Método de conexión de un eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión de un aerogenerador y conexión obtenida mediante dicho método.

Método para conectar un eje de baja velocidad (5) de un aerogenerador (1) a un eje de entrada (9) de una multiplicadora de transmisión (8) de un aerogenerador (1),

el método consiste en proporcionar una superficie de conexión (21) en el eje principal (5) y una correspondiente superficie de conexión (22) en el eje de entrada (9); las superficies de conexión (21, 22) siendo superficies opuestas, respectivamente en la parte axial más interna del eje principal de baja velocidad (5) y en la parte axial hacia el rotor (4) del aerogenerador (1) del eje de entrada (9; proporcionando medios de aumento de fricción (23) en al menos una de dichas superficies de conexión (21, 22);y conectando firmemente una a otra ambas superficies de conexión (21, 22) mediante medios de pre-tensión (24), donde una carga permanente en las superficies de conexión (21, 22) es aplicada, caracterizado porque los medios de aumento de fricción (23) comprenden un recubrimiento que comprende un polvo de aumento de fricción (33) que contiene granos de diamante (34).

Método de conexión de un eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión de un aerogenerador y conexión obtenida mediante dicho método.

La presente invención se refiere a un método de conexión de un eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión de un aerogenerador.

El propósito de dicha conexión entre el eje principal y el eje de entrada de la multiplicadora de transmisión es transmitir el par desde el eje principal, que está conectado al buje del rotor del aerogenerador y que se mueve a baja velocidad por la acción del viento en las palas del rotor, hasta el eje de entrada de la multiplicadora de transmisión.

Por lo tanto, la lenta rotación del eje de entrada es transformada en la multiplicadora de transmisión a una rotación rápida en el eje de salida de la multiplicadora de transmisión, cuya salida se dirige normalmente a un generador de potencia eléctrica.

De acuerdo con el Estado de la Técnica actual se conocen muchos métodos diferentes para conectar un eje principal de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión.

La presente invención, sin embargo, está limitada a los tipos de métodos de conexión en los que la transferencia del par a través de la conexión se realiza en base a los principios de fricción entre los materiales.

Los tipos de métodos conocidos para conectar ejes están descritos por ejemplo en WO 03/037608, EP1251268 y FR7631140.

En cualquier caso, los métodos descritos en dichos documentos no son adecuados para conectar un eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión de un aerogenerador, debido a la falta de fricción entre las superficies de conexión, especialmente en casos de aerogeneradores de tipo muy integrado.

En desarrollos recientes hay una tendencia a diseñar aerogeneradores de multi-megavatios, al menos de 3 MW, con mayores dimensiones.

De cara a hacer frente a las cargas en dichos aerogeneradores de grandes dimensiones, se hace un gran esfuerzo en integrar los componentes del aerogenerador de manera que se reduzca el peso y el tamaño del aerogenerador.

En particular en nuevos diseños el eje de transmisión al completo es de tipo cada vez más integrado.

Las crecientes dimensiones en combinación con los diseños más integrados hacen problemática la transmisión del par desde el eje principal al eje de entrada.

Además cuanto mayor es la dimensión del aerogenerador mayor es el par que se tiene que transmitir, donde por otro lado las limitadas dimensiones de los diseños integrados, en particular las limitaciones en el diámetro usado para la conexión entre el eje principal de baja velocidad y el eje de entrada de la multiplicadora, también limitan el par máximo que puede ser transmitido.

Esto es en particular una desventaja de los ejes de transmisión existentes que usan una conexión basada en principios de fricción entre el eje principal y el eje de entrada de la multiplicadora.

El objeto de la presente invención es un método para conectar el eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de dicho aerogenerador, que no muestra una o más de las anteriores y otras desventajas.

Con este objeto, la invención se refiere a un método para conectar un eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión de un aerogenerador, el método consiste en proporcionar una superficie de conexión en el eje principal y una superficie de conexión correspondiente en el eje de entrada; siendo las superficies de conexión superficies opuestas, respectivamente en una parte axial más interior del eje principal de baja velocidad y en la parte axial más cercana al rotor del aerogenerador del eje de entrada; proporcionando unos medios de aumento de fricción en al menos una de dichas superficies de conexión; y firmemente conectando ambas superficies de conexión una a la otra mediante unos medios de pre-tensión, donde se aplica una carga permanente en las superficies de conexión, comprendiendo los medios de aumento de fricción un recubrimiento que comprende un polvo de aumento de fricción que contiene granos de diamante.

Una importante ventaja de dicho método de conexión del eje principal y el eje de entrada del aerogenerador de acuerdo con la presente invención es que los medios de aumento de fricción aumentarán considerablemente el coeficiente de fricción entre las superficies de conexión (por ejemplo típicamente un coeficiente de fricción de 0, 5) ,

de manera que el par requerido entre los ejes puede ser transmitido a través de la conexión, teniendo la conexión dimensiones que entran dentro del límite de un diseño integrado de un aerogenerador.

Además, por otro lado, cuanto mayor es el aerogenerador, y por lo tanto las palas del rotor, mayor es el par que se tiene que transmitir a través de la conexión del eje principal con el eje de entrada de la multiplicadora.

Por otro lado, el par es la multiplicación entre la distancia y la fuerza, de forma que solo es posible transmitir un par mayor si se aumenta la fuerza de transmisión o la distancia, en particular la distancia radial entre el eje del rotor y los puntos de aplicación de la fuerza.

Sin embargo, siendo los diseños de tipo integrado, no hay mucho espacio disponible para incrementar dicha distancia, por ejemplo el diámetro de conexión.

Como consecuencia la fuerza de transmisión necesita ser incrementada.

Pero, cuando la conexión entre el eje principal y el eje de entrada está basada en el principio de fricción entre los materiales, también la fuerza que puede ser transmitida es limitada.

Además, dos parámetros se ven esencialmente envueltos en una conexión basada en la fricción, por ejemplo el coeficiente de fricción de las superficies de conexión, dependiendo de las propias superficies de contacto (rugosidad de las superficies, dureza del material, tipo de material de las superficies, ...) y la carga normal aplicada en las superficies de conexión de las partes a ser conectadas, donde esta carga normal está limitada por la resistencia del material.

Con los métodos conocidos de conexión entre un eje principal de un aerogenerador y el eje de entrada de la multiplicadora, este coeficiente de fricción de dichas superficies de conexión es siempre muy pequeño, por ejemplo típicamente de una magnitud del orden de 0, 15, lo que es insuficiente para transmitir las cargas requeridas con los límites restrictivos de las dimensiones de los diseños recientes.

Esto significa que se necesita un buen coeficiente de fricción entre las superficies de conexión, el cual se obtiene por el método propuesto en la presente invención.

De acuerdo con una realización preferente del método de conexión de un eje principal de baja velocidad de un aerogenerador a un eje de entrada de una multiplicadora de transmisión de un aerogenerador de acuerdo con la presente invención, dichos medios de aumento de fricción además comprenden un anillo de ajuste en el cual se proporciona el recubrimiento con polvo de aumento de fricción y que es colocado entre las superficies de conexión.

Este método es particularmente ventajoso ya que la colocación del anillo de ajuste durante el montaje es sencilla, mientras que también permite un eficiente desmontaje de la conexión.

De acuerdo con la presente invención, el polvo de aumento de fricción mencionado contiene granos de diamante, que tiene la ventaja de que el coeficiente de fricción puede ser extremadamente aumentado, donde la calidad de la conexión obtenida es muy buena, ya que las partículas de diamante son muy duras y no se desgastarán fácilmente después de algún tiempo de transmisión de par, como ocurre con otros materiales.

Más aún, como los granos de diamante son muy duros, los medios de pre-tensión pueden penetrar en las superficies de conexión bajo la carga normal permanentemente aplicada en dichas superficies de conexión.

La invención no sólo se refiere a un método para conectar el eje principal y el eje de entrada de un aerogenerador, si no también la conexión obtenida con dicho método.

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1. Método para conectar un eje de baja velocidad (5) de un aerogenerador (1) a un eje de entrada (9) de una multiplicadora de transmisión (8) de un aerogenerador (1) , el método consiste en proporcionar una superficie de conexión (21) en el eje principal (5) y una correspondiente superficie de conexión (22) en el eje de entrada (9) ; las superficies de conexión (21, 22) siendo superficies opuestas, respectivamente en la parte axial más interna del eje principal de baja velocidad (5) y en la parte axial hacia el rotor (4) del aerogenerador (1) del eje de entrada (9; proporcionando medios de aumento de fricción (23) en al menos una de dichas superficies de conexión (21, 22) ;y conectando firmemente una a otra ambas superficies de conexión (21, 22) mediante medios de pre-tensión (24) , donde una carga permanente en las superficies de conexión (21, 22) es aplicada, caracterizado porque los medios de aumento de fricción (23) comprenden un recubrimiento que comprende un polvo de aumento de fricción (33) que contiene granos de diamante (34) .

2. Método de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los medios de aumento de fricción (23) además comprenden un anillo de ajuste (23) en el que se proporciona el recubrimiento con polvo de aumento de fricción (33) y que se coloca entre las superficies de conexión (21, 22) .

3. Método de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el recubrimiento (31) que comprende un polvo de aumento de fricción (33) es aplicado directamente en al menos una de las superficies de conexión (21, 22) .

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de pretensión (24) comprenden una unión pre-tensionada atornillada que comprende pernos (29) y/o tuercas y/o tachuelas y/o cualquier medio de pre-tensión (24) .

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje principal de baja velocidad (5) es el buje del rotor del aerogenerador (1) .

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la multiplicadora de transmisión (8) del aerogenerador (1) comprende un sistema planetario con un porta-planetas (10) que forma el eje de entrada (9) de la multiplicadora de transmisión (8) .

7. Conexión de un eje principal de baja velocidad (5) de un aerogenerador (1) y un eje de entrada (9) de una multiplicadora de transmisión (8) de dicho aerogenerador (1) que comprende una superficie de conexión (21) en el eje principal de baja velocidad (5) y su correspondiente superficie de conexión (22) en el eje de entrada (9) cuyas superficies de conexión (21, 22) son superficies opuestas, respectivamente en una parte axial más interna del eje principal de baja velocidad (5) y en el eje de entrada (9) en la parte axial hacia el rotor (4) del aerogenerador (1) , que están apretadas juntas mediante medios de pre-tensión (24) , donde una carga permanente es aplicada en las superficies de conexión (21, 22) y donde se proporcionan medios de aumento de fricción (23) entre las superficies de conexión (21, 22) , caracterizado porque los medios de aumento de fricción (23) comprenden un recubrimiento que comprende un polvo de aumento de fricción (33) que contiene granos de diamante (34) .

8. Conexión de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el recubrimiento que contiene el polvo de aumento de fricción (34) es aplicado directamente en una de las superficies de conexión (21, 22) o en un anillo de ajuste (23) que se instala entre las superficies de fricción (21, 22) .

9. Conexión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el eje principal de baja velocidad (5) es el buje del rotor (5) del aerogenerador (1) y el eje de entrada (9) es el porta-planetas (10) de un sistema planetario de la multiplicadora de transmisión (8) del aerogenerador (1) .