Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera, que comprende una pista interna,

una pista externa e hileras de rodillos izquierda y derecha ubicados entre la pista interna y la pista externa, y tiene una configuración axialmente asimétrica, caracterizado porque los rodillos (4, 5, 12, 13) de las hileras izquierda y derecha tienen longitudes respectivas (L1, L2) diferentes la una de la otra y, al mismo tiempo, las secciones de cojinete izquierda y derecha tienen ángulos de contacto (Q1, Q2) respectivos diferentes el uno del otro

Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera y dispositivo de soporte de un árbol principal de generador de turbina eólica.

La presente invención hace referencia a un cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera que consiste en una pista interna, una pista externa, una hilera a la izquierda y otra a la derecha para los rodillos ubicados entre la pista interna y la pista externa, que posee una configuración axialmente asimétrica, para su utilización en el campo de aplicación, en el cual las cargas irregulares tienden a actuar sobre las hileras izquierda o derecha de los rodillos esféricos, por ejemplo en una sección de cojinete cuya función es sostener el árbol principal del generador de la turbina eólica, y también a un dispositivo de soporte del árbol principal de la generador de la turbina eólica.

Durante los últimos años, la generación de energía eólica ha atraído mucha atención, ya que implica el uso de energías ecológicas e inagotables. En instalaciones generadoras de energía eólica de gran tamaño, la góndola que alberga al generador de una turbina eólica acoplada de manera motriz a un rotor de paletas por medio del árbol principal, se monta sobre un soporte a unas pocas decenas de metros por encima del nivel del suelo, por lo que, como resultado, ello implica que el mantenimiento del ensamblaje de cojinetes que soporta el árbol principal del rotor de paletas sea un trabajo sustancialmente riesgoso y complicado. Por tal motivo, el ensamblaje del cojinete que soporta el árbol principal del generador de energía eólica debe ser muy fiable y duradero.

La memoria GB 139 512 A describe un cojinete de rodillos compuesto por un aro de pista con una o más pistas esféricas, otro aro de pista con una o más pistas no esféricas, con rodillos dispuestos entre los aros de pista mencionados, las pistas y los rodillos que tienen una forma y disposición en relación unos con otros tal que la presión ejercida entre cada uno de los rodillos y la pista interna y externa da como resultado un ángulo de inclinación que hace que el rodillo se mueva hacia su eje; uno o más flequillos resistentes a la presión o flequillos guía se integran o conectan firmemente al aro de pista de la pista o pistas no esféricas, dicho flequillo o flequillos pueden engranar los rodillos y resistir su desplazamiento hacia sus ejes. Los rodillos se forman con superficies rodantes convexas y cada uno tiene su máximo diámetro más cerca de un extremo que del otro.

La unidad de cojinetes de la memoria US 5,852,947 comprende el engranaje del árbol principal con una sección dentada integrada siempre unida al sub-engranaje del eje en la circunferencia externa, un par de aros internos colocados en la circunferencia externa de los rodillos cónicos de doble hilera en el árbol principal ubicados entre la superficie del camino de rodadura del engranaje del árbol principal y la del aro interno, y un par de jaulas para retener cada hilera de rodillos estrechos respectivamente. Los asientos de la jaula están montados irregularmente, mientras que los rodillos cónicos ubicados en los asientos están distribuidos irregularmente en la circunferencia.

El cojinete de rodillos cónico descripto en JP 61 171 917 A posee cuatro hileras de rodillos. Los rodillos cónicos de la primera hilera de rodillos y la cuarta hilera de rodillos del lado izquierdo poseen el mismo tamaño y forma, y los rodillos cónicos de la segunda y tercera hileras de rodillos son similares a las mismas dimensiones y forma. La longitud de los rodillos cónicos ubicados en las superficies de caminos de rodadura de la segunda y tercera hileras es mayor que la longitud de los rodillos cónicos de la primera y cuarta hileras. Según esta disposición, aun en trabajos donde la carga sobre las superficies de caminos de rodadura de la segunda y tercera hileras es mayor que la carga sobre las superficies de caminos de rodadura de la primera y cuarta hileras, la capacidad de carga de las hileras de rodillos es grande y evita que las hileras de rodillos se desgasten antes que las otras hileras de rodillos.

El ensamblaje del cojinete de rodillos autoalineable, apto para soportar el árbol principal del generador de energía eólica de manera rotativa, se describe, por ejemplo, en la patente japonesa abierta a inspección pública Nº 2004-11737. El ensamblaje del cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera de gran tamaño 51, como el que se muestra en la figura 15, es el que usualmente se utiliza para el cojinete del árbol principal del generador de energía eólica de gran tamaño. El árbol principal 50 se representa mediante un árbol que actúa por el viento sobre el cual se encuentra montado un rotor de paletas 49 que rota cuando el rotor de paletas recibe una corriente de viento para proporcionar una fuerza motriz, la cual es, tras haber recibido impulso, carga radial y carga axial simultáneamente. Debido a esto, la vida de fatiga de rodadura tiende a reducirse. Además, la hilera opuesta de rodillos recibe una carga tan liviana que el deslizamiento de los rodillos 55 puede tener lugar en relación a las respectivas superficies de caminos de rodadura 52a y 53a de las pistas internas y externas 52 y 53, lo que da como resultado un problema relacionado con daños en la superficie y desgaste por fricción. Por tal razón se utiliza un ensamblaje de cojinete de tamaño relativamente grande y/o se incrementa la acción lubricante para tratar este problema, pero es posible que la hilera de rodillos que tiende a recibir la carga liviana tenga una flexibilidad excesivamente grande y esto no resulta económico. Además, en aquellos casos donde el ensamblaje del cojinete que sostiene el árbol principal del generador de energía eólica se instala en una posición elevada y funciona independientemente, se ha determinado que la lubricación debe ser simple, a fin de lograr que el ensamblaje del cojinete no requiera mantenimiento.

Revelación de la invención

La presente invención tiene como objeto proveer un cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera en el cual, en caso de que el ensamblaje de cojinetes se utilice en un medio donde actúan cargas irregulares sobre las hileras de rodillos izquierda y derecha, las hileras respectivas de los rodillos puedan soportar las cargas aplicadas y consecuentemente extender su vida de manera sustancial, y el cual sea económico para así lograr que el material, el procesamiento y mecanización se realicen sin pérdidas ni desperdicios.

La reivindicación 1 hace referencia a un cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según una primera construcción de la presente invención.

Además, los rodillos de las hileras izquierda o derecha pueden tener la forma de rodillos ahuecados axialmente, que tienen un hueco axial definido en ellos. Las dimensiones radiales de los rodillos izquierdos y derechos pueden ser diferentes. La estructura de una de las secciones de cojinete que está en la hilera de rodillos izquierda puede tener una capacidad de carga diferente a la capacidad de carga de las secciones de cojinete que están en la hilera de rodillos derecha.

Cabe destacar que este cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera se utiliza en un lugar donde una carga diferente incide sobre las hileras de rodillos izquierda y derecha, y la sección de cojinete con la carga axial tiene un ángulo de contacto más amplio y los rodillos de dicha sección de cojinete tienen una gran longitud, pero la otra sección de cojinete tiene un ángulo de contacto pequeño y los rodillos de dicha hilera de rodillos poseen una longitud menor.

El cojinete de rodillos se utiliza en aplicaciones donde las cargas irregulares tienden a incidir sobre las hileras de rodillos izquierda y derecha, y cada una de las piezas a la izquierda y derecha del cojinete puede distribuir la carga apropiadamente. Asimismo, se puede evitar un incremento no deseado de la capacidad de carga en el lado de carga liviana y evitar la consiguiente pérdida de material. Además, el deslizamiento de los rodillos producido por carga liviana tendrá una ocurrencia muy baja, lo que evitará daños en la superficie y desgaste por fricción. Considerando lo antes mencionado y en términos generales, se observa un aumento en la vida sustancial del ensamblaje.

Particularmente, al utilizarse una dimensión diferente, como por ejemplo otra longitud de cojinetes y otro diámetro externo de éstos, se incrementa la capacidad de carga de la hilera de rodillos de grandes dimensiones. Por otro lado, en la hilera de rodillos de menor dimensión el peso de los rodillos disminuye, lo que da como resultado menos deslizamiento, menos desgaste por ficción y...

1. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera, que comprende una pista interna, una pista externa e hileras de rodillos izquierda y derecha ubicados entre la pista interna y la pista externa, y tiene una configuración axialmente asimétrica, caracterizado porque los rodillos (4, 5, 12, 13) de las hileras izquierda y derecha tienen longitudes respectivas (L1, L2) diferentes la una de la otra y, al mismo tiempo, las secciones de cojinete izquierda y derecha tienen ángulos de contacto (Q1, Q2) respectivos diferentes el uno del otro.

2. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 1, en donde los rodillos (4, 12) de la hilera izquierda tienen una forma diferente de la forma de los rodillos de la hilera derecha.

3. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 1 ó 2, en donde una de las hileras de rodillos izquierda y derecha comprende rodillos ahuecados axialmente que tienen cada uno un hueco que se extiende axialmente.

4. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la pista externa se divide en dos pistas externas separadas axialmente yuxtapuestas.

5. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 4, en donde existe un espacio entre las dos pistas externas separadas y se aplica una precarga a dichas pistas externas separadas.

6. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según una de las reivindicaciones 1 a 5, que se utiliza como cojinete de soporte de árbol principal para el soporte del árbol principal de un generador de energía eólica que tiene un rotor de paletas montado en dicho árbol principal.

7. Estructura de soporte de árbol principal para un generador de energía eólica, que comprende un árbol principal que tiene un rotor de paletas montado en él para su rotación con el mismo, y uno o una pluralidad de cojinetes dispuestos dentro de un alojamiento para soporte del árbol principal, en el cual dicho uno o una pluralidad de cojinetes se utilizan en la forma de un cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según se define en una de las reivindicaciones 1 a 6 e incluye una primera sección de cojinete dispuesta lejos del rotor de paletas y una segunda sección de cojinete dispuesta cerca del rotor de paletas, y en donde la primera sección de cojinete tiene una capacidad de carga mayor que la de la segunda sección de cojinete.

8. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 1, en donde el cojinete está dividido en su totalidad en secciones de cojinete divididas izquierda y derecha, donde cada una comprende una pista interna separada, una pista externa separada y una sola hilera de rodillos.

9. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 8, en donde se utilizan diferentes materiales para formar al menos una de la pista interna separada, una pista externa separada y los rodillos entre las secciones de cojinete divididas izquierda y derecha.

10. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 8 ó 9, en donde se aplican tratamientos de reforma de superficie diferentes a la superficie del camino de rodadura de al menos una de la pista interna separada y la pista externa separada o una superficie de rodadura de los rodillos, o se aplica una rugosidad superficial diferente a al menos una de la pista interna separada y la pista externa separada o una superficie de rodadura de los rodillos entre las secciones de cojinete divididas izquierda y derecha.

11. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según una de las reivindicaciones 8 a 10, en donde las dimensiones axiales de la pista interna separada y la pista externa separada son diferentes respectivamente entre las secciones de cojinete divididas izquierda y derecha.

12. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según una de las reivindicaciones 8 a 11, en donde existe un espacio entre las dos pistas externas separadas y se aplica una precarga a dichas pistas externas separadas.

13. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según una de las reivindicaciones 8 a 12, que se utiliza como cojinete de soporte de árbol principal para el soporte del árbol principal de un generador de energía eólica que tiene un rotor de paletas montado en dicho árbol principal para su rotación con el mismo.

14. Estructura de soporte de árbol principal para un generador de energía eólica, que comprende un árbol principal que tiene un rotor de paletas montado en éste para su rotación con el mismo, y uno o una pluralidad de cojinetes dispuestos dentro de un alojamiento, en el cual dicho uno o una pluralidad de cojinetes se utilizan en la forma de un cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según se define en la reivindicación 8 e incluye una primera sección de cojinete dividida dispuesta lejos del rotor de paletas y una segunda sección de cojinete dividida dispuesta cerca del rotor de paletas, y en donde la primera sección de cojinete dividida tiene una capacidad de carga mayor o una vida nominal mayor que la de la segunda sección de cojinete dividida.

15. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 1, en donde L1 expresa la longitud de los rodillos de una de las hileras de rodillos, L2 expresa la longitud de los rodillos de la otra hilera de rodillos, y A expresa la longitud de un eje principal de una elipse de contacto generada en un plano de contacto entre los rodillos de una de las hileras de rodillos y la pista interna, la siguiente relación dimensional establece:

L1 < L2 y L1 > A

16. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 15, en el cual los rodillos son rodillos simétricos que tienen un diámetro máximo posicionado en una ubicación intermedia de la longitud de los rodillos o en el cual los rodillos son rodillos asimétricos que tienen un diámetro máximo posicionado en una ubicación desplazada de un punto intermedio de la longitud de los rodillos.

17. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 1, en el cual R1 expresa el radio de curvatura de una cresta de los rodillos de una de las hileras de rodillos, R2 expresa el radio de curvatura de una cresta de los rodillos de la otra hilera de rodillos, N1 expresa el radio de curvatura de la superficie del camino de rodadura de la pista interna, con la cual los rodillos de una de las hileras de rodillos hacen contacto, y N2 expresa el radio de curvatura de la superficie del camino de rodadura de la pista interna, con la cual los rodillos de la otra hilera de rodillos hacen contacto, la siguiente relación dimensional establece:

N1/R1 < N2/R2

18. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 17, en el cual el radio de curvatura R1 es mayor que el radio de curvatura R2 o en el cual el radio de curvatura N1 es menor que el radio de curvatura N2.

19. Cojinete de rodillos autoalineable de doble hilera según la reivindicación 17 ó 18, en el cual una de las hileras de rodillos que tiene el radio de curvatura R1 tiene una longitud menor que la de la otra hilera de rodillos que tiene el radio de curvatura R2.