Mecanismo de transmisión de potencia distribuida para un generador de energía eólica.

Mecanismo de transmisión de potencia distribuida para un generador de energía eólica,

con

- un engranaje planetario con dentado exterior (101) que puede acoplarse a un cubo del rotor mediante un árbol deaccionamiento,

- al menos 8 árboles del piñón (110,120) dispuestos a pares alrededor del engranaje planetario (101) que en unprimer extremo, respectivamente, presentan un piñón (112, 122) que engrana con el engranaje planetario (101) y enun segundo extremo presentan respectivamente una rueda dentada (111,121) con un diámetro mayor que el piñón(112, 122), donde respectivamente dos árboles del piñón (110, 120) forman un par de árboles del piñón y la ruedadentada (111) de un primer árbol del piñón (110) de un par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en un primerlado del engranaje planetario (101), mientras que la rueda dentada (121) del segundo árbol del piñón (120) del parde árboles del piñón se encuentra dispuesta en el segundo lado del engranaje planetario (101),

- al menos 4 árboles sumadores (130) que se encuentran asociados respectivamente a un par de árboles del piñón,cuyo piñón (132) se encuentra engranado con las dos ruedas dentadas (111, 121) de un par de árboles del piñón(110, 120) asociado,

- una carcasa del mecanismo de transmisión que comprende el engranaje planetario (101) y los árboles del piñón(110, 120), donde dicha carcasa presenta una pluralidad de secciones convexas de la superficie lateral (411-414) ypuede rotar alrededor de un eje del rotor en el interior de una góndola de un generador de energía eólica cuando elsoporte del momento de torsión se encuentra liberado,

- una primera junta de la carcasa que se extiende a través de un primer plano de sección y una segunda junta de lacarcasa que se extiende a través de un segundo plano de sección paralelo al primer plano de sección,

- una tercera junta de la carcasa que se extiende entre la primera y la segunda junta de la carcasa a través de untercer plano de sección diagonal, donde la carcasa del mecanismo de transmisión se encuentra subdividida almenos en cuatro partes de la carcasa (401-404),

- una primera parte externa de la carcasa (401) delimitada por la primera junta de la carcasa, en cuyo desmontajepueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión un primer y un segundo árbol sumador (130a, 130b),así como un segundo árbol del piñón (120) de un primer par de árboles del piñón y un primer árbol del piñón (110)de un segundo par de árboles del piñón.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10009898.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: HULSHOF, FRANS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D11/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.F03D 11/00 Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos por, o con un interés distinto que, los otros grupos de esta subclase. › Transmisión de la potencia, p. ej. utilizando álabes de aspiración huecos.
  • F16H1/22 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16H TRANSMISIONES.F16H 1/00 Transmisiones de engranajes para transmitir un movimiento rotativo (particulares para transmitir un movimiento rotativo con relación de velocidad variable, o para invertir el movimiento rotativo F16H 3/00). › con varios ejes de accionamiento o accionados; con dispositivos para repartir el par entre dos o varios ejes intermedios.
  • F16H57/02 F16H […] › F16H 57/00 Partes constitutivas generales de las transmisiones (de mecanismo husillo-tuerca F16H 25/00; de transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 43/00). › Cajas de engranajes; Montaje de las transmisiones en el interior de aquéllas.

PDF original: ES-2437668_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Mecanismo de transmisión de potencia distribuida para un generador de energía eólica Por la solicitud US 6, 731, 017 se conoce un dispositivo de accionamiento para un generador de energía eólica, en donde un rotor se encuentra acoplado a un engranaje planetario mediante un árbol del rotor, alrededor de cuya circunferencia se encuentra dispuesta una pluralidad de árboles del piñón. Cada uno de estos árboles del piñón, en su primer extremo, comprende un piñón que engrana con el engranaje planetario, mientras que en un segundo extremo se encuentra dispuesta una rueda dentada. Respectivamente, dos árboles del piñón forman un par de árboles del piñón La rueda dentada de un primer árbol del piñón de un par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en un lado del engranaje planetario que se encuentra orientado hacia el rotor. Por el contrario, la rueda dentada del segundo árbol del piñón de un par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en un lado del engranaje planetario que se encuentra distanciado del rotor. Las dos ruedas dentadas de un par de árboles del piñón engranan con piñones en un árbol sumador que se encuentra asociado al par de árboles del piñón. A su vez, cada árbol sumador se encuentra conectado respectivamente a uno de varios generadores del generador de energía eólica.

En la solicitud EP 1 279 867 B1 se describe un mecanismo de transmisión de varias etapas con una distribución interna de la potencia, donde dicho mecanismo comprende una rueda de gran tamaño provista de un dentado externo que se encuentra acoplada a un árbol de salida, así como a un árbol de entrada. La rueda dentada de gran tamaño se encuentra rodeada por varios árboles del piñón, cuyos piñones engranan con la rueda dentada de gran tamaño. Cada uno de los árboles del piñón sostiene una rueda dentada. Dos ruedas dentadas, respectivamente, forman un par de ruedas dentadas y, de forma alternada, se encuentran dispuestas delante y detrás de la rueda dentada de mayor tamaño. Las ruedas dentadas se encuentran provistas de un dentado helicoidal con inclinaciones en diferentes sentidos y se encuentran engranadas con un árbol del piñón común, con doble dentado helicoidal, que se encuentra montado axialmente sin sujeción. La rueda dentada de mayor tamaño se encuentra rodeada en total por ocho árboles del piñón, cuyas ruedas dentadas engranan respectivamente con cuatro árboles del piñón comunes a un par de ruedas dentadas, con doble dentado helicoidal, que se encuentran montados axialmente sin sujeción, formando con éstos una primera etapa de la distribución de potencia. Los cuatro árboles del piñón de la primera etapa de distribución de potencia engranan con cuatro árboles del piñón de una segunda etapa de la distribución de potencia. Los cuatro árboles del piñón de la segunda etapa, a su vez, sostienen cada uno una rueda dentada, donde dos ruedas dentadas forman un par de ruedas dentadas. Las ruedas dentadas de un par de ruedas dentadas engranan respectivamente con dos árboles del piñón que se encuentran montados sin sujeción, comunes a un par de ruedas dentadas.

Por la solicitud EP 1 619 386 B1 se conoce un mecanismo de transmisión de potencia distribuida de varias etapas para un generador de energía eólica de potencia elevada, el cual se diferencia del mecanismo de transmisión descrito en la solicitud EP 1 279 867 B1 en particular en el hecho de que, en lugar de una derivación de la potencia en dos o más árboles de accionamiento paralelos, la derivación de la potencia se efectúa sobre un sólo árbol del lado del generador. Todos los árboles del piñón presentan simplemente un dentado helicoidal y se encuentran montados mediante al menos dos cojinetes estrictamente radiales distanciados y al menos un cojinete estrictamente axial. De este modo, ya para el montaje de los árboles del piñón se requiere una gran cantidad de piezas. Conforme a ello, también es costoso abastecerse de lubricantes para elementos de rodamiento y piezas dentadas, en particular si se utilizan cojinetes de deslizamiento.

Es objeto de la invención crear un mecanismo de transmisión de potencia distribuida para un generador de energía eólica que requiera un montaje y mantenimiento sencillos, en particular para aplicaciones en un parque de energía eólico marino (offshore) .

Conforme a la invención, este objeto se alcanzará a través de un mecanismo de transmisión con las características indicadas en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos ventajosos de la presente invención.

El mecanismo de transmisión de potencia distribuida para un generador de energía eólica conforme a la invención comprende un engranaje planetario con dentado exterior que puede acoplarse a un cubo del rotor mediante un árbol de accionamiento. Alrededor del engranaje planetario se encuentran dispuestos a pares al menos 8 árboles del piñón. Los árboles del piñón, en un primer extremo, respectivamente, presentan un piñón que engrana con el engranaje planetario y, en un segundo extremo, presentan respectivamente una rueda dentada con un diámetro mayor que el piñón. Respectivamente, dos árboles del piñón forman un par de árboles del piñón. La rueda dentada de un primer árbol del piñón de un par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en un primer lado del engranaje planetario, mientras que la rueda dentada del segundo árbol del piñón del par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en el segundo lado del engranaje planetario. Asimismo, se proporcionan al menos 4 árboles sumadores que se encuentran asociados respectivamente a un par de árboles del piñón, cuyo piñón engrana con las dos ruedas dentadas de un par de árboles del piñón asociado.

El mecanismo de transmisión conforme a la invención, además, presenta una carcasa del mecanismo de transmisión que comprende el engranaje planetario y los árboles del piñón. La carcasa del mecanismo de transmisión presenta una pluralidad de secciones convexas de la superficie lateral y puede rotar alrededor de un eje del rotor en el interior de una góndola de un generador de energía eólica cuando el soporte del momento de torsión se encuentra liberado. En principio, la carcasa del mecanismo de transmisión también puede presentar superficies laterales cilíndricas. Asimismo, en la carcasa del mecanismo de transmisión se proporcionan una primera junta de la carcasa que se extiende a través de un primer plano de sección y una segunda junta de la carcasa que se extiende a través de un segundo plano de sección paralelo al primer plano de sección. Entre la primera y la segunda junta de la carcasa se extiende una tercera junta de la carcasa a través de un tercer plano de sección diagonal. La carcasa del mecanismo de transmisión, a través de las juntas de la carcasa, se encuentra subdividida al menos en 4 partes de la carcasa.

Entre las 4 partes de la carcasa se encuentran una primera parte externa de la carcasa delimitada por la primera junta de la carcasa, en cuyo desmontaje pueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión un primer y un segundo árbol sumador, así como un segundo árbol del piñón de un primer par de árboles del piñón. Una segunda parte externa de la carcasa se encuentra delimitada por la segunda junta de la carcasa. Durante el desmontaje de la segunda parte de la carcasa pueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión un tercer y un cuarto árbol sumador, así como un segundo árbol del piñón de un tercer par de árboles del piñón y un primer árbol del piñón de un cuarto par de árboles del piñón. Se proporcionan además una tercera parte de la carcasa, delimitada por la primera y la tercera junta de la carcasa, así como una cuarta parte de la carcasa, delimitada por la segunda y la tercera junta de la carcasa. Al separar estas partes de la carcasa pueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión el engranaje planetario, así como un primer árbol del piñón de un primer par de árboles del piñón y un primer árbol del piñón de un tercer par de árboles del piñón. Gracias a la capacidad de rotación de la carcasa del mecanismo de transmisión dentro de una góndola y la subdivisión de la carcasa del mecanismo de transmisión esencialmente puede accederse de forma sencilla a todas las piezas dentadas del mecanismo de transmisión conforme a la invención.

De acuerdo con un perfeccionamiento preferente de la presente invención, en los árboles sumadores, respectivamente en el segundo lado del engranaje planetario, se encuentra dispuesta una rueda dentada que se encuentra asociada a una segunda etapa del mecanismo de transmisión. De este modo, el primer árbol sumador se encuentra asociado al primer par de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mecanismo de transmisión de potencia distribuida para un generador de energía eólica, con

- un engranaje planetario con dentado exterior (101) que puede acoplarse a un cubo del rotor mediante un árbol de accionamiento,

- al menos 8 árboles del piñón (110, 120) dispuestos a pares alrededor del engranaje planetario (101) que en un primer extremo, respectivamente, presentan un piñón (112, 122) que engrana con el engranaje planetario (101) y en un segundo extremo presentan respectivamente una rueda dentada (111, 121) con un diámetro mayor que el piñón (112, 122) , donde respectivamente dos árboles del piñón (110, 120) forman un par de árboles del piñón y la rueda dentada (111) de un primer árbol del piñón (110) de un par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en un primer lado del engranaje planetario (101) , mientras que la rueda dentada (121) del segundo árbol del piñón (120) del par de árboles del piñón se encuentra dispuesta en el segundo lado del engranaje planetario (101) ,

- al menos 4 árboles sumadores (130) que se encuentran asociados respectivamente a un par de árboles del piñón, cuyo piñón (132) se encuentra engranado con las dos ruedas dentadas (111, 121) de un par de árboles del piñón (110, 120) asociado,

- una carcasa del mecanismo de transmisión que comprende el engranaje planetario (101) y los árboles del piñón (110, 120) , donde dicha carcasa presenta una pluralidad de secciones convexas de la superficie lateral (411-414) y puede rotar alrededor de un eje del rotor en el interior de una góndola de un generador de energía eólica cuando el soporte del momento de torsión se encuentra liberado,

- una primera junta de la carcasa que se extiende a través de un primer plano de sección y una segunda junta de la carcasa que se extiende a través de un segundo plano de sección paralelo al primer plano de sección,

- una tercera junta de la carcasa que se extiende entre la primera y la segunda junta de la carcasa a través de un tercer plano de sección diagonal, donde la carcasa del mecanismo de transmisión se encuentra subdividida al menos en cuatro partes de la carcasa (401-404) ,

- una primera parte externa de la carcasa (401) delimitada por la primera junta de la carcasa, en cuyo desmontaje pueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión un primer y un segundo árbol sumador (130a, 130b) , así como un segundo árbol del piñón (120) de un primer par de árboles del piñón y un primer árbol del piñón (110) de un segundo par de árboles del piñón,

- una segunda parte externa de la carcasa (402) delimitada por la segunda junta de la carcasa, en cuyo desmontaje pueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión un tercer y un cuarto árbol sumador (130c, 130d) , así como un segundo árbol del piñón (120) de un tercer par de árboles del piñón y un primer árbol del piñón (110) de un cuarto par de árboles del piñón,

- una tercera parte de la carcasa (403) delimitada por la primera y la tercera junta de la carcasa, así como una cuarta parte de la carcasa (404) delimitada por la segunda y la tercera junta de la carcasa, en cuya separación pueden extraerse de la carcasa del mecanismo de transmisión el engranaje planetario (101) , así como un primer árbol del piñón (110a) de un primer par de árboles del piñón y un primer árbol del piñón (110c) de un tercer par de árboles del piñón, donde en los árboles sumadores (130) , respectivamente en el segundo lado del engranaje planetario (101) , se encuentra dispuesta una rueda dentada (131) que se encuentra asociada a una segunda etapa del mecanismo de transmisión, y donde el primer árbol sumador (130a) se encuentra asociado al primer par de árboles del piñón, y donde el segundo árbol sumador (130b) se encuentra asociado al segundo par de árboles del piñón, y donde el tercer árbol sumador (130c) se encuentra asociado al tercer par de árboles del piñón, y donde el cuarto árbol sumador (130b) se encuentra asociado al cuarto par de árboles del piñón, y donde las ruedas dentadas (131) de los árboles sumadores (130) engranan respectivamente con un piñón (202) de un árbol del piñón (200) del lado de salida, donde respectivamente dos árboles del piñón (200) del lado de salida forman un par de árboles del piñón del lado de salida, y donde los árboles del piñón (200) del lado de salida presentan respectivamente una rueda dentada (201) , y en donde las ruedas dentadas (201) de un par de árboles del piñón del lado de salida engranan respectivamente con piñones (301) de un árbol de salida (300) ,

caracterizado porque el primer y el segundo árbol sumador (130a, 130b) , así como un primer par de árboles del piñón del lado de salida que se encuentra asociado a éstos, se encuentran cubiertos por una primera tapa de la carcasa (405) , y donde el tercer y el cuarto árbol sumador (130c, 130d) , así como un segundo par de árboles del piñón del lado de salida que se encuentra asociado a éstos, se encuentran cubiertos por una segunda tapa de la carcasa (406) .

2. Mecanismo de transmisión conforme a la reivindicación 1, donde la primera tapa de la carcasa (405) se encuentra acoplada con la primera y la tercera parte de la carcasa (401, 403) , y donde la segunda tapa de la carcasa (406) se encuentra acoplada con la segunda y la cuarta parte de la carcasa (402, 404) .

3. Mecanismo de transmisión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 2, donde en las paredes externas de la

carcasa se proporcionan perforaciones (420) para asientos de cojinete, y donde las perforaciones (420) se encuentran cubiertas desde el exterior respectivamente por una tapa del cojinete.

4. Mecanismo de transmisión conforme a la reivindicación 3, donde esencialmente se puede acceder a todos los cojinetes para los árboles que se encuentran dispuestos dentro de la carcasa del mecanismo de transmisión a través del desmontaje de una respectiva tapa del cojinete.

5. Mecanismo de transmisión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, donde la carcasa del mecanismo de transmisión puede rotar alrededor del eje del rotor dentro de la góndola de un generador de energía eólica mediante un accionamiento auxiliar que actúa sobre un árbol de salida (300) .

6. Mecanismo de transmisión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, donde las ruedas dentadas (111, 121, 201) de los árboles del piñón (110, 120, 200) y el piñón (132) de los árboles sumadores (130) poseen un dentado helicoidal, y donde los árboles sumadores (130) se encuentran montados sólo de forma radial, donde las ruedas dentadas (111, 121, 201) de los árboles del piñón (110, 120, 200) y el piñón (132) de los árboles sumadores (130) , con respecto a su ángulo del dentado helicoidal, se encuentran conformados de manera que fuerzas axiales son compensadas de forma mutua.

7. Mecanismo de transmisión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, donde el engranaje planetario (101) y los 20 piñones (112, 122, 202) de los árboles del piñón (110, 120, 200) presentan un dentado helicoidal doble o angular.

8. Mecanismo de transmisión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 7, donde el árbol de accionamiento que puede acoplarse al cubo del rotor es un árbol del rotor (100) , y donde las ruedas dentadas (111) del primer árbol del piñón (110) se encuentran dispuestas del lado del rotor, y donde las ruedas dentadas (121) del segundo árbol del piñón (120) se encuentran dispuestas del lado del generador.


 

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