Cojinete para permitir un movimiento giratorio alrededor de un eje,

con por lo menos una alineación de elementos de rodadura, en el que por lo menos una de dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura comprende una pluralidad de primeros elementos de rodadura (17) adaptados para transferir sustancialmente fuerzas axiales, y una pluralidad de segundos elementos de rodadura (18) adaptados para transferir sustancialmente fuerzas radiales, comprendiendo dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura unos primeros y segundos elementos de rodadura (1, 7, 18), comprende unos medios para separar dichos elementos de rodadura (17, 18), en el que dichos medios para separar unos elementos de rodadura (17, 18) comprende una o varias jaulas (15) para retener dichos elementos de rodadura (17, 18), por lo menos algunas de entre una o varias jaulas (15), caracterizado porque por lo menos algunas de una o varias jaulas (15) comprenden un receptáculo (19) adaptado para permitir que el elemento de rodadura se desplace con respecto a los medios para separar los elementos de rodadura (17, 18) en la dirección longitudinal de dicha alineación de elementos y en el que dichos primeros elementos de rodadura (17) presentan un eje de rotación dirigido sustancialmente perpendicular al eje de rotación de dicho cojinete

Cojinete y procedimiento para transferir fuerzas a través de un cojinete de una turbina eólica.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un cojinete según el preámbulo de la reivindicación 1, y a un procedimiento para transferir fuerzas a través de un cojinete de una turbina eólica.

Descripción de la técnica relacionada

En general, las turbinas eólicas más grandes utilizan unos cojinetes de bolas con contacto en cuatro puntos o cojinetes de rodillos cruzados, de configuración especial, para aplicaciones en toda la turbina eólica. Este es el caso para los cojinetes de inclinación y oscilación particularmente.

Los cojinetes de bolas y/o rodillos soportan cargas aplicadas a sus estructuras de soporte, que comprenden las coronas de apoyo, y proporcionan un movimiento de bajo rozamiento alrededor del eje axial del cojinete.

Los tipos de cojinetes mencionados presentan distintos recorridos de carga para los elementos de rodadura y pueden soportar momentos simultáneos y cargas radiales y axiales. Las superficies templadas en los anillos interiores y exteriores proporcionan puntos de contacto entre los elementos estacionarios y móviles del cojinete.

La solicitud de patente alemana DE 195 10 182 A1 da a conocer, para su utilización en una turbina eólica, un cojinete de rodillos de oscilación en el que los rodillos (fig. 3, elemento 7) están dispuestos en un ángulo de 45 grados con respecto a las fuerzas axiales resultantes.

Un inconveniente del tipo mencionado de cojinete de rodillos es que, como los cojinetes de inclinación están influidos principalmente por las cargas axiales, los rodillos dispuestos en un ángulo de 45 grados no están cargados en su dirección principal y por lo tanto se aumenta la carga en cada rodillo independiente y en la propia construcción del cojinete.

La patente alemana DE 38 00 729 62 da a conocer que se proporciona una alineación en un cojinete de contacto angular con rodillos que presentan un eje de rotación dispuesto en una primera dirección y otros rodillos que presentan un eje de rotación perpendicular a la primera dirección.

La solicitud de patente DE 102 57 195 A1 da a conocer un cojinete de rodillos cruzados de utilización general, en el que uno o varios elementos de bolas están introducidos en la alineación de elementos de rodillos para ajustar el espacio entre los elementos de rodillos.

Un inconveniente de los cojinetes descritos es que para soportes de turbina eólica a gran escala que soportan grandes cargas, las fuerzas de inercia entre los elementos de rodadura adyacentes producen un mayor deterioro del cojinete y una reducción de su vida útil. Otros ángulos de contacto de rodillos, que no están en la dirección de la carga comprometen la esperanza de vida. Como ejemplo, el momento máximo en una turbina eólica para un módem de 3MW es de aproximadamente 8.000 kNm.

Un objetivo de la invención consiste en proporcionar una técnica sin los inconvenientes anteriormente mencionados y, particularmente, en simplificar la construcción de los cojinetes y, por lo tanto, aumentar su seguridad de funcionamiento.

La invención

La presente invención se refiere a un cojinete por lo menos con una alineación de elementos de rodadura, en el que por lo menos una de dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura comprende una pluralidad de primeros elementos de rodadura, adaptados para transferir sustancialmente fuerzas axiales, y una pluralidad de segundos elementos de rodadura, adaptados para transferir sustancialmente fuerzas radiales, en el que por lo menos una de dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura comprende unos medios para separar elementos de rodadura, en el que dichos medios para separar elementos de rodadura comprende una o varias jaulas para retener dichos elementos de rodadura, en el que dichas una o varias jaulas comprenden un receptáculo adaptado para permitir que el elemento de rodadura se desplace en la dirección longitudinal de dicha alineación de elementos.

De este modo, se consigue que los elementos de rodadura se separen y se retengan en una posición conveniente con respecto a los elementos de rodadura adyacentes y con respecto a la construcción total del cojinete, y al receptáculo que permite que el elemento de rodadura se desplace en la dirección longitudinal de dicha alineación de elementos, reduciendo de este modo el rozamiento del cojinete, en particular mediante unos movimientos angulares relativamente pequeños del cojinete. Utilizando elementos de rodadura independientes para transferir las fuerzas axiales y radiales respectivamente en un cojinete se asegura que pueda dimensionarse dicho cojinete de manera adecuada con el fin de transferir las fuerzas que actúan en el mismo.

También se asegura que dichos elementos de rodadura independientes de un cojinete transfieran sustancialmente sólo las fuerzas para las que está diseñado para minimizar de este modo el desgaste y las roturas en el cojinete.

Además, se asegura que el número de alineaciones de elementos de rodadura pueda minimizarse con lo cual se simplifica la construcción del cojinete y pueden reducirse aún más los costes de producción e instalación.

En una forma de realización preferida de la invención, dichos primeros elementos de rodadura presentan un eje de rotación sustancialmente perpendicular con respecto al eje de rotación de dicho cojinete. De este modo, se asegura que dichos primeros elementos de rodadura transfieran unos momentos y fuerzas principalmente axiales que actúan en las estructuras unidas al cojinete y que pueda diseñarse el cojinete con capacidad para soportar dichos momentos y fuerzas.

En otra forma de realización preferida de la invención dichos segundos elementos de rodadura presentan un eje de rotación dirigido sustancialmente en paralelo con respecto al eje de rotación de dicho cojinete. De este modo, se asegura que dichos segundos elementos de rodadura transfieran las fuerzas principalmente radiales que actúan en las estructuras unidas al cojinete y que pueda diseñarse el cojinete con capacidad para dichas fuerzas.

En otra forma de realización preferida de la invención, dichos primeros elementos de rodadura son distintos de dichos segundos elementos de rodadura. De este modo, se asegura que las fuerzas axiales y radiales que actúan en el cojinete se transfieran a las estructuras de soporte de cojinete sustancialmente mediante unos elementos independientes por lo cual puede simplificarse el diseño del cojinete y de las estructuras de soporte de cojinete.

En otra forma de realización de la invención, dicho cojinete comprende por lo menos dos alineaciones de elementos de rodadura. De este modo, se asegura que pueda estabilizarse y optimizarse mejor la estructura del cojinete con respecto a la distribución de los momentos y fuerzas que actúan en el cojinete, se deslizan en el cojinete, etc.

Los elementos de rodadura pueden presentar cualquier perfil arbitrario, sin embargo según un aspecto de la invención los elementos de rodadura son rodillos sustancialmente cilíndricos tales como rodillos abombados o rodillos de bolas. De este modo, se asegura que pueda diseñarse el cojinete para transferir la máxima carga en las direcciones deseadas y utilizar por este medio la máxima capacidad del cojinete para unos fines determinados.

En otra forma de realización preferida de la invención, dichos elementos de rodadura hacen contacto con las estructuras de soporte tales como las coronas de apoyo en las superficies de rodamiento. De este modo, se asegura que el contacto entre dichos elementos de rodadura y las estructuras de soporte sea en unas estructuras templadas, diseñadas para poder controlar los momentos y fuerzas resultantes y diseñadas para minimizar el desgaste y las roturas en dichas estructuras de soporte.

En otra forma de realización preferida de la invención, la relación entre el número de dichos primeros elementos de rodadura y el número de dichos segundos elementos de rodadura se sitúa en el intervalo comprendido entre 1:2 y 1:50, más preferentemente en el intervalo comprendido entre 1:5 y 1:20 tal como 1:8. De este modo se asegura que pueda diseñarse el cojinete para que transfiera las fuerzas radiales y axiales que actúan en el cojinete, teniendo en cuenta también la relación de dimensiones entre dichas fuerzas.

Otra forma...

1. Cojinete para permitir un movimiento giratorio alrededor de un eje, con por lo menos una alineación de elementos de rodadura, en el que por lo menos una de dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura comprende una pluralidad de primeros elementos de rodadura (17) adaptados para transferir sustancialmente fuerzas axiales, y una pluralidad de segundos elementos de rodadura (18) adaptados para transferir sustancialmente fuerzas radiales, comprendiendo dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura unos primeros y segundos elementos de rodadura (1, 7, 18), comprende unos medios para separar dichos elementos de rodadura (17, 18), en el que dichos medios para separar unos elementos de rodadura (17, 18) comprende una o varias jaulas (15) para retener dichos elementos de rodadura (17, 18), por lo menos algunas de entre una o varias jaulas (15), caracterizado porque por lo menos algunas de una o varias jaulas (15) comprenden un receptáculo (19) adaptado para permitir que el elemento de rodadura se desplace con respecto a los medios para separar los elementos de rodadura (17, 18) en la dirección longitudinal de dicha alineación de elementos y en el que dichos primeros elementos de rodadura (17) presentan un eje de rotación dirigido sustancialmente perpendicular al eje de rotación de dicho cojinete.

2. Cojinete según la reivindicación 1, en el que dichos segundos elementos de rodadura (18) presentan un eje de rotación dirigido sustancialmente en paralelo al eje de rotación de dicho cojinete.

3. Cojinete según la reivindicación 1, en el que dichos primeros elementos de rodadura (17) son distintos de dichos segundos elementos de rodadura (18).

4. Cojinete según la reivindicación 1, en el que dicho cojinete comprende por lo menos dos alineaciones de elementos de rodadura.

5. Cojinete según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos elementos de rodadura (17, 18) son sustancialmente unos rodillos cilíndricos tales como rodillos abombados o rodillos de bolas (10).

6. Cojinete según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos elementos de rodadura (17, 18) entran en contacto con unas estructuras de soporte tales como coronas de apoyo en unas superficies de rodadura (14).

7. Cojinete según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación entre el número de dichos primeros elementos de rodadura (17) y el número de dichos segundos elementos de rodadura (18) se sitúa en el intervalo comprendido entre 1:2 y 1:50 más preferentemente en el intervalo comprendido entre 1:5 y 1:20 tal como 1:8 por alineación.

8. Turbina eólica (1) que comprende un cojinete según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Turbina eólica (1) según la reivindicación 8, en la que dicho cojinete es un cojinete de inclinación (7) para inclinar una o varias palas (5) de dicha turbina eólica (1) con respecto a un cubo (4) de dicha turbina eólica (1).

10. Turbina eólica (1) según la reivindicación 8, en la que dicho cojinete es un cojinete de oscilación para hacer oscilar una góndola (3) de dicha turbina eólica (1) con respecto a una torre (2) de dicha turbina eólica (1).

11. Procedimiento para transferir fuerzas mediante un cojinete para permitir un movimiento giratorio alrededor de un eje, que comprende las etapas de proporcionar al cojinete por lo menos una alineación de elementos de rodadura, en el que por lo menos una de dicha entre por lo menos una alineación de elementos de rodadura comprende una pluralidad de primeros elementos de rodadura (17) adaptados para transferir sustancialmente fuerzas axiales, y una pluralidad de segundos elementos de rodadura (18) adaptados para transferir sustancialmente fuerzas radiales, la etapa adicional de disponer dicha por lo menos una de entre dicha por lo menos una alineación de elementos de rodadura que comprende unos primeros y segundos elementos de rodadura (17, 18), con unos medios para separar unos elementos de rodadura (17, 18), en el que dichos medios para separar elementos de rodadura comprenden una o varias jaulas (15) para retener dichos elementos de rodadura (17, 18), caracterizado porque por lo menos algunas de entre una o varias jaulas (15) comprenden un receptáculo (19) adaptado para permitir que el elemento de rodadura (17, 18) se desplace con respecto a los medios para separar elementos de rodadura (17, 18) en la dirección longitudinal de dicha alineación de elementos y en el que dichos primeros elementos de rodadura (17) presentan un eje de rotación dirigido sustancialmente de manera perpendicular al eje de rotación de dicho cojinete.