Buje de una turbina eólica.

Dispositivo para el ajuste de ejes múltiples de una pluralidad de elementos uno respecto al otro,

en el que los elementos se pueden girar uno contra el otro por medio de cojinetes antifricción de gran diámetro de centro abierto que tienen ejes de rotación orientados de manera diferente, y en el que al menos la pista de una pluralidad de cojinetes antifricción de gran diámetro que tienen ejes de rotación con orientación diferente está formada por el procesamiento o la conformación del cuerpo del buje de una turbina eólica que tiene palas de rotor, ajustable alrededor de la dirección longitudinal de los ejes, que están montados en el buje como una sola pieza con el cuerpo del buje, de manera que al menos una pista de una pluralidad de rodamientos de las palas está diseñado teniendo ejes de rotación orientados de manera diferente en un buje común.

Buje de una turbina eólica

La invención está dirigida a un aparato para el ajuste de ejes múltiples de varios elementos uno respecto al otro, en donde los elementos se pueden girar uno respecto al otro a través de dos o más cojinetes con ejes de giro orientados de manera diferente, y en el que cada cojinete tiene dos piezas giratorias entre sí alrededor de su eje de rotación, en particular sobre un buje de una turbina eólica con las palas del rotor ajustables alrededor de sus ejes longitudinales, que se alojan en el buje por medio de cojinetes de placas.

Los rodamientos modernos de gran diámetro tienen en algunas aplicaciones un diámetro del orden de más de 2 metros - aplicaciones con un diámetro de 5 o incluso 8 metros ya no son una rareza. Un ejemplo de ello son, entre otras cosas, las modernas turbinas eólicas, cuyos molinos de viento se construyen cada vez más grandes, para mejorar el rendimiento. Cuanto mayor sea el diámetro de tales cojinetes, más importante es su rigidez, debido a que deformaciones mínimas de los anillos del rodamiento ya cambian la presión en los rodillos y a continuación, no sólo conducen a un aumento de las pérdidas, sino que también reducen su vida útil alcanzable. Por otro lado, un aumento de la rigidez también origina un aumento del espesor de los anillos y, por supuesto, una masa más grande, por lo tanto también un peso mayor. Puesto que esto no es aceptable en muchas aplicaciones, a veces la estructura adyacente en sí se utiliza para el refuerzo, pero esto tampoco varía sustancialmente mucho, porque entonces el mayor peso se produce en la construcción adyacente, lo que conlleva las mismas desventajas en la mayoría de los casos. Esto aplica especialmente para las plantas de energía eólica, donde están instalados varios cojinetes de gran diámetro, una vez como una barquilla o góndola campamento, otras veces como un cojinete principal o de rotor para la turbina de viento en rotación, y, finalmente, en forma de cojinetes de deslizamiento para el ajuste de las palas de acuerdo con la velocidad de viento.

De las desventajas de la técnica anterior descrita resulta el problema que inicia la invención de desarrollar una disposición genérica, en particular dispositivo de ajuste o buje de una turbina de viento, de tal manera que se garantiza la rigidez de los cojinetes incluso durante las más altas cargas, mientras que al mismo tiempo se debe mantener la masa necesaria tan baja como sea posible.

La solución a este problema se consigue en un dispositivo de ajuste genérico en que cada parte giratoria está formada de al menos dos cojinetes por mecanizado o moldeo de un cuerpo base común, múltiplemente conectado, en particular por mecanizado o moldeo del cuerpo del

buje de una turbina eólica, por lo que se unen estas partes giratorias entre sí, en donde la extensión de un cojinete paralela con respecto al eje de giro es más corta medida a través de todas las pistas entre el cuerpo base y el elemento en cuestión que el radio del cojinete respectivo, mientras que la otra parte giratoria del cojinete está configurada como un anillo continuo doble que tiene una superficie de conexión plana y está separada el elemento relevante y está atornillado mediante taladros de conexión paralelos respecto al eje de giro del cojinete respectivo en la zona de conexión con la superficie de contacto que se apoya en ella del elemento respectivo.

Por la invención se puede conseguir que los elementos ajustables, en particular las palas del rotor de una turbina eólica, se pueden girar una contra otra mediante cojinetes de gran tamaño de centro abierto con ejes de giro orientados de forma diferente y que los elementos, en particular las palas del rotor de una turbina eólica, se pueden girar uno contra otro mediante cojinetes de gran tamaño de centro abierto con ejes de giro orientados de manera diferente, en donde por lo menos dos cojinetes de gran tamaño de centro abierto disponen en cada caso de solo un anillo propio, mientras que sus piezas giratorias con respecto a estos, doblemente conectadas, están formadas por mecanizado o por moldeo de un cuerpo base común y por ello están unidas entre sí, en particular, por mecanizado o moldeo del cuerpo del buje de una turbina eólica. En el buje de una turbina eólica los anillos exteriores de al menos dos cojinetes de deslizamiento se forman integralmente con el cuerpo del buje de manera que al menos una carrera de cada uno de varios cojinetes de desplazamiento está formada con ejes de giro orientados de manera diferente en un cuerpo de buje común.

La invención se aparta en este caso de cojinetes de gran tamaño convencionales con dos anillos concéntricos entre sí, que luego se atornillan a la construcción adyacente respectiva. Incluso este tipo de uniones no representan una conexión completamente rígida, tal como una soldadura y por otra parte requieren en el lado de la construcción adyacente anillos o placas gruesas para generar la rigidez necesaria. En lugar de ello, la invención utiliza el hecho de que en algunos casos una pluralidad de cojinetes adyacentes están presentes, pero que tienen ejes de rotación orientados de manera diferente; "fusionando" en cada caso una pieza rondante de estos cojinetes para formar un cuerpo común, esto se traduce en un miembro tridimensional curvado, en donde dichas convexidades presentan una construcción muy rígida también con miembros finos, es decir, miembros a modo de pared, en particular cuando tienen doble curvatura convexa, tal como la superficie de una esfera, o - dependiendo de la dirección de visión - que tienen doble curvatura cóncava, tal como la superficie interior de una esfera hueca. Debido a que las esferas (huecas) son una estructura topográficamente definida con precisión y por lo tanto difícilmente deformables, es decir extremadamente estables. Esto significa que

mediante la formación de tal miembro, común para ambos o todos los cojinetes de gran tamaño estos mismos se estabilizan mutuamente, es decir, no son necesarias masas adicionales para la estabilización, sino la masa ya existente de los cojinetes de gran tamaño propias aportan en gran parte a la rigidez respectiva, concretamente de forma inmediata, es decir sin la interposición de otros miembros, posiblemente componentes elásticos de acción prolongada, tales como tornillos. En el marco de un buje de una turbina eólica con alas de rotación ajustables alrededor de sus ejes longitudinales, que están montados en el buje por medio de rodamientos de las palas, la idea de la invención se concreta por el hecho de que los anillos exteriores de al menos dos rodamientos de pala se forman integralmente con el cuerpo del buje de modo que al menos un soporte de varios rodamientos de las palas formadas cada una con ejes orientados de manera diferente está configurado sobre un cuerpo de buje común, en el que la extensión de todo el rodamiento de palas paralela al eje de giro del rodamiento de palas medida a través de todas las pistas de este rodamiento de palas es menor que el radio del rodamientos de palas, mientras que como homólogo de estos integrados con los anillos exteriores del cuerpo de buje, respectivamente, se proporciona un anillo interior separado que está separado de la pala del rotor y que está atornillado mediante taladros de fijación anularmente dispuestos paralelos al eje longitudinal de la pala de rotor respectiva a la cara extrema trasera de la pala del rotor respectiva.

Esta construcción se beneficia, en particular, del hecho de que las pistas de rodamiento integradas con el cuerpo del buje siempre están correctamente alineadas en planos debido a su alta resistencia a la torsión, de modo que se garantiza una torsión suave y sin desgaste.

Se ha demostrado como favorable que en cada caso una pista de varios cojinetes de gran tamaño se forma con ejes orientados de manera diferente mediante el mecanizado o el moldeo de un cuerpo de base común, especialmente mediante el mecanizado o el moldeo de un cuerpo del buje común de una turbina eólica. Por tal caso, el cuerpo básico según la invención se combina no sólo con un anillo para un cojinete de gran tamaño, sino incluso las respectivas pistas de rodadura se incorporan directamente en este cuerpo, entre las filas circunferenciales de elementos de rodadura no existen ni huecos ni elementos flexibles, lo que conduce a una rigidez máxima de la estructura global.

Por el cuerpo de base y el cuerpo de buje común está formado hueco o en forma de manguito, en particular de forma correspondiente de una carcasa - dispuesta de perforaciones - de un cuerpo con simetría radial o el cuerpo con simetría de rotación, su masa puede ser minimizada sin que sufra la estabilidad dimensional.

Está dentro del alcance de la invención...

1. Buje (1) de una turbina eólica con palas de rotor ajustables alrededor de sus ejes longitudinales, que son alojadas por medio de rodamientos de las palas en el buje (1), caracterizado porque

a) los anillos exteriores de los rodamientos de pala que tienen ejes de giro orientados de manera diferente, están formados integralmente con el cuerpo del buje (2) de tal manera que al menos una pista respectiva (13) por rodamiento de pala está formada en un cuerpo de buje (2) común, en donde la extensión paralela con respecto al eje de rodamiento de pala del rodamiento de pala completo medida a través de todas las pistas de este rodamiento de pala es más corta que el radio de este rodamiento de pala,

b) mientras que está previsto como componente de rotación correspondiente de estos anillos exteriores integrados con el cuerpo del buje (2), en cada caso, un anillo interior propio que está separado de la hoja de rotor y está atornillado o se puede atornillar con el lado frontal trasero de la pala de rotor correspondiente mediante orificios de fijación dispuestos en una forma de anillo, paralelos con respecto del eje longitudinal de la pala de rotor respectiva.

2. Dispositivo para el ajuste de ejes múltiples de varios elementos uno con relación a otro, en particular en o sobre el buje (1) de una turbina eólica, en el que los elementos, en particular las palas del rotor de una turbina eólica, presentan cada uno ejes de rotación orientados de manera diferente y son giratorias cada uno mediante rodamientos con ejes de rotación correspondientemente orientados, y en el que cada uno de los cojinetes dispone de dos partes giratorias entre sí alrededor de su eje de rotación, caracterizado porque

a) en cada caso una parte giratoria de al menos dos cojinetes se forma por mecanizado o moldeo de un cuerpo base común, múltiplemente conectado, en particular por mecanizado o moldeo del cuerpo del buje (2) de una turbina eólica, por lo que estos elementos giratorios están unidos uno con el otro, en donde la extensión paralela al eje de rotación de un cojinete, medida a lo largo de todas las pistas entre el cuerpo base y el elemento en cuestión es más corta que el radio del respectivo cojinete,

b) mientras que la respectiva otra parte giratoria de los cojinetes está configurada como un anillo continuo doble que tiene una superficie de conexión plana y está

separado del elemento en cuestión y está atornillado mediante aberturas de fijación paralelas con respecto al respectivo cojinete, dispuestas en una forma de anillo en la superficie de conexión con la superficie de contacta adyacente del respectivo elemento.

3. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque al menos una pista respectiva (15) de una pluralidad de cojinetes con ejes de rotación orientados de manera diferente está formada por mecanizado o el moldeo de un cuerpo base común, en particular, por mecanizado o moldeo del cuerpo del buje (2) de una turbina eólica.

4. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuerpo base o cuerpo del buje (2) común se forma en una forma sustancialmente hueca o a modo de manguito, en particular, de acuerdo con una carcasa - dispuesta de perforaciones - de un cuerpo con simetría de rotación o simetría radial.

5. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque ninguna de las palas del rotor o elementos mutuamente ajustables engrana en un rebaje del buje (1) o del cuerpo base común, conectado de forma múltiple.

6. Buje (1) odispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el lado frontal trasero de una pala de rotor o la superficie de contacto de un elemento ajustable se apoya de forma roma en la superficie extrema del anillo (interior) en cuestión y se atornilla con el mismo.

7. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una pista (13) del cuerpo base o cuerpo de buje (2) se incorpora en una zona de superficie cóncava (12) del mismo.

8. Buje (1) o dispositivo de ajuste según la reivindicación 5, caracterizado porque un área (11) que presenta una pista (13) del cuerpo base o cuerpo de buje (2) se forma mediante con un área doblado de forma cóncava en la región del lado interior (12) de un rebaje (10) que atraviesa preferiblemente por completo la cáscara de un cuerpo base o cuerpo de buje (2) hueco o en forma de manguito.

9. Buje (1) o dispositivo el ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el cuerpo base o cuerpo de buje (2) común a parte de la pista

(13) para los elementos de rodamiento (14) de un cojinete en cada caso, en particular,

un cojinete de hoja, de una fila de dientes (38) preferentemente cerrada en sí.

10. Buje (1) o dispositivo de ajuste según la reivindicación 9, caracterizado porque al menos una fila de dientes (38) está desplazada respecto a la pista respectiva (13) de forma paralela al eje de rotación respectivo, preferentemente en la dirección hacia el espacio interior (9) o bien el centro del cuerpo base o del buje (1).

11. Buje (1) o dispositivo de ajuste según las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado porque al menos una fila de dientes (38) está desplazada con respecto a la pista (13) respectiva radialmente al eje de rotación respectivo, preferentemente en la dirección hacia el respectivo eje de rotación.

12. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la fila de dientes (38) está dentada de forma recta.

13. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el cuerpo base o cuerpo de buje (2) común de forma concéntrica respecto con cada pista (13) por cada uno de los cojinetes de pala está previsto adicionalmente un anclaje respectivo o superficie de extremo para al menos una junta, especialmente desplazado hacia afuera con respecto al cuerpo base o cuerpo de buje (2), es decir alejándose del centro.

14. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el cuerpo base o cuerpo de buje (2) concéntricamente con respecto a cada pista (13) para cada uno de los cojinetes de pala está prevista adicionalmente por cada caso uno o más medios de unión para al menos una placa de cubierta (22) o para una placa de extremo, en particular, desplazado con respecto al cuerpo base o cuerpo de buje ( 2 ) hacia el interior, es decir, hacia su centro.

15. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 14, caracterizado porque los medios de fijación están formados como taladros de fijación dispuestos de forma distribuida en forma de anillo alrededor del respectivo eje de rotación.

16. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una pista (15) opuesta a la pista (13) incorporada en el cuerpo base o el cuerpo de buje (2) está incorporada en un anillo ( 16 ), en particular, en un área de superficie convexa del mismo.

17. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en un anillo (16) que presenta una pista (15) de forma concéntrica

con respecto a la pista (15) para los elemento rodantes (14) del cojinete de rodillos respectivo, está prevista además preferiblemente una fila de dientes (32, 37) integral.

18. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 17, caracterizado porque la fila de dientes (32,37) con respecto a la respectiva pista (13) está desplazada radialmente con respecto al eje de rotación respectivo, preferentemente en la dirección al eje de rotación respectivo.

19. Buje (1) odispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado en que el anillo (16) está dispuesto de, unido e integrado, una tapa de cubertura (19) o un placa de cojinete.

20. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado en que en al menos una tapa de cubierta (22) o en al menos una placa de cojinete se proporciona un dispositivo de accionamiento, en particular, un motor de accionamiento (30) fijo y/o se aloja un piñón de accionamiento.

21. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento, en particular, el motor de accionamiento (30) y/o el piñón de accionamiento, está dispuesto concéntricamente al eje de rotación del rodamiento de rodillos respectivo.

22. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 21, caracterizado porque en el espacio anular (33) entre el dentado externo del piñón de accionamiento o una rueda dentada solar (28) acoplada con el motor de accionamiento (30), las placas de cubierta (19,22) o placas de cojinete y el dentado interno (32,38) del anillo giratorio (16) están dispuestas una pluralidad de ruedas planetarias (34).

23. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 22, caracterizado porque las ruedas planetarias (34) se almacenan de forma volante, es decir, sin alma.

24. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 23, caracterizado porque las ruedas planetarias (34) son huecas.

25. Buje (1) o dispositivo de ajuste según una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque las ruedas planetarias (34) con el dentado interior (38,37) peinan en el cuerpo base o cuerpo de buje (2), tanto en el lado interior del anillo (16) como también en el lado interior (12) del rebaje (10).

26. Buje (1) o el dispositivo de ajuste según la reivindicación 25, caracterizado porque el

número de H1, H2 de los dientes del dentado (37,38) difiere ligeramente en el lado

interior del anillo (16) y en el lado interior (12) del rebaje respectivo (10) en el cuerpo base o el cuerpo de buje (2): H1 + H2, H1 « H2.