites y el cojinete principal, se pueden desmontar sin necesidad de retirar el rotor. Para este fin se enseña que el portasatélites puede ser una estructura en dos partes según la cual una parte del portasatélites que soporta los cojinetes planetarios y los engranajes planetarios puede ser retirada selectivamente de una segunda parte del

portasatélites que está asegurada al cojinete principal (por ejemplo, la corona o coronas internas del cojinete principal).

La invención enseña, además, que el cojinete principal tiene un diámetro interior menor que el diámetro exterior de la corona dentada. Por lo tanto durante el montaje no es posible que el cojinete principal se mueva axialmente sobre la corona dentada, pero esto se compensa con las ventajas resultantes asociadas al cojinete principal, en comparación con uno de un diámetro más grande a través del cual se puede mover axialmente la corona dentada. Más en concreto, se prefiere que la superficie de apoyo de la corona interior del cojinete principal tenga un diámetro menor que el de la superficie dentada de la corona dentada.

La invención enseña, además, que el cojinete principal puede estar provisto de un paquete de sellado para inhibir las fugas de lubricante desde el cojinete principal, y que el paquete de sellado se puede desmontar de manera selectiva in situ del cojinete principal. El paquete de sellado se puede fijar de manera liberable a una corona interior o exterior del cojinete principal y puede estar dispuesto para desplazarse axialmente de manera que los sellos reemplazables del paquete de sellado puedan ser inspeccionados y si es necesario reemplazados. De manera preferible, se hace uso de un paquete de sellado que está fijado a la góndola, es decir, no es giratorio, en cuyo caso los sellos pueden ser de un tipo hendido, con la hendidura en el sello o los sellos situada en una posición más alta en la que no hay ningún riesgo sustancial de que se escape lubricante a través de la hendidura.

Las realizaciones de la invención se describirán a continuación, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos esquemáticos que se acompañan en los que:

La figura 1 es una vista en sección de una unidad de transmisión por engranajes de turbina eólica de acuerdo con una primera realización de la invención;

La figura 2 es una vista similar a la de la figura 1 de acuerdo con una segunda realización de la invención, y

La figura 3 muestra en sección transversal, parte de la realización de la figura 1 con la vía de transmisión de fuerza de momento de flexión ilustrada.

De acuerdo con una primera realización de la invención, la figura 1 muestra una unidad de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Unidad de transmisión por engranajes para utilizar en turbinas eólicas del tipo que tiene un cojinete de rotor principal integrado (4) y que comprende una etapa de engranaje planetario,

estando dicho cojinete de rotor principal integrado (4) adaptado para proporcionar una ubicación para el cubo de rotor (2) con respecto a la góndola de turbina eólica (1) y para ubicar el portasatélites (3) con respecto a una corona dentada de baja velocidad (13), caracterizada por que

los engranajes planetarios (36) se encuentran axialmente desplazados con respecto al cojinete principal (4) teniendo en cuenta la dirección del eje alrededor del cual gira el portasatélites (3), con lo cual

la corona dentada (13) de la etapa planetaria se asegura a la góndola (1) de manera selectiva y liberable a través de una estructura de caja intermedia (11),

dicha estructura de caja intermedia (11) se asegura directamente a la góndola (1) o a la corona exterior (5) del cojinete principal (4), con lo cual

las fuerzas debidas a los momentos de flexión que actúan entre el cubo de rotor (2) y la góndola (1) son transmitidas sustancialmente y de manera directa desde el cubo de rotor (2) a la góndola (1) a través del cojinete principal (4) y sustancialmente ninguno de dichos momentos de flexión es transmitido a la góndola (1) a través de la corona dentada (13) de la etapa de engranaje planetario, de manera que todas las partes de la unidad de transmisión por engranajes, excepto para el cojinete principal y al menos una parte (33) del portasatélites (3) pueden ser desmontadas sin necesidad de retirar el rotor.

2. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la corona exterior o cada corona exterior (5) del cojinete de rotor principal (4) se fija directamente a la góndola (1) u, opcionalmente, a través de una cubierta de cojinete principal o de una estructura de caja intermedia, y el cubo de rotor (2) y el portasatélites (3) se fijan a la corona o coronas interiores (6) del cojinete principal (4).

3. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que ninguna parte del portasatélites (3) que está sustancialmente en el mismo plano axial que un plano que contiene los engranajes planetarios (35) transmite ninguno de dichos momentos de flexión a la góndola (1).

4. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho cojinete principal (4) es un cojinete de dobles rodillos cónicos.

5. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 4, en la que dicho cojinete de dobles rodillos cónicos (4) comprende dos series de rodillos cónicos dispuestos en una configuración en O.

6. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en la que dicho cojinete de dobles rodillos cónicos (4) comprende una corona interior hendida.

7. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la corona o las coronas exteriores (5) del cojinete principal (4) se fijan sustancialmente y de forma directa a la góndola (1) a través de una cubierta de cojinete principal (9).

8. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el cojinete principal (4) se fija sustancialmente y de forma directa a la góndola (1) a través de una caja intermedia (11).

9. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicha caja intermedia (11) se fija directamente a la góndola (1) o a la corona exterior (5) del cojinete principal (4).

1. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la corona dentada (13) de la etapa de engranaje planetario se asegura selectivamente y de forma liberable a la góndola (1) mediante lo cual al menos los engranajes planetarios (36) y la corona dentada (13) pueden desmontarse sin necesidad de retirar el rotor.

11. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 1, en la que todas las partes de la unidad de transmisión por engranajes, excepto al menos uno de, el cojinete principal (4) y el portasatélites (3) o una parte del mismo se pueden desmontar sin necesidad de retirar el rotor.

12. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 11, en la que el portasatélites (3) es una estructura en dos partes que comprende una parte para soportar los engranajes planetarios (36), estando dicha una parte selectivamente fijada de manera liberable a una segunda parte del portasatélites (3) que se fija sustancialmente y de forma directa con respecto al cojinete principal (4).

13. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el cojinete principal (4) está provisto de un paquete de sellado (15) dispuesto para poder desmontarlo selectivamente in situ del cojinete principal (4).

14. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 13, en la que dicho paquete de sellado

(15) se puede desplazar axialmente con respecto al cojinete principal (4).

15. Unidad de transmisión por engranajes de acuerdo con la reivindicación 13 o la reivindicación 14, en la que dicho paquete de sellado (15) comprende un sello clrcunferenclalmente discontinuo.