Unidad de anillo colector y utilización de la unidad de anillo colector en una instalación de energía eólica.

Unidad de anillo colector para la transmisión de corrientes eléctricas entre un primero y un segundo grupos de componentes (1,

2), en la que los dos grupos de componentes (1, 2) están dispuestos de forma giratoria relativamente entre sí alrededor de un eje (A), en la que

- al primer grupo de componentes (1) comprende al menos una escobilla de anillo colector (1.2), y

- el segundo grupo de componentes (2) presenta al menos un anillo colector (2.2), en el que la al menos una escobilla de anillo colector (1.2) y el al menos un anillo colector (2.2) contactan en un espacio interior (I) de una carcasa (1.1), caracterizada porque la unidad de anillo colector presenta una instalación de transporte de aire (1.5) y un filtro (1.4), en la que a través de la instalación de transporte de aire (1.5) se puede transportar aire ambiental a través del filtro (1.4) para la separación de contaminaciones y el aire filtrado se puede introducir en el espacio interior (I), de manera que se puede generar una presión (pi) en el espacio interior (I) de la carcasa (1.1), que está por encima de la presión (p∞) del aire ambiental.

Unidad de anillo colector y utilización de la unidad de anillo colector en una instalación de energía eólica La invención se refiere a una unidad de anillo colector para la transmisión de corrientes eléctricas entre dos grupos de componentes giratorios relativamente entre sí de acuerdo con la reivindicación 1 así como a la utilización de una unidad de anillo colector en una instalación de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 11.

Las unidades de anillo colector están constituidas normalmente, entre otras cosas, por dos grupos de componentes, a saber, un estator y un rotor. El estator comprende con frecuencia escobillas de anillo colector, en cambio el rotor presenta la mayoría de las veces una secuencia de anillos colectores. En el funcionamiento, entonces las escobillas de anillos colectores tienen contacto deslizante con los lados envolventes de los anillos colectores giratorios. Tales unidades de anillos colectores se emplean en muchos campos técnicos, para transmitir señales eléctricas o potencia eléctrica desde una unidad eléctrica fija estacionaria sobre una unidad eléctrica giratoria.

Por ejemplo, tales unidades de anillo colector se montan en el cubo del rotor o en la góndola de instalaciones de energía eólica, por ejemplo para la transmisión de corrientes eléctricas para los accionamientos para el ajuste de los ángulos de ajuste de las palas del rotor.

En la publicación DE 101 55 221 A1 se conoce una disposición para la prevención de recalentamientos en un espacio de anillo colector, en la que puede afluir aire de refrigeración sin modificaciones estructurales en la cápsula del anillo colector. A tal fin, utilizando una rueda ventilador de un motor se aspira aire a través de la cápsula de anillo colector.

La invención tiene el cometido de crear una unidad de anillo colector, que presenta una fiabilidad o bien una potencia de rodadura muy alta. En particular, las propiedades ventajosas de la unidad de anillo colector se pueden aprovechar cuando se utiliza en una góndola de una instalación de energía eólica.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención a través de las características de las reivindicaciones 1 y 11, respectivamente.

En la unidad de anillo colector para la transmisión de corrientes eléctricas entre un primero y un segundo grupos de componentes, los dos grupos de componentes están dispuestos giratorios relativamente entre sí alrededor de un eje. El primer grupo de componentes, por ejemplo un estator, comprende al menos una escobilla de anillo colector y el segundo grupo de componentes, por ejemplo un rotor, comprende al menos un anillo colector. Las escobillas del anillo colector y el anillo colector contactan entre sí en un espacio interior de una carcasa de la unidad de anillo colector, de manera que el contacto de fricción correspondiente está protegido frente a las influencias del medio ambiente. La unidad de anillo colector presenta, además, una instalación de transporte de aire y un filtro, de manera que a través de la instalación de transporte de aire se puede transportar aire ambiental a través del filtro para la separación de contaminaciones y el aire filtrado puede ser introducido en el espacio interior, de manera que se puede generar una presión en el espacio interior de la carcasa, que está por encima de la presión del aire ambiental.

Como corrientes eléctricas deben entenderse a continuación corrientes, que son necesarias para la transmisión de potencia eléctrica, pero también corrientes, que están configuradas como señales y solamente sirven para la transmisión de informaciones.

Con ventaja, la unidad de anillo colector está configurada de tal manera que entre los grupos de componentes giratorios relativamente entre sí está dispuesto un rodamiento, que presenta un diámetro exterior, en el que la instalación de transporte de aire está dispuesta, al menos parcialmente, dentro del diámetro exterior. La instalación de transporte de aire se encuentra, por lo tanto, al menos parcialmente dentro del espacio cilíndrico imaginario con dicho diámetro exterior. Con frecuencia, el diámetro exterior del rodamiento corresponde al diámetro exterior de un anillo exterior. En particular, la instalación de transporte de aire puede estar dispuesta en el espacio interior de la carcasa. Con ventaja, la unidad de anillo colector está configurada de tal manera que ésta presenta rodamientos distanciados axialmente, estando dispuesta la instalación de transporte de aire, al menos parcialmente, dentro de la distancia axial de los rodamientos.

La unidad de anillo colector puede estar configurada de tal manera que el espacio interior está delimitado por la carcasa del lado del estator y por una pieza de rotor, por ejemplo un árbol, así como por uno o varios rodamientos. Con preferencia, uno de los rodamientos o la pluralidad de rodamientos pueden comprender, respectivamente, una junta de obturación, de manera que se reduce al mínimo el aire que se puede escapar a través del rodamiento.

En otra configuración de la invención, la instalación de transporte de aire puede estar asociada al primer componente y el segundo grupo de componentes puede presentar otro componente. En este caso, la unidad de anillo colector puede estar configurada de tal manera que la instalación de transporte de aire puede ser accionada a través de un acoplamiento mecánico de la instalación de transporte de aire en el componente. Para el acoplamiento mecánico se puede utilizar, por ejemplo, un engranaje, en particular un engranaje de levas o engranaje de

articulación giratoria o bien engranaje de acoplamiento, pero también un disco oscilante. De manera alternativa al acoplamiento mecánico, la invención comprende también unidades de anillo colector, en las que la instalación de transporte de aire puede ser accionada por un accionamiento eléctrico.

En otra configuración de la invención, el componente para el acoplamiento mecánico de la instalación de transporte de aire presenta una superficie activa circundante, que presenta a lo largo de su circunferencia diferentes distancias con respecto al eje. Por lo tanto, con otras palabras, el componente está configurado de tal forma que existen diferentes puntos, que están dispuestos distanciados en la dirección circunferencial sobre la superficie activa, cuyas distancias con respecto al eje son de diferente magnitud.

Además, el componente puede ser giratorio con relación al primer grupo de componentes, en particular alrededor del eje. La unidad de anillo colector puede estar configurada de tal forma que el componente es giratorio con relación al primer grupo de componentes con un número de revoluciones, que es igual al número de revoluciones del al menos un anillo colector. Un componente configurado de esta manera puede estar configurado, por ejemplo, como disco de levas, disco de excéntrica o discos de curvas. Con ventaja, el componente puede presentar un taladro axialmente pasante, de manera que de acuerdo con ello también se puede hablar de un anillo de levas, un anillo de excéntrica o un anillo de discos de levas.

Con ventaja, el anillo colector puede ser contactado a lo largo de una superficie, en particular de una superficie envolvente cilíndrica, a través de la escobilla de anillo colector, de manera que entonces la superficie activa para el acoplamiento mecánico de la instalación de transporte de aire puede estar orientada paralelamente a la superficie. Esta superficie es, en general, una tira circundante sobre la superficie envolvente exterior del anillo colector, de manera que se puede reducir al mínimo la dilatación axial de esta tira a cero. La paralelidad de la superficie activa con respecto a la superficie, a lo largo de la cual la escobilla del anillo colector contacta con el anillo colector, se puede realizar, por ejemplo, de tal manera que las superficies respectivas se encuentran en cada caso sobre un lado de la envolvente cilíndrica, de manera que los ejes de los dos lados de la envolvente cilíndrica están orientados paralelos entre sí. En este caso, los cilindros respectivos pueden presentar diámetros diferentes y/o sus ejes pueden estar desplazados.

En un desarrollo de la invención, la unidad de anillo colector puede estar configurada de tal forma que el segundo grupo de componentes presenta varios anillo colectores, que están yuxtapuestos con distancia axial y el componente está yuxtapuesto en la secuencia de los anillos colectores. De manera correspondiente, la secuencia de los anillos colectores se extiende a lo largo de una longitud axial. La unidad de anillo colector puede estar configurada, además, de tal manera que la instalación de transporte de aire está dispuesta, al menos parcialmente, dentro... [Seguir leyendo]

1. Unidad de anillo colector para la transmisión de corrientes eléctricas entre un primero y un segundo grupos de componentes (1, 2) , en la que los dos grupos de componentes (1, 2) están dispuestos de forma giratoria relativamente entre sí alrededor de un eje (A) , en la que

-al primer grupo de componentes (1) comprende al menos una escobilla de anillo colector (1.2) , y

-el segundo grupo de componentes (2) presenta al menos un anillo colector (2.2) , en el que

la al menos una escobilla de anillo colector (1.2) y el al menos un anillo colector (2.2) contactan en un espacio interior (I) de una carcasa (1.1) , caracterizada porque la unidad de anillo colector presenta una instalación de transporte de aire (1.5) y un filtro (1.4) , en la que a través de la instalación de transporte de aire (1.5) se puede transportar aire ambiental a través del filtro (1.4) para la separación de contaminaciones y el aire filtrado se puede introducir en el espacio interior (I) , de manera que se puede generar una presión (pi) en el espacio interior (I) de la carcasa (1.1) , que está por encima de la presión (p!) del aire ambiental.

2. Unidad de anillo colector de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque entre los grupos de componentes (1, 2) giratorios relativamente entre sí está dispuesto un rodamiento (3) , que presenta un diámetro exterior (Da) , en la que la instalación de transporte de aire (1.5) está dispuesta, al menos parcialmente, dentro del diámetro exterior (Da) .

3. Unidad de anillo colector de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de transporte de aire (1.5) está dispuesta en el espacio interior (I) de la carcasa (1.1) .

4. Unidad de anillo colector de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de transporte de aire (1.5) está asociada al primer grupo de componentes (1) y el segundo grupos de componentes (2) presenta un componente (2.6) , en la que la unidad de anillo colector está configurada de tal forma que la instalación de transporte de aire (1.5) se puede accionar a través de un acoplamiento mecánico de la instalación de transporte de aire (1.5) en el componente (2.6) .

5. Unidad de anillo colector de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el componente (2.6) presenta una superficie activa circundante (W) , que presenta a lo largo de su periferia distancias diferentes (R, r) con respecto al eje (A) .

6. Unidad de anillo colector de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el al menos un anillo colector

(2.2) puede ser contactado a lo largo de una superficie (U) a través de la al menos una escobilla de anillo colector

(1.2) y la superficie activa (W) del componente (2.6) está orientada paralelamente a la superficie (U) .

7. Unidad de anillo colector de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el componente (2.6) presenta una superficie activa circundante (W) y el al menos un anillo colector (2.2) puede ser contactado a lo largo de una superficie (U) a través de la al menos una escobilla de anillo colector (1.2) y la superficie activa (W) del componente (2.6) está orientada paralelamente a la superficie (U) .

8. Unidad de anillo colector de acuerdo con una de las reivindicaciones 4, 5, 6 ó 7, caracterizada porque el segundo grupo de componentes (2) presenta varios anillos colectores (2.2) , que están yuxtapuestos a distancia axial y el componente (2.6) está alineado en la secuencia de los anillos colectores (2.2) .

9. Unidad de anillo colector de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de transporte de aire (1.5) está configurada como bomba de desplazamiento, en particular como compresor de membrana.

10. Unidad de anillo colector de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre los grupos de construcción (1, 2) está dispuesto un rodamiento (3) , que presenta una junta de obturación (3, 4) .

11. Utilización de la unidad de anillo colector de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en una góndola de una instalación de energía eólica, en particular para la transmisión de corrientes para accionamientos eléctricos de una regulación de las palas del rotor.

FIG.1

FIG. 2