Sistema de engranajes planetarios.

Un sistema (20) de engranajes planetarios que comprende:

un soporte (24);

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

un perno (50) que acopla el engranaje (28) planetario al soporte (24);

un cojinete (60) dispuesto entre el engranaje (28) planetario y el perno (50), comprendiendo el cojinete (60) una pluralidad de elementos (62) de rodadura, estando cada uno de los elementos (62) de rodadura en contacto con un anillo (70) de rodadura interno y un anillo (72) de rodadura externo; y caracterizado por:

una pluralidad de elementos (80) resilientes dispuestos entre uno de entre el anillo (70) de rodadura interno y el perno (50) o el anillo (72) de rodadura externo y el engranaje (28) planetario, en el que los elementos (80) resilientes tienen un perfil en sección transversal en forma de O en un plano perpendicular al eje (42) central y están dispuestos en una agrupación anular alrededor del eje (42) planetario central, y en el que cada uno de la pluralidad de elementos (80) resilientes está conectado a uno adyacente de manera anular de uno de la pluralidad de elementos (80) resilientes.

Sistema de engranajes planetarios La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas de engranajes planetarios y, más en particular, a características de distribución de cargas mejoradas en sistemas de engranajes planetarios.

La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medio ambiente disponible en la actualidad, y las turbinas eólicas han ganado cada vez más atención en este sentido. Normalmente, una turbina eólica moderna incluye una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola, y una o más palas de rotor. La palas de rotor capturan la energía cinética del viento usando los principios aerodinámicos conocidos. Las palas de rotor transmiten la energía cinética en forma de energía rotatoria con el fin de hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a un sistema de engranajes, o si no se usa un sistema de engranajes, directamente al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que puede distribuirse en una red eléctrica.

La alineación correcta de los dientes de engrane de engranajes adyacentes en un sistema de engranajes, y en particular un sistema de engranajes planetarios, es importante para la correcta distribución de las cargas. Sin embargo, en muchos sistemas de engranajes actuales, diversos factores de diseño y de operación evitan la alineación correcta de los dientes de engrane. Por ejemplo, las tolerancias de fabricación y de diseño para los diversos engranajes, que normalmente tienen perfiles de engranajes de evolvente con dientes de engranajes de evolvente, pueden provocar una desalineación entre los dientes de engrane de los engranajes adyacentes. Además, y en particular para sistemas de engranajes en turbinas eólicas, diversos componentes del sistema de engranajes, tales como el soporte, experimentan una torsión y/o flexión durante la operación. Esta torsión y flexión se provocan normalmente por la carga de un eje de entrada del sistema de engranajes y la torsión y la flexión del mismo. La torsión y la flexión pueden provocan una desalineación adicional entre los dientes de engrane de los engranajes adyacentes en el sistema de engranajes.

Diversos sistemas de engranajes planetarios convencionales se conocen, por ejemplo, a partir del documento JP 2005 180636, que desvela un sistema de engranajes planetarios de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, el documento JP 2 253031 y el documento DE 12 40 712.

Las desalineaciones entre engranajes adyacentes en un sistema de engranajes pueden tener potencialmente resultados catastróficos para el sistema de engranajes y, en el entorno de las turbinas eólicas, para la propia turbina eólica. Por ejemplo, las desalineaciones pueden hacer que las cargas experimentadas por diversos engranajes en el sistema de engranajes aumenten en dos o más veces los límites de carga diseñados. Por lo tanto, los engranajes que experimentan este aumento de la carga pueden llegar a dañarse o fallar durante la operación del sistema de engranajes, dando potencialmente como resultado un fallo del sistema de engranajes.

Por lo tanto, sería deseable en la técnica un sistema de engranajes mejorado, tal como un sistema de engranajes planetarios mejorado. Por ejemplo, sería ventajoso un sistema de engranajes con características de distribución de cargas mejoradas.

Diversos aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o podrían aclararse a partir de la descripción, o podrían aprenderse a través de la práctica de la invención.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención se definen por las reivindicaciones adjuntas.

Diversas características, aspectos y ventajas de la presente invención llegarán a comprenderse mejor con referencia a la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de la presente memoria descriptiva, ilustran las realizaciones 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 una turbina eólica de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

La Figura 2 es una vista en perspectiva despiezada de un sistema de engranajes planetarios de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un engranaje planetario que tiene unos elementos resilientes dispuestos en el mismo de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

La Figura 4 es una vista en perspectiva de un engranaje planetario que tiene unos elementos resilientes dispuestos en el mismo de acuerdo con otra realización de la presente divulgación; y La Figura 5 es una vista en perspectiva de un engranaje planetario que tiene unos elementos resilientes dispuestos en el mismo de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones, uno o más ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la materia que pueden hacerse diversas modificaciones y variaciones en la

presente invención sin alejarse del ámbito de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización pueden usarse con otra realización para producir aún más realizaciones. Por lo tanto, se pretende que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones que entran en el alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

La Figura 1 ilustra una turbina 10 eólica de construcción convencional. La turbina 10 eólica incluye una torre 12 con una góndola 14 montada en la misma. Una pluralidad de palas 16 de rotor están montadas en un buje 18 de rotor que, a su vez, está conectado a una brida principal que hace girar un eje de rotor principal, como se trata a continuación. Los componentes de generación y de control de energía de turbina eólica están alojados dentro de la góndola 14. La vista de la Figura 1 se proporciona con fines ilustrativos solo para colocar la presente invención en un campo de uso ejemplar. Debe apreciarse que la invención no se limita a ningún tipo específico de configuración de turbina eólica.

La Figura 2 ilustra una realización de un sistema 20 de engranajes planetarios de acuerdo con la presente divulgación. El sistema 20 puede, por ejemplo, alojarse en la góndola 14. Un eje 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 una turbina 10 eólica, el sistema 20 puede proporcionar una carga de salida a un generador (no mostrado) , como se conoce, en general, en la técnica. Por lo tanto, durante la operación, la carga de entrada a una velocidad rotatoria de entrada se transmite a través del sistema 20 de engranajes planetarios y se proporciona como carga de salida a una velocidad rotatoria de salida al generador.

Durante la operación, el eje de entrada puede someterse a una diversidad de cargas. Por ejemplo, el eje de entrada puede experimentar cargas de flexión durante la operación. El sistema 20 de engranajes planetarios de la presente divulgación, como se trata a continuación, incluye de manera ventajosa características de distribución de cargas mejoradas. Estas características de distribución de cargas pueden reducir o evitar que los diversos componentes del sistema de engranajes planetarios experimenten un aumento de la carga debido a la desalineación provocada por la transmisión de las cargas de flexión u otras cargas a los mismos. Además, estas características de distribución de cargas pueden reducir o evitar que los diversos componentes del sistema de engranajes planetarios experimenten un aumento de la carga debido a la desalineación provocada por las tolerancias de fabricación y de diseño. Al reducir o evitar tal aumento de la carga de los diversos componentes del sistema 20, tales como los diversos engranajes, las características de distribución de cargas mejoradas pueden aumentar la vida útil del sistema 20 y, en algunas realizaciones, de una turbina 10 eólica en la que se incorpora el sistema 20.

En las realizaciones ejemplares, el sistema 20 de engranajes planetarios es un sistema 20 de engranajes planetarios de una sola etapa. Por lo tanto, la velocidad rotatoria de entrada puede convertirse en la velocidad rotatoria de salida a través de una sola etapa de diversos engranajes de acoplamiento, como se trata a continuación. Sin embargo, como alternativa, el sistema 20... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (20) de engranajes planetarios que comprende:

un soporte (24) ; un engranaje (28) planetario que define un eje (42) planetario central; un perno (50) que acopla el engranaje (28) planetario al soporte (24) ; un cojinete (60) dispuesto entre el engranaje (28) planetario y el perno (50) , comprendiendo el cojinete (60) una pluralidad de elementos (62) de rodadura, estando cada uno de los elementos (62) de rodadura en contacto con un anillo (70) de rodadura interno y un anillo (72) de rodadura externo; y caracterizado por:

una pluralidad de elementos (80) resilientes dispuestos entre uno de entre el anillo (70) de rodadura interno y el perno (50) o el anillo (72) de rodadura externo y el engranaje (28) planetario, en el que los elementos (80) resilientes tienen un perfil en sección transversal en forma de O en un plano perpendicular al eje (42) central y están dispuestos en una agrupación anular alrededor del eje (42) planetario central, y en el que cada uno de la pluralidad de elementos (80) resilientes está conectado a uno adyacente de manera anular de uno de la pluralidad de elementos (80) resilientes.

2. El sistema (20) de engranajes planetarios de la reivindicación 1, en el que los elementos (80) resilientes son resortes.

3. El sistema (20) de engranajes planetarios de cualquier reivindicación anterior, en el que los elementos (80) resilientes están dispuestos entre el anillo (70) de rodadura interno y el perno (50) .

4. El sistema (20) de engranajes planetarios de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los elementos (80) resilientes están dispuestos entre el anillo (72) de rodadura externo y el engranaje (28) planetario.

5. El sistema (20) de engranajes planetarios de la reivindicación 3, en el que el anillo (72) de rodadura externo es integral con el engranaje (28) planetario.

6. El sistema (20) de engranajes planetarios de la reivindicación 4, en el que el anillo (70) de rodadura interno es integral con el perno (50) .

7. El sistema (20) de engranajes planetarios de cualquier reivindicación anterior, en el que los elementos (80) resilientes están formados a partir de un metal o una aleación metálica.

8. El sistema (20) de engranajes planetarios de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los elementos (80) resilientes están formados a partir de un polímero.

9. Una turbina (10) eólica, que comprende:

una torre (12) ; una góndola (14) montada en la torre (12) ; y un sistema (20) de engranajes planetarios como se define en cualquier reivindicación anterior alojado en la góndola (14) .