UNIDAD DE TRANSMISION POR ENGRANAJES EPICICLOIDALES CON SATELITES.

Una unidad de transmisión por engranajes de tipo planetario (40) que comprende un planeta (50),

satélites (47, 48) una corona (49) y un portasatélites (41), dicho portasatélites (41) comprende un soporte del bogie satelital (43), el cual soporta y ubica pares de satélites espaciados circunferencialmente (47, 48), caracterizada porque cada uno de los mencionados engranajes central (50) y corona (49) es de tipo helicoidal doble y cada uno de los satélites (47, 48) de un par es del tipo helicoidal simple y de un ángulo de hélice opuesto al del otro engranaje satélite (48, 47) del par y donde cada uno de los satélites (47, 48) de un par está montado sobre un par de rodamientos de rodillos cónicos (45, 46)

Unidad de transmisión por engranajes epicicloidales con satélites.

La presente invención se refiere a una unidad de transmisión por engranajes y, en particular, aunque no en forma exclusiva, a una unidad de transmisión con engranajes de tipo planetario. Puede aplicarse a una unidad de transmisión por engranajes para una turbina eólica. Más en particular, la presente invención se refiere a una unidad de transmisión por engranajes del tipo planetario que comprende un planeta, satélites, una corona y un portasatélites, dicho portasatélites comprende un soporte del bogie que soporta pares de satélites espaciados circunferencialmente. Un ejemplo de la mencionada unidad de transmisión por engranajes del tipo planetario se conoce, por ejemplo, de la patente WO 02/14690.

Hay una demanda continua de turbinas eólicas de mayor tamaño especialmente para sitios offshore debido a la escasez de sitios adecuados y el costo de las obras civiles. Al mismo tiempo, los requerimientos para reducir el tamaño y el peso de las máquinas y los componentes son cada vez más importantes. Por lo general, un rotor de turbina eólica conduce el eje de baja velocidad de una unidad de transmisión por engranajes, el cual convierte par de torsión y velocidad del rotor al par de torsión y velocidad de un generador eléctrico requeridos.

La integración de los componentes de una turbina eólica es una forma de reducir el peso y hacer que el equipo de propulsión sea más compacto, pero es importante que el diseño y ejecución del equipo de propulsión eviten la interferencia mutua de cargas externas e internas en los diferentes componentes. También es importante que se logre realizar una construcción de forma económica y que sea fiable, a pesar de los requerimientos de densidad de gran potencia para muchas aplicaciones de turbina eólica.

La presente invención se refiere en forma particular pero no exclusiva al problema de proveer una unidad de transmisión por engranajes mejorada del tipo epicíclico y, la cual, por ejemplo, puede utilizarse en un montaje de turbina eólica.

De acuerdo a un aspecto de la presente invención, una unidad de transmisión por engranajes del tipo planetario consta de un planeta, satélites y una corona y un portasatélites, dicho portasatélites comprende una soporte del bogie satelital, la cual soporta y ubica pares de satélites espaciados circunferencialmente, cada uno de los mencionados planeta y corona siendo del tipo helicoidal doble y cada uno de los satélites de un par siendo del tipo helicoidal simple y de un ángulo de hélice opuesto al del otro satélite del par y cada satélite de un par estando montado sobre un par de rodamientos de rodillos cónicos.

Preferentemente, al menos uno, y más preferentemente, los dos engranajes, planeta y corona son del tipo helicoidal doble unitario, es decir, no dividido.

La unidad de engranaje puede constar de satélites, los cuales pueden estar dispuestos en pares alineados axialmente. Esto es, los satélites de un par pueden estar dispuestos en forma coaxial.

Preferentemente, los rodamientos pueden soportar los respectivos pares de satélites alineados, por lo general, los dos satélites de cada par están posicionados en lados opuestos de el soporte del bogie.

Como consecuencia del uso de una soporte del bogie y satélites helicoidales simples dispuestos en pares, la presente invención permite usar de la forma más ventajosa los engranajes helicoidales sin la necesidad de utilizar coronas o planetas divididos y encontrarse con las posibles limitaciones de potencia relacionadas con los engranajes divididos. Además, resulta ser un patrón de ruido más tranquilo que el que se relaciona con los engranajes rectos convencionales.

Los rodamientos para cada posición de satélites espaciados circunferencialmente pueden estar soportados sobre un eje, el cual, cuando está en uso, puede autoajustarse en dicha posición angular relativa al soporte del bogie.

Alternativamente, el mencionado eje puede estar sustancialmente asegurado en forma rígida al soporte del bogie. El soporte del bogie puede ser de una clase tal que, como consecuencia de la deformación elástica, cumpla un grado suficiente para permitir el autoajuste de la posición angular del eje relativa al eje de rotación del engranaje corona, por ejemplo, en el caso de un eje que esté sustancialmente asegurado en forma rígida al soporte del bogie.

Cada engranaje satélite está montado en forma giratoria sobre el eje mediante un par de rodamientos de rodillos cónicos. Estos rodamientos de rodillos cónicos están preferentemente dispuestos en una configuración en "O".

Cuando se considera en una dirección axial paralela al eje de rotación del portasatélites, un rodamiento principal que soporta en forma giratoria una corona respecto a un portasatélites puede encontrarse en una posición sustancialmente alineada en forma axial con la posición axial de por lo menos la corona de la unidad de transmisión por engranajes.

En algunas realizaciones de la invención puede preferirse que planeta, satélites y corona se encuentren en un plano transversal (perpendicular al eje de rotación de dichas fuerzas de rotación), el cual también contiene al mencionado rodamiento principal.

El engranaje corona puede disponer ubicaciones axial y radial para el rodamiento principal. El engranaje corona puede tener una superficie radialmente externa de un perfil escalonado para definir una parte saliente para la ubicación axial de un anillo del rodamiento interno del rodamiento principal. El anillo del rodamiento interno puede estar asegurado en forma axial y no giratoria entre la mencionada parte saliente y una estructura de soporte.

La corona puede estar provista de una corona de refuerzo, y dicha corona de refuerzo puede extenderse en forma axial y/o radial más allá de la superficie dentada de la corona. La corona de refuerzo antes mencionada puede proveer una ubicación axial del rodamiento principal.

El rodamiento principal puede constar de rodamiento cónico de doble hilera, y dicho rodamiento cónico doble puede consistir en una única corona externa de rodamiento. El rodamiento cónico doble puede comprender rodillos dispuestos en una configuración en O, es decir, una configuración en la cual los rodillos de una hilera aumenten el diámetro en una dirección lejos de los rodillos de la otra hilera del par.

En otro de sus aspectos, la invención presenta una turbina eólica que comprende rotores, un generador y un equipo de propulsión que consiste de una unidad de transmisión por engranajes de un tipo de acuerdo a la presente invención. En dicho equipo de propulsión la corona, por lo general, puede estar soportada en forma no giratoria respecto a la estructura de soporte.

Una parte de la unidad de transmisión por engranajes, por ejemplo, una caja de la misma, puede estar dispuesta para soportar un generador eléctrico.

A continuación se describirá la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos en los cuales:

- la figura 1 es una vista en alzado de una turbina eólica;

- la figura 2 es una vista seccional de parte de una unidad de transmisión por engranajes;

- la figura 3 muestra parte de la figura 2 más detalladamente y la figura 4 muestra una característica particular de la presente invención.

Una turbina eólica 10 (ver figura 1) comprende una unidad de transmisión por engranajes 11 la cual actúa para transmitir par de torsión desde los álabes del rotor 12 y un buje de rotor 14 a un generador eléctrico 13, la unidad de transmisión por engranajes comprende una unidad de engranajes epicíclica. La unidad de transmisión por engranajes y el generador se encuentran alojados y soportados por una góndola 15.

A continuación se describe más detalladamente la unidad de transmisión por engranajes 11 haciendo referencia a las figuras 2 y 3. La unidad de transmisión por engranajes 11 comprende una unidad de engranajes epicíclica que tiene cuatro satélites espaciados circunferencialmente 25, un planeta 27, un portasatélites 28 y una corona 24, la cual se encuentra montada en forma no giratoria respecto a la estructura de la góndola 15. Cada uno de los engranajes es del tipo recto.

La corona se conecta a un eje de salida (no representado), el cual se conecta a una unidad de engranajes adicional o directo al rotor del generador 13.

La superficie externa en forma radial 29 del engranaje corona...

1. Una unidad de transmisión por engranajes de tipo planetario (40) que comprende un planeta (50), satélites (47, 48) una corona (49) y un portasatélites (41), dicho portasatélites (41) comprende un soporte del bogie satelital (43), el cual soporta y ubica pares de satélites espaciados circunferencialmente (47, 48), caracterizada porque cada uno de los mencionados engranajes central (50) y corona (49) es de tipo helicoidal doble y cada uno de los satélites (47, 48) de un par es del tipo helicoidal simple y de un ángulo de hélice opuesto al del otro engranaje satélite (48, 47) del par y donde cada uno de los satélites (47, 48) de un par está montado sobre un par de rodamientos de rodillos cónicos (45, 46).

2. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dos satélites (47, 48) de cada par están posicionados en lados opuestos del soporte (43).

3. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el engranaje central (50) es del tipo unitario.

4. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la corona (49) es del tipo unitario.

5. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, la cual comprende un par de rodamientos de rodillos cónicos (45, 46) dispuestos en una configuración en O.

6. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la posición de los rodamientos (45, 46) para cada engranaje satélite espaciado circunferencialmente (47, 48) está soportada sobre un eje (44) el cual, cuando está en uso, se autoajusta en la mencionada posición angular relativa al soporte del bogie (43).

7. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que los rodamientos (45, 46) para al menos algunas posiciones de los satélites espaciados circunferencialmente (47, 48) están soportadas sobre un eje (44), el cual se encuentra sustancialmente asegurado en forma rígida al soporte del bogie (43).

8. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con la reivindicación 7, en la que cada eje mencionado (44) está sustancialmente asegurado en forma rígida al soporte del bogie (43).

9. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que el soporte del bogie (43) puede deformarse elásticamente para permitir el autoajuste de la posición angular de cada eje (44) respecto al eje de rotación de la corona (49).

10. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el rodamiento principal (23) comprende una superficie de rodamiento de la corona interna (30) con un diámetro mayor al de la superficie dentada de la corona (49).

11. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el portasatélites (41) provee una vía de transmisiones de par de torsión que se extiende radialmente, la cual es rígida en torsión pero cede relativamente en una dirección axial paralela al eje alrededor del cual actúan las fuerzas rotacionales.

12. Una unidad de transmisión por engranajes (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los satélites (47, 48) están soportados con relación al soporte del bogie (43) por medio de un eje flexible (44) del tipo flexpin.