Retén para rodamiento de aerogenerador.

Retén para rodamientos de pala o de rodillos de aerogeneradores que está caracterizado por ser un elemento que combina la retención radial,

más conocida en el estado de la técnica, con la retención axial, novedosa y lograda con una viga (12) característica en combinación con unos labios axiales.

El citado retén se aplica en el hueco (4) que se forma entre los anillos (2, 3) de un rodamiento de bolas o de rodillos de gran tamaño y que está sujeto a fuertes desplazamientos y desgaste por fricción. Se ancla con una tapa (9) en contacto con el cuerpo del retén y con un elemento de fijación (8) atornillado al anillo exterior (3). Tiene dos labios radiales (10, 11) en forma de V en contacto con el anillo interior (2). Desde la bisectriz de los citados labios (10, 11) se extiende un sistema de guiado con una viga (12) que bien se combina con unas protuberancias propias (15, 16) en su superficie o bien con un agujero (20) en el centro y un estrechamiento, y que finaliza en una punta en flecha con al menos dos labios con precarga axial (13, 14), que pueden ser varios labios (17, 18, 19). La parte final de la viga (12) y la punta en flecha se introducen en una ranura rectangular (7) practicada en el anillo interior (2).

Retén para rodamiento de aerogenerador.

Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de los grandes rodamientos utilizados en la industria eólica, y más en concreto, en los dispositivos de retención utilizados para 5 evitar la pérdida de las sustancias lubricantes existentes en el interior de rodamientos de bolas o de rodillos.

Antecedentes de la invención En la actualidad, los rodamientos de los aerogeneradores, palas y rotor principalmente, van aumentando de tamaño en proporción al aumento de potencia. Si hace unos años se 10 comercializaban aerogeneradores cuya potencia se medía en Kilo-vatios, ahora se comercializan aerogeneradores cuya potencia alcanza varios Mega-vatios. El importante desarrollo sufrido en los aerogeneradores offshore también ha potenciado este aumento de tamaño.

Los nuevos rodamientos necesitan de nuevos diseños en el ámbito de la retención del 15 lubricante contenido en su interior y en los refuerzos que les permitan trabajar con mayores desplazamientos axiales y radiales.

Así, en el estado de la técnica se conocen distintas soluciones de retenes o sellos que atienden a distintas necesidades y presentan distintas soluciones.

La patente DE 10309383 muestra un retén dispuesto entre dos anillos. La fijación del 20 sellante por la parte izquierda solamente utiliza un apoyo base y la introducción de un material que no se corroe en el interior del propio cuerpo del sellante. La fijación del sellante por la parte derecha, en el anillo interno tiene dos labios principales: uno totalmente adherido a la pared del anillo y otro con forma de gancho que está en contacto con las dos paredes de los anillos. Por su parte la fijación dentro de la ranura se realiza mediante un 25 taco con resaltes, algo muy utilizado y conocido en la actualidad. La solución que muestra este diseño está basada en un material que no se corroe, preferentemente metálico, sobre el que se soporta el retén sellante. De especial aplicación a la tecnología offshore.

La patente DE 102005041720 muestra un retén compuesto por dos partes. Un primer sellante (11) de material elástico, fijo a uno de los anillos y que tiene al menos un labio 30 sellante. Otra segunda parte sellante (12) fijado al otro anillo y que añade un cinturón de un material diferente que se extiende por el interior del labio del primer sellante (11) . La finalidad de este cinturón de metal es resistir mejor el desgaste sufrido por el retén en condiciones de ambientes salinos y para soportar los esfuerzos debidos a los grandes tamaños de los actuales rodamientos. 35

La patente DE 2020080173339 (WO 2009143972) muestra un sellante compuesto de material elastómero y con dos regiones diferenciadas el anillo externo y el anillo interno. El material sellante tiene en su interior un elemento tipo muelle formado por una tira de metal, es un refuerzo de metal que se dispone en la parte superficial externa con la finalidad de rigidizar esta zona. El elemento metálico de refuerzo se dispone tanto en la parte superior 40 del retén como en la parte inferior del mismo, reforzando siempre uno de los labios que se encuentran en contacto con el anillo interno.

La patente US 20140161619 muestra un retén anclado en el anillo externo y la otra punta, la correspondiente al anillo interno, tiene dos labios circulares introducidos en un canal estrecho. El canal es recto (este mismo solicitante tiene otras patentes con el canal 45 inclinado) y cada labio está en contacto con una pared del canal, uno presionando sobre la parte superior y otro presionando sobre la parte inferior. Además de estos labios circulares existe otro labio superior a estos dos que presiona sobre el anillo interno. Por último, entre los labios circulares y la redondeada parte central hay un acusado estrechamiento. Con este peculiar diseño se logra evitar las pérdidas de lubricante fuera de los labios que presionan con los anillos. 5

La patente US 20110103728 muestra un sellante dispuesto entre dos anillos: A) en la parte izquierda sobre un soporte base en forma de saliente con una protuberancia en un lado y lengüetas o arrugas en el otro lado. Esta base enclava el cuerpo general del retén. B) en la parte derecha tiene otro saliente en forma de C con un doble labio orientado hacia el fondo de la acanaladura. Las puntas de ambos labios están finalizadas en zonas semiesféricas 10 regruesadas. La unión entre la zona A y B se realiza en una parte con un gran estrechamiento. Un diseño que busca reducir los puntos de contacto del retén pasando de los tradicionales 8 puntos a únicamente dos.

Pero estas patentes no resuelven problemas relacionados con las fuerzas radiales y axiales que se originan en estos nuevos retenes debido a su gran tamaño. Las nuevas condiciones 15 a las que se enfrentan estos nuevos rodamientos afectan considerablemente al funcionamiento del sistema de retenes ya que deben absorber mayores desplazamientos asegurando la estanqueidad entre los anillos del rodamiento. A todo ello hay que añadir que los fabricantes de máquinas exigen cada vez más tiempo de vida útil del retén, es decir, menor desgaste y menores deformaciones permanentes. 20

Descripción de la invención La invención se refiere a un sistema de retención para los rodamientos de gran tamaño de los aerogeneradores, que toma en cuenta lo que sucede con los desplazamientos de estos grandes retenes ya que:

- Al tener cada vez mayores desplazamientos radiales, tanto de separación como de 25 compresión entre los anillos, necesitan cada vez más precarga en los labios que hacen contacto. Ello hace que el par de fricción suba mucho, que el desgaste del retén sea mayor, que el montaje del retén sea más difícil, etc.

- Al tener cada vez mayores desplazamientos axiales, los labios tocan el resalte de guiado y eso hace que suba el par de fricción y sobre todo que haya una reacción que haga perder el 30 contacto del labio con la pared y por lo tanto su estanqueidad.

Las características básicas de un retén radial son las siguientes:

a) Tener al menos dos labios, uno de ellos actúa como guardapolvos y el otro es el principal o encargado de la estanqueidad. Estos labios se aplican sobre el anillo móvil o sobre el anillo estacionario (dependiendo en que parte del rodamiento esté dispuesto el retén tal y 35 como se muestra en la figura 1) que tiene un resalte ondulado que constituye el elemento de guiado para los citados labios.

b) Mantener la estanqueidad soportando las presiones del lubricante líquido (preferentemente grasa) , los desplazamientos y la deformación estructural.

c) Mantener un par de fricción, tanto estática como dinámica, lo más bajo posible. 40

d) Mantener un desgaste y envejecimiento compatible con la duración de diseño.

e) Ser montable/sustituible en máquina ya que debido al difícil acceso a la zona, la facilidad del cambio es un factor importante.

Así que con las exigencias por los desplazamientos axiales y radiales y partiendo de estas características básicas ya conocidas en el estado de la técnica, se desarrolla un nuevo retén 45

que solvente los problemas anteriormente mencionados y ofrezca unas mejoras constructivas. Esto se logra con un retén que pasa de ser puramente radial a ser un retén axial y radial con las siguientes características:

Es un sistema mixto, mantiene los dos labios radiales conocidos en el estado de la técnica y le añade una extremidad axial que trabajan en el interior de una ranura. 5

Los dos labios, el superior o guardapolvo y el inferior o responsable de la estanqueidad, se extienden radialmente hacia el anillo móvil en el que se encuentra fijada la nueva viga central y los labios axiales. Esta forma de guiar los labios radiales hace que el conjunto se vea menos afectado por las grandes deformaciones radiales y axiales existentes. Además el comportamiento de guiado es mecánicamente más eficiente puesto que se ha optimizado a 10 través de simulación FEM y finalmente se ha logrado un sistema de guiado con viga que es más robusto frente a errores de desalineamiento comparado con los sistemas anteriores sin viga, ni labios con precarga axial.

También hay una importante reducción del material y abaratamiento del rodamiento, al ser innecesario el resalte que antaño se extendía periféricamente al anillo, que quedaba 15 dispuesto entre los labios radiales y que ahora se sustituye por una ranura.

La nueva viga, consigue un guiado-centrado óptimo bajo presión y bajo deformaciones, y los labios ofrecen una mayor resistencia frente a desplazamientos radiales, limitando la flexión bajo carga.

En una primera realización práctica se presenta una viga con protuberancias,...

1- Reten para rodamiento de aerogenerador que se dispone entre un anillo exterior (3) y un anillo interior (2) y que debido al gran tamaño de los rodamientos producen fuertes desplazamientos radiales y axiales entre los anillos, y que es del tipo de los que están formados por un cuerpo central que finaliza en dos labios radiales (10, 11) que se aplican 5 sobre el anillo interior (2) o exterior (según su disposición) , caracterizado por que la parte lateral (3â?) del cuerpo principal (4â?) se ancla con una tapa (9) y un elemento de fijación (8) atornillado al anillo exterior (3) , siendo desde este cuerpo principal (4â?) desde donde se extienden los labios radiales (10, 11) en forma de V que tienen desde su bisectriz un sistema de guiado con una viga (12) que finaliza en una punta con al menos dos labios con precarga 10 axial, introduciéndose la parte final de la viga (12) y la punta con al menos dos labios axiales en una ranura rectangular (7) practicada en el anillo interior (2) .

2. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación primera, caracterizado por que los labios con precarga axial son: un labio superior (13) y al menos un labio inferior (14) cuya unión forman una punta de flecha, que junto con el labio radial inferior 15 (11) confieren estanqueidad al conjunto.

3. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación segunda, caracterizado por que los labios con precarga axial que forman una punta de flecha están constituidos por un labio superior (17) y dos labios inferiores (18, 19) que logran una estanqueidad laberíntica. 20

4. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación primera, caracterizado por que la viga (12) es de cuerpo uniforme y tiene un regruesamiento superior (15) e inferior (16) que puede tener cualquier tipo de forma redondeada, ovalada, cuadrada o rectangular.

5. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación primera, 25 caracterizado por que la viga (12) se estrecha hacia la punta a partir de los labios radiales (10, 11) en forma de V y tiene un agujero (20) en la confluencia entre el comienzo de la viga (12) y los citados labios (10, 11) .

6. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación primera, caracterizado por que las dimensiones en longitud de los labios radiales (10, 11) y de los 30 labios axiales (13, 14) son diferentes o no son simétricas, acumulando mayor aportación de material el labio inferior (11) en el cuerpo del labio y en su base o zona de unión con la viga (12) .

7. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación primera, caracterizado por que la tapa (9) , en su forma longitudinal, es segmentada y cubre por 35 completo el diámetro que se forma entre los anillos (2, 3) , con los segmentos de tapa (9) y los elementos de fijación (8) que sean necesarios.

8. Reten para rodamiento de aerogenerador según la reivindicación primera, caracterizado por que está formado por una combinación de elementos radiales y axiales cuyo material es preferentemente caucho. 40