Husillo para sistema de engranaje planetario.

Un sistema de engranaje planetario (20) que comprende:

un engranaje planetario (28) que define un eje planetario central (42);

un soporte (24) dispuesto adyacente al engranaje planetario (28); y

un husillo (50) que se extiende desde el soporte (24) a través del engranaje planetario (28) generalmente a lo largo del eje planetario central (42), comprendiendo el husillo (50) un primer extremo (52), un segundo extremo (54) y una superficie externa (56) que se extiende entre los mismos, caracterizado porque el husillo (50) comprende, además, una pluralidad de agujeros perforados (2) posicionados en disposición anular alrededor del eje planetario central (42), extendiéndose cada uno de la pluralidad de agujeros erforados (62) de la superficie externa (56) generalmente a lo largo del eje planetario central (42) y al menos en parte a través del husillo (50);

permitiendo dichos agujeros perforados que el husillo (50) sea elástico y que flexione cuando sea necesario para mantener una alineación adecuada del engranaje planetario durante la operación del sistema.

Husillo para sistema de engranaje planetario La presente divulgación se refiere en general a sistemas de engranaje planetario, y más en particular a husillos elásticos que acoplan engranajes planetarios a soportes en sistemas de engranajes planetarios.

La energía eólica es considerada como una de las fuentes de energía más limpia y ecológica actualmente disponible, y en este sentido los aerogeneradores han conseguido mayor atención. Un aerogenerador moderno incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola, y una o más palas de rotor. Las palas de rotor capturan energía cinética del viento usando principios aerodinámicos conocidos. Las palas de rotor transmiten la energía cinética en forma de energía de rotación para de este modo hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a un sistema de engranaje, o si no se usa un sistema de engranaje, directamente al generador. El generador convierte entonces la energía mecánica en energía eléctrica que puede utilizarse en una red de suministro.

La alineación apropiada de los dientes de engrane de engranajes adyacentes en un sistema de engranaje, y en particular un sistema de engranaje planetario, es importante para la distribución apropiada de cargas. Sin embargo, en muchos sistemas de engranaje actuales, varios factores de diseño y de funcionamiento evitan la alineación apropiada de los dientes de engrane. Por ejemplo, las tolerancias de fabricación y de diseño para los diversos engranajes, que tienen típicamente perfiles de engranaje evolvente, pueden causar desalineación entre los dientes de engrane de los engranajes adyacentes. Además, y en particular para los sistemas de engranaje en aerogeneradores, varios componentes del sistema de engranaje tal como el soporte experimentan torsión y/o flexión durante la operación. Esta torsión y flexión son causadas típicamente por la carga de un árbol de entrada del sistema de engranaje y la torsión y flexión del mismo. La torsión y flexión pueden causar desalineación adicional entre los dientes de engrane de los engranajes adyacentes en el sistema de engranaje.

Las desalineaciones entre los engranajes adyacentes en un sistema de engranaje pueden tener resultados potencialmente catastróficos para el sistema de engranaje, en la configuración del aerogenerador, para el propio aerogenerador. Por ejemplo, las desalineaciones pueden hacer que las cargas experimentadas por varios engranajes en el sistema de engranaje, aumenten en dos o más veces los límites de carga designados. De este modo, los engranajes que experimentan esta mayor carga pueden dañarse o fallar durante la operación del sistema de engranaje, dando potencialmente como resultado un fallo del sistema de engranaje.

El documento US 5.102.379 divulga un sistema de engranaje planetario según el preámbulo de la reivindicación 1.

De este modo, se desearía en la técnica un sistema de engranaje mejorado, tal como un sistema de engranaje planetario mejorado. Por ejemplo, sería ventajoso un sistema de engranaje con características mejoradas de distribución de carga.

Varios aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden resultar evidentes a partir de la descripción, o pueden aprenderse a través de la puesta en práctica de la invención.

Según la invención, el sistema de engranaje planetario incluye un engranaje planetario que define un eje planetario central, un soporte dispuesto adyacente al engranaje planetario, y un husillo que se extiende desde el soporte a través del engranaje planetario generalmente a lo largo del eje planetario central. El husillo incluye un primer extremo, un segundo extremo, y una superficie exterior que se extiende entre los mismos. El husillo, comprende, además, agujeros perforados que se extienden desde la superficie exterior generalmente a lo largo del eje planetario central y al menos parcialmente a través del husillo.

Varias características, aspecto y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas. Los dibujos anexos, que se incorporan y constituyen parte integrante de esta memoria, ilustran realizaciones de la invención, y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención: En los dibujos;

La figura 1 es una vista en perspectiva de un aerogenerador según la presente divulgación;

La figura 2 es una vista en perspectiva de despiece ordenado de un sistema de engranaje planetario según una realización de la presente divulgación;

La figura 3 es una vista en sección transversal de un sistema de engranaje planetario con un husillo según una realización de la presente divulgación;

La figura 4 es una vista en perspectiva en sección transversal de un husillo según otra realización de la presente divulgación; La figura 5 es una vista en perspectiva en sección transversal de un husillo según una realización adicional de la presente divulgación que no se reivindica; y La figura 6 es una vista en perspectiva en sección transversal de un husillo según una realización adicional más de la presente divulgación.

Ahora se hará referencia en detalle a realizaciones de la invención, de las cuales se ilustran uno o más ejemplo en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo explicativo de la invención y no limitativo de la invención. De hecho, será evidente para el experto en la técnica que se pueden realizar varias modificaciones y variaciones en la presente invención sin salirse del ámbito de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización se pueden usar con otra realización para conseguir otra realización más. De este modo, se pretende que la presente invención cubra tales modificaciones y variaciones como se inscribe en el alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes.

La figura 1 ilustra un aerogenerador 10 de construcción convencional. El aerogenerador 10 incluye una torre 12 con una góndola 14 montada en la misma. Una pluralidad de palas de rotor 16 están montadas en un cubo de rotor 18, que están, a su vez, conectadas a un reborde principal que hace girar un árbol principal de rotor, como se menciona más adelante. Los componentes de generación de energía de aerogenerador y de control están alojados dentro de la góndola 14. Se proporciona la vista de la figura 1 con fines ilustrativos solo para disponer la presente invención en un campo de uso ejemplar. Cabe apreciar que la invención no se limita a ningún tipo particular de configuración de aerogenerador.

La figura 2 ilustra una realización de un sistema de engranaje planetario 20 según la presente divulgación. Un árbol de entrada (no mostrado) puede proporcionar una carga de entrada al sistema 20. En las realizaciones en las que el sistema 20 está incluido en un aerogenerador 10, el sistema 20 puede proporcionar una carga de salida a un generador (no mostrado) , como es generalmente conocido en la técnica, de este modo, durante la operación, la carga de entrada a una velocidad de rotación de entrada se transmite a través del sistema de engranaje planetario 20 y se proporciona como carga de salida a una velocidad de rotación de salida al generador.

Durante la operación, el árbol de entrada puede ser sometido a una variedad de cargas. Por ejemplo, el árbol de entrada puede experimentar cargas de flexión durante la operación. El sistema de engranaje planetario 20 de la presente divulgación, como se menciona más adelante, incluye ventajosamente características mejoradas de distribución de cargas. Estas características de distribución de cargas pueden reducir o evitar que los diversos componentes del sistema de engranaje planetario experimenten mayores cargas debidas a una desalineación causada por la transmisión de las cargas de flexión u otras cargas a los mismos. Además, las características de distribución de cargas pueden reducir o evitar que los diversos componentes del sistema de engranaje planetario experimenten mayores cargas debidas a la desalineación causada por las tolerancias de fabricación y diseño. Reduciendo o evitando tales mayores cargas de los diversos componentes del sistema 20, tal como los diversos engranajes, las características mejoradas de distribución de cargas pueden aumentar la vida útil del sistema 20 y, en algunas realizaciones, un aerogenerador 10 en el que se incorpora el sistema 20.

En realizaciones ejemplares, el sistema de engranaje planetario 20 es un sistema de engranaje planetario 20 de una sola etapa. De este modo, la velocidad de rotación de entrada puede convertirse en la velocidad de rotación de salida a través de una sola etapa de... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de engranaje planetario (20) que comprende:

un engranaje planetario (28) que define un eje planetario central (42) ; un soporte (24) dispuesto adyacente al engranaje planetario (28) ; y un husillo (50) que se extiende desde el soporte (24) a través del engranaje planetario (28) generalmente a lo largo del eje planetario central (42) , comprendiendo el husillo (50) un primer extremo (52) , un segundo extremo (54) y una superficie externa (56) que se extiende entre los mismos, caracterizado porque el husillo (50) comprende, además, una pluralidad de agujeros perforados (2) posicionados en disposición anular alrededor del eje planetario central (42) , extendiéndose cada uno de la pluralidad de agujeros perforados (62) de la superficie externa (56) generalmente a lo largo del eje planetario central (42) y al menos en parte a través del husillo (50) ; permitiendo dichos agujeros perforados que el husillo (50) sea elástico y que flexione cuando sea necesario para mantener una alineación adecuada del engranaje planetario durante la operación del sistema.

2. El sistema de engranaje planetario (20) de la reivindicación 1, en el que cada uno de la pluralidad de agujeros perforados (62) se extiende en paralelo al eje planetario central (42) .

3. El sistema de engranaje planetario (20) de la reivindicación 1, en el que cada uno de la pluralidad de agujeros perforados (62) se extiende hacia el interior hacia el eje planetario central (42) .

4. El sistema de engranaje planetario (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el primer extremo (52) está montado fijamente en el soporte (24) .

5. El sistema de engranaje planetario (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende, además, un cojinete (80) , comprendiendo el cojinete (80) una pluralidad de elementos rodantes (82) .

6. El sistema de engranaje planetario (20) de la reivindicación 5, en el que la superficie externa (56) define una pista interior (84) en contacto con la pluralidad de elementos rodantes (82) .

7. El sistema de engranaje planetario (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el husillo (50) comprende, además, un paso central (68) que se extiende desde el segundo extremo (54) generalmente a lo largo del eje planetario central (42) y al menos en parte a través del husillo (50) .

8. El sistema de engranaje planetario (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el primer extremo

(52) está soportado y el segundo extremo (54) no está soportado.

9. El sistema de engranaje planetario (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la superficie exterior (56) comprende una primera porción (70) que se extiende desde el primer extremo (52) y una segunda porción (72) que se extiende entre la primera porción (70) y el segundo extremo (54) , teniendo la segunda porción

(72) un diámetro mayor que el diámetro de la primera porción (70) , comprendiendo, además, la superficie exterior

(56) una pared anular (74) entre la primera porción (70) y la segunda porción (72) .

10. El sistema de engranaje planetario (20) de la reivindicación 9, en el que cada uno de la pluralidad de agujeros perforados (62) se extiende desde la pared (74) generalmente a lo largo del eje planetario central (42) y al menos en parte a través del husillo (50) .

11. El sistema de engranaje planetario (20) de la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el que la superficie exterior (56) comprende, además, una tercera porción (76) que se extiende entre la segunda porción (72) y el segundo extremo (54) y una pared anular (78) entre la segunda porción (72) y la tercera porción (76) .