BR112020010400B1 - transmissão planetária para uma turbina eólica, trem de força para uma turbina eólica, e, turbina eólica - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a uma transmissão planetária (10) que compreende uma armação de coroa (16) e uma coroa (18) para receber pelo menos uma engrenagem planetária (50). A armação de coroa (16) pode ser conectada a um componente de alojamento (20) na face de extremidade, e uma pluralidade de rebaixos (24) para receber meios de fixação (40, 42) é formada na face de extremidade (30) da armação de coroa (16). De acordo com a invenção, um elemento oco (42) no qual é recebido um parafuso (40) é recebido em pelo menos um dos rebaixos (24). A invenção também se refere a um trem de força (60) para uma turbina eólica (70) que é equipada com uma transmissão planetária correspondente (10) e a uma turbina eólica correspondente (70).

Description

[001] A invenção refere-se a uma transmissão planetária, na qual uma coroa é conectada a um componente de alojamento. A invenção refere-se igualmente a um trem de força de uma turbina eólica, que é equipado com uma transmissão planetária correspondente. A invenção também se refere a uma turbina eólica que tem um trem de força desse tipo.

[002] Um sistema de acionamento de uma turbina eólica, que compreende uma transmissão planetária, é conhecido da EP 2 541 096 A1. A transmissão planetária compreende uma coroa, que é acomodada em uma seção de alojamento em formato de camisa e é conectada a uma seção de alojamento externa axial. Para esse fim, a coroa é aparafusada em sua face de extremidade à seção de alojamento externa axial.

[003] A publicação DE 10 2011 103 477 A1 descreve uma máquina elétrica, que tem um arranjo de estator que possui um anel de estator, que por sua vez é conectado a um alojamento de máquina. Arranjados em uma região externa radial do alojamento da máquina e do anel do estator, existem furos nos quais os parafusos são recebidos. Da mesma forma, são recebidos nos furos pinos ocos, através dos quais os parafusos se estendem.

[004] Na tecnologia de transmissão, o objetivo é aumentar a potência mecânica transferida por uma transmissão, mantendo o tamanho da unidade igual ou reduzindo-o. Ao mesmo tempo, é feito um esforço para aumentar a vida útil da transmissão, diminuir os gastos com manutenção e reduzir a geração de ruído durante a operação. Tais melhorias devem ser implementadas de maneira simples, rápida e econômica. Esses requisitos são colocados particularmente nas transmissões planetárias que são usadas em turbinas eólicas, por exemplo. Há demanda por uma transmissão planetária que ofereça uma melhoria técnica em pelo menos um dos pontos descritos.

[005] Esse objetivo é alcançado pela transmissão planetária de acordo com a invenção. A transmissão planetária compreende uma armação de coroa, no qual uma coroa é acomodada. Acomodada na coroa de maneira rotativa, há pelo menos uma engrenagem planetária, que é montada rotativamente em uma transportadora planetária e gira durante a operação da transmissão planetária. A armação da coroa está conectada a um componente do alojamento em sua face de extremidade. Para esse fim, uma pluralidade de rebaixos adequados para acomodar meios de fixação é incorporada em uma face de extremidade da armação de coroa. Correspondendo aos rebaixos na armação da coroa, os rebaixos também são incorporados no componente de alojamento, que são adequados para acomodar os meios de fixação. Através dos meios de fixação, é estabelecida uma conexão liberável entre a armação da coroa e o componente de alojamento no estado montado. De acordo com a invenção, um elemento oco e um parafuso são acomodados como meios de fixação em pelo menos um rebaixo. O elemento oco é incorporado e arranjado de modo que, no estado montado, o parafuso seja acomodado no elemento oco e se estenda através do elemento oco. Por meio do elemento oco, é estabelecido um engate de ajuste positivo entre a armação de coroa e o componente do alojamento, o que impede um deslocamento relativo entre a armação de coroa e o componente do alojamento. Por meio do parafuso, no estado montado, uma força de contato é induzida entre a armação de coroa e o componente do alojamento, de modo que uma força de atrito é induzida na região de contato entre a armação de coroa e o componente do alojamento. A força de atrito também neutraliza um deslocamento relativo entre a armação de coroa e o componente de alojamento e realiza um engate de atrito. Nesse contexto, um parafuso também deve ser entendido como significando todos os tipos de equivalentes técnicos, adequados para induzir uma força de contato entre o componente de alojamento e a armação de coroa de maneira liberável por montagem, como cavilhas ou cavilhas rosqueadas para exemplo.

[006] Como resultado do parafuso se estender através do elemento oco de acordo com a invenção, é alcançada uma economia considerável de espaço. Em particular, um engate de ajuste positivo e um engate de atrito são criados substancialmente ao mesmo tempo em um ponto. Isso oferece um alto nível de estabilidade e permite a absorção do aumento da tensão mecânica induzida pela potência do eixo introduzida na transmissão planetária. O espaço economizado por rebaixo permite que um número maior de meios de fixação seja usado na face de extremidade da armação de coroa e no componente de alojamento. Isso faz um uso mais eficiente do espaço apertado de instalação, no qual os rebaixos dos meios de fixação podem ser incorporados de uma perspectiva tecnicamente razoável. No geral, é possível usar a transmissão planetária para aumentar a potência do eixo, mantendo o mesmo tamanho da unidade. Da mesma forma, a exploração melhorada do espaço de instalação devido a rebaixos e meios de fixação poderem ser posicionados mais próximos leva à força de contato que eles geram a ser distribuída de maneira mais uniforme. Como resultado, um efeito de vedação aprimorado é induzido entre a armação de coroa e o componente do alojamento. Por meio da invenção, é provida uma interface mais rígida entre a armação de coroa e o componente de alojamento, de modo que os movimentos relativos entre as ditas peças são reduzidos. Consequentemente, as deformações da coroa durante a operação são reduzidas, o que, por sua vez, causa um melhor comportamento de suporte do conjunto de dentes na coroa. Como resultado, uma maior segurança em um conjunto de dentes entre a coroa e a pelo menos uma engrenagem planetária engatada na coroa também é alcançada a partir de uma perspectiva estrutural. Como resultado dos movimentos relativos que ocorrem entre a coroa e a pelo menos uma engrenagem planetária serem reduzidos durante a operação, ocorre um desgaste reduzido nos dentes da engrenagem planetária e da coroa. Além disso, a geração de ruído durante a operação da transmissão planetária é reduzida pela invenção.

[007] Em uma modalidade preferida da transmissão planetária reivindicada, o pelo menos um rebaixo, no qual o elemento oco e o parafuso são acomodados como meios de fixação, é arranjado na região de um suporte de torque da transmissão planetária. O suporte de torque serve para montar a transmissão planetária durante a operação e, entre outras coisas, absorve o estresse mecânico causado pelo torque atual e o peso da tara da transmissão planetária. Na região do suporte de torque, há uma alteração na rigidez e uma tensão mecânica correspondentemente alta no componente de alojamento. Isso se aplica, em particular, em relação a um eixo geométrico principal de rotação da transmissão planetária, em uma região sobre a qual o suporte de torque se sobrepõe de modo azimutal EM ATÉ 20° em ambos os lados. Por meio da solução reivindicada, uma melhoria particular no efeito de vedação é alcançada nesta região. Além disso, devido ao aumento da potência do eixo transferida pela transmissão, as forças de reação do mancal no suporte de torque também são aumentadas. A solução descrita é vantajosamente adequada para suportar o aumento da tensão mecânica resultante da mesma de maneira confiável.

[008] Além disso, o elemento oco pode ser incorporado como um pino oco ou como uma luva de tração. Um pino oco oferece apenas uma resiliência ao cisalhamento ligeiramente reduzida com as mesmas dimensões externas que um pino cilíndrico. Um aspecto da transmissão planetária reivindicada consiste no fator significativo para o dimensionamento de um pino oco ou pino cilíndrico na conexão entre a armação de coroa e o componente de alojamento, na maioria das vezes não sendo a força máxima de cisalhamento suportável, mas a pressão superficial, visto que o material do alojamento tem níveis de resistência consideravelmente mais baixos que o pino. Isso produz o resultado surpreendente de que a força máxima de cisalhamento suportável de um pino oco, que é reduzida em comparação com um pino cilíndrico, é irrelevante. Consequentemente, a modalidade descrita é baseada no uso de um elemento estrutural aparentemente mais fraco, mas sem reduzir a capacidade total de suporte de carga da conexão entre a armação de coroa e o componente de alojamento no processo. Além disso, um pino oco oferece um efeito de vedação aumentado, de modo a evitar, por exemplo, um escape de óleo de transmissão através do rebaixo. O uso de uma luva de tração como elemento oco oferece as mesmas vantagens que um pino oco. Além disso, a luva de tração pode ser comprimida, o que permite uma montagem mais simples. Além disso, devido à força de redefinição da luva de tração, é atingida uma autocentralização e, portanto, o gasto do conjunto é reduzido ainda mais e um efeito de vedação aprimorado é obtido. Além disso, luvas de tração e pinos ocos podem ser misturados na transmissão planetária reivindicada, isto é, cada um usado em rebaixos diferentes.

[009] Em uma modalidade adicional da transmissão planetária reivindicada, a coroa é acomodada na armação de coroa de maneira não rotativa. Como resultado, os movimentos relativos de rotação entre a coroa e a armação de coroa são reduzidos ao mínimo e a tensão introduzida na armação de coroa é introduzida na coroa. Em uma modalidade adicional, a coroa e a armação de coroa também podem ser incorporadas em uma peça, isto é, integralmente. Em uma armação de coroa que é incorporada em uma peça com a coroa, a largura da face de extremidade da armação de coroa corresponde substancialmente à espessura do material presente radialmente fora de uma base de dente de um conjunto de dentes de coroa. Devido ao uso eficiente do espaço de instalação de acordo com a invenção, a conexão entre a armação de coroa e o componente de alojamento pode ser projetada em uma única linha. Consequentemente, é desnecessário prover uma pluralidade de rebaixos espaçados radialmente, isto é, prover dois círculos de furos. Por conseguinte, a espessura do material da armação de coroa pode ser mantida no mínimo, enquanto a capacidade de carga da conexão entre a armação de coroa e o componente de alojamento permanece a mesma, ou é até aumentada. As coroas são normalmente feitas de um material endurecido, o que requer um processamento caro. No geral, a solução reivindicada oferece uma capacidade mecânica de suporte de carga aumentada com um gasto de fabricação reduzido.

[0010] Além disso, na transmissão planetária reivindicada, o rebaixo na armação de coroa, no qual um elemento oco e um parafuso são acomodados como meios de fixação, pode ser incorporado como um furo. Nesse contexto, o furo pode ter um primeiro e um segundo diâmetro de furo. Além disso ou como alternativa, um rebaixo no componente de alojamento pode ser incorporado como um furo com um primeiro e um segundo diâmetro de furo. Nesse contexto, o diâmetro do primeiro furo é menor que o diâmetro do segundo furo. O parafuso é acomodado na região do primeiro diâmetro do furo e pode ser pelo menos parcialmente provido com uma rosca interna. O elemento oco que estabelece o engate de ajuste positivo entre a armação da coroa e o componente do alojamento é acomodado na região do segundo diâmetro do furo. Particularmente preferivelmente, uma transição escalonada está presente entre a região com o primeiro diâmetro do furo e a região com o segundo diâmetro do furo. Uma transição escalonada pode ser fabricada de maneira simples por dois procedimentos de perfuração separados. Além disso, uma transição cônica entre as regiões com o primeiro e o segundo diâmetros do furo oferece um fluxo de força aprimorado e evita saltos na rigidez. Como resultado, uma transição cônica é mecanicamente mais resistente, o que permite um aumento adicional das forças que ocorrem e, portanto, da potência do eixo transferida pela transmissão planetária.

[0011] Em uma outra modalidade preferida da transmissão planetária, a face de extremidade da armação de coroa tem uma largura radial que corresponde de 1,5 a 5,0 vezes ao primeiro ou segundo diâmetro do furo. O uso do elemento oco e do parafuso em um rebaixo como meio de fixação permite, assim, que a armação de coroa seja fabricada de maneira particularmente economizadora de espaço e de material. Em uma armação de coroa que é incorporada em uma peça com a coroa, a largura radial deve ser entendida como significando a dimensão radial de uma superfície externa da armação de coroa até a base do dente do conjunto de dentes da coroa. Consequentemente, a solução descrita pode ser realizada de uma maneira particularmente econômica. Em alternativa, a face de extremidade da armação de coroa pode ter uma largura radial que corresponde a 3,0 a 8,0 vezes o módulo do conjunto de dentes na coroa ou na engrenagem planetária engatada no mesmo.

[0012] Além disso, um revestimento que aumenta o coeficiente de atrito pode ser arranjado entre a face de extremidade da coroa e o componente de alojamento. Nesse contexto, o revestimento que aumenta o coeficiente de atrito pode ser incorporado como uma arruela, placa, membrana ou película. Tais revestimentos que aumentam o coeficiente de atrito são substancialmente incorporados como películas metálicas, que são revestidos com uma matriz na qual partículas duras, por exemplo diamantes, são arranjadas. Por meio de um revestimento que aumenta o coeficiente de atrito, conforme descrito nos exemplos anteriores, a força de atrito que neutraliza um movimento relativo da armação de coroa e do componente do alojamento é aumentada. Como resultado de uma distribuição mais uniforme da força de contato na face de extremidade da armação de coroa sendo alcançada através de elementos ocos e parafusos acomodados nos mesmos, nas ditas posições as regiões são minimizadas ou evitadas, onde uma força de contato mínima exigida para o revestimento que aumenta o coeficiente de atrito não é atingida. Consequentemente, a solução reivindicada permite o uso eficaz de revestimentos que aumentam o coeficiente de atrito na forma de arruelas, placas, membranas e películas em uma região maior na face de extremidade da armação de coroa. No geral, é possível explorar ainda mais o potencial técnico de tais revestimentos que aumentam o coeficiente de atrito na transmissão planetária reivindicada. Assim, as vantagens técnicas da solução reivindicada descrita acima são adicionalmente aumentadas em geral.

[0013] Alternativamente, o revestimento que aumenta o coeficiente de atrito também pode ser incorporado como uma microestrutura, que oferece um aumento local no coeficiente de atrito devido à sua geometria. As microestruturas oferecem dimensões mínimas e podem ser incorporadas de maneira diferente de acordo com a demanda. Por exemplo, essas microestruturas podem garantir um aumento dependente da direção no coeficiente de atrito. Além disso, na transmissão planetária reivindicada, também é possível usar uma combinação de uma pluralidade de revestimentos que aumentam o coeficiente de atrito dos tipos descritos anteriormente.

[0014] Além disso, o revestimento que aumenta o coeficiente de atrito pode ser incorporado como um anel, como um segmento de anel, como uma fita perfurada ou como um segmento de arco circular. Um revestimento que aumenta o coeficiente de atrito incorporado como um anel ou segmento de anel pode ser afixado diretamente em torno de um rebaixo de uma maneira simples e, portanto, um aumento máximo no coeficiente de atrito pode ser alcançado localmente. Uma fita perfurada ou segmento de arco circular como revestimento que aumenta o coeficiente de atrito permite uma montagem na face de extremidade que cobre uma área ampla de maneira rápida e simples. A formação do revestimento que aumenta o coeficiente de atrito dessa maneira torna possível explorar ainda mais seu potencial técnico.

[0015] Em uma outra modalidade preferida da transmissão planetária reivindicada, os meios de fixação, isto é, o elemento oco e o parafuso, são selecionados de modo que, no estado montado, os cones de Rotscher dos meios de fixação, em particular parafusos, em rebaixos adjacentes se sobreponham pelo menos parcialmente. Uma força de contato uniforme e alta é alcançada por meio disso. É adicionalmente preferível que os parafusos e o elemento oco sejam incorporados de modo que o elemento oco seja pelo menos parcialmente, preferivelmente completamente encerrado pelo cone de Rotscher do parafuso. Isso evita uma obstrução mecânica mútua entre o parafuso e o elemento oco e alcança uma maior estabilidade. Isso ocorre por meio de uma escolha adequada dos comprimentos axiais do parafuso e do elemento oco.

[0016] Além disso, o elemento oco que estabelece um engate de ajuste positivo entre o componente de transmissão e a armação de coroa pode ser feito de um material metálico. O material metálico em particular pode ser um aço, uma liga de aço, uma liga à base de níquel ou uma liga de titânio. Esses materiais oferecem um alto nível de estabilidade para o engate de ajuste positivo estabelecido. Ao mesmo tempo, os materiais metálicos oferecem uma elasticidade suficiente, de modo que o elemento oco possa ser incorporado como uma luva de tração de uma maneira particularmente vantajosa. Além disso, os materiais metálicos podem ser processados de maneira precisa e econômica, de modo que os elementos ocos correspondentes possam ser fabricados de maneira econômica.

[0017] O objeto descrito também é alcançado por um trem de força para uma turbina eólica, que compreende um eixo do rotor, através do qual a potência do eixo de um rotor é fornecida a uma transmissão planetária. Para esse fim, o eixo do rotor é conectado à transmissão planetária de uma maneira que transfere torque. A transmissão planetária, por sua vez, é conectada a um gerador de uma maneira que transfere torque. No estado montado, o trem de força é arranjado em uma nacela de uma turbina eólica. De acordo com a invenção, a transmissão planetária do trem de força é realizada de acordo com uma das modalidades da transmissão planetária reivindicada descrita acima.

[0018] Igualmente, o objetivo é alcançado por uma turbina eólica, que tem um rotor que é conectado a um eixo do rotor através de um mancal de rotor. Nesse contexto, o eixo do rotor pertence a um trem de força, o qual é incorporado de acordo com o descrito acima e é equipado com um modelo da transmissão planetária de acordo com a invenção.

[0019] A invenção é descrita abaixo com base em figuras de modalidades individuais. Nesse contexto, as características das figuras e a descrição acima devem ser lidas de forma que se complementem e possam ser facilmente combinadas entre si, nas quais, em detalhes: a FIG 1 mostra uma vista oblíqua de uma primeira modalidade da transmissão planetária de acordo com a invenção; a FIG 2 mostra uma seção longitudinal de uma vista em detalhes da primeira modalidade da transmissão planetária de acordo com a invenção; a FIG 3 mostra uma seção transversal de uma segunda modalidade da transmissão planetária de acordo com a invenção; a FIG 4 mostra uma seção transversal adicional da segunda modalidade da transmissão planetária de acordo com a invenção; a FIG 5 mostra uma vista em detalhes de uma terceira modalidade da invenção; a FIG 6 mostra uma vista oblíqua em corte de uma turbina eólica de acordo com a invenção.

[0020] A FIG 1 mostra esquematicamente uma vista oblíqua de uma primeira modalidade da transmissão planetária 10 de acordo com a invenção. A transmissão planetária 10 tem um eixo de entrada 14, que pode ser girado em torno de um eixo geométrico principal de rotação 15. O eixo de entrada 14 é incorporado como um eixo de rotor e pode ser conectado a um rotor 72 (não mostrado em mais detalhes). Durante a operação, um torque é introduzido na transmissão planetária 10 através do eixo de entrada 14. A transmissão planetária 10 possui adicionalmente um eixo de saída 17, no qual é possível conectar-se a um gerador 74 (não mostrado em mais detalhes). A transmissão planetária 10 tem um alojamento 12, que compreende uma pluralidade de componentes de alojamento 20. Arranjados na transmissão planetária 10 estão um primeiro e um segundo estágio planetário 27, 29. Uma armação de coroa 16 pertence a cada um dos dois estágios planetários 27, 29. Acomodada em cada uma das armações da coroa 16 está uma coroa 18. Afixado à armação de coroa 16 do primeiro estágio planetário 27 está um componente de alojamento 20, que tem uma pluralidade de rebaixos 24 em uma região de borda radial 13. Uma face de extremidade 30 da armação de coroa 16 encosta na face de extremidade 32 do componente de alojamento 20. Arranjados nos rebaixos 24 estão os meios de fixação 40, 42, que garantem uma conexão estável e liberável entre a armação de coroa e o componente de alojamento 20. Os meios de fixação 40, 42 são incorporados como parafusos 40 e elementos ocos 42, em que um elemento oco 42 é acomodado em cada rebaixo 24.

[0021] Um parafuso 40 se estende através de cada elemento oco 42. Cada elemento oco 42 cria um engate de ajuste positivo entre o componente de alojamento 20 e a armação da coroa 16. Ao mesmo tempo, uma força de contato 36 nas faces de extremidade 30, 32 é induzida entre a armação da coroa 16 e o componente de alojamento 20 pelos parafusos 40. Como resultado da força de contato 35, uma força de atrito é criada entre a armação de coroa 16 e o componente de alojamento 20, o que impede um movimento relativo entre o componente de alojamento 12 e a armação de coroa 16. Afixados ao componente de alojamento 12 no primeiro estágio planetário 27 estão dois suportes de torque 22, que servem para suspender a transmissão planetária 10. O suporte de torque 22 absorve, INTER ALIA, as forças de reação do mancal 37 causadas pelo peso de tara da transmissão planetária 10.

[0022] A FIG 2 mostra uma representação esquemática em corte de uma vista em detalhes da modalidade de acordo com a FIG 1. Os mesmos caracteres de referência têm os mesmos significados nas FIG 1 e FIG 2. Uma conexão é representada entre o primeiro componente de alojamento 20 e a armação de coroa 16, que compreende um parafuso 40 que se estende através de um elemento oco 42 incorporado como um pino oco. O parafuso 40 engata em uma extremidade em uma rosca interna 41, que é incorporada no rebaixo 24 na armação de coroa 16. O rebaixo 24 é incorporado como um furo na armação de coroa 16 e no componente de alojamento 20. O rebaixo 24 na armação de coroa 16 tem uma região com um primeiro diâmetro de furo 34, no qual a rosca interna 41 também é incorporada. Na armação de coroa 16, o elemento oco 42 está posicionado em uma região do rebaixo 24 na qual o rebaixo 24 tem um segundo diâmetro do furo 36, que é maior que o diâmetro do primeiro furo 34. Incorporada entre a região com o primeiro e o segundo diâmetro do furo 34, 36 está uma transição escalonada 39. As regiões com um primeiro e segundo diâmetro do furo 34, 36 são incorporadas de acordo com o componente de alojamento 20. O elemento oco 42 também é acomodado no rebaixo 24 no componente de alojamento 20 e, assim, garante um engate de ajuste positivo com a armação de coroa 16 e o componente de alojamento 20. Além disso, uma força de contato 35 é exercida pelo parafuso 40 no estado montado, por meio do qual o componente de alojamento 20 e a armação da coroa 16 são pressionados um contra o outro em suas faces de extremidade 30, 32. A força de contato 35 induz, assim, uma força de atrito, que atua no plano das faces de extremidade 30, 32 e, portanto, realiza um engate de ajuste não positivo. A interação do engate de ajuste positivo devido ao elemento oco 42 e o engate de ajuste não positivo devido ao parafuso 40 impede um movimento relativo 47 entre a armação da coroa 16 e o componente de alojamento 20. O rebaixo 24, portanto, requer apenas espaço para um meio de fixação 40, 42, ou seja, para o elemento oco 42, mas acomoda dois meios de fixação 40, 42. O parafuso 30 e o elemento oco 42 são incorporados e posicionados de modo que o elemento oco 42 seja completamente encerrado pelo cone de Rotscher 45 do parafuso 40. O elemento oco 42 é adicionalmente incorporado de modo que um ajuste de folga esteja presente ao longo de uma direção de montagem 48 no estado montado. Isso garante que o elemento oco 42 não obstrua a conexão não positiva formada pelo parafuso 40.

[0023] A FIG 3 mostra esquematicamente uma seção transversal de uma segunda modalidade da transmissão planetária 10 de acordo com a invenção. A representação na FIG 3 é uma seção transversal em um plano de contato entre a face de extremidade 32 do componente de alojamento 20 e a face de extremidade 30 da armação de coroa 16 (não mostrada em mais detalhes) que encosta nela. Os mesmos caracteres de referência têm os mesmos significados nas FIG 1, FIG 2 e FIG 3. O componente de alojamento 20 tem rebaixos 24, nos quais os meios de fixação 40, 42 são acomodados e são arranjados substancialmente no centro na face de extremidade 32. No componente de alojamento 20 são moldados suportes de torque 22, que são adequados para absorver as forças de reação do mancal 37 causadas pelo torque introduzido através do eixo de entrada 14 durante a operação e/ou pelo peso de tara da transmissão planetária 10. Cada um dos suportes de torque 22 define a posição de uma região de suporte 23, na qual os suportes de torque 22 estão posicionados. A região de transição 23 é definida por um ângulo em relação ao eixo geométrico principal de rotação 15 da transmissão planetária 10. A união da região de suporte 23 em ambos os lados é uma região de transição 31, na qual, como na região de suporte 23, ocorre um aumento da tensão mecânico durante a operação. A região de suporte 23 e as regiões de transição adjacentes 31 formam uma região de combinação contínua 38. Na região de combinação 38, um elemento oco 42 e um parafuso 40 são acomodados nos rebaixos 24. Nesse contexto, o parafuso 40 se estende através do elemento oco 42, como mostrado na FIG 2, por exemplo. Tal arranjo dos meios de fixação 40, 42 oferece um alto nível de estabilidade contra um movimento relativo 47 do componente de alojamento 20 em relação à armação de coroa 16 (não mostrada em mais detalhes). Os elementos ocos 42 acomodados nos rebaixos 24 oferecem adicionalmente um efeito de vedação aumentado e, assim, impedem o escape de óleo de transmissão da transmissão planetária 10. Além disso, a face de extremidade 32 do componente de alojamento 20 tem uma largura radial 33, que corresponde substancialmente a 1,5 a 5,0 vezes o segundo diâmetro do furo 36, que corresponde substancialmente a um diâmetro do elemento oco 42. A face de extremidade 32, portanto, tem uma largura radial reduzida 33 e, ao mesmo tempo, oferece um alto nível de estabilidade contra movimentos relativos 47 entre o componente de alojamento 20 e a armação da coroa 16. Os parafusos 40, que são acomodados nos elementos ocos 42, incorporam os cones de Rotscher 44, cujas projeções estão representadas na FIG 3. Os cones de Rotscher 45 dos parafusos 40, que são acomodados em elementos ocos adjacentes 42, se sobrepõem parcialmente. Existe, portanto, uma distribuição uniforme de uma força de contato 35 (não representada em mais detalhes) entre o componente de alojamento 20 e a armação da coroa 16, pelo que o efeito de vedação da conexão é aumentado ainda mais.

[0024] A FIG 4 mostra esquematicamente uma seção transversal adicional da segunda modalidade da transmissão planetária 10 de acordo com a invenção. A representação na FIG 3 é uma seção transversal em um plano de contato entre a face de extremidade 32 do componente de alojamento 20 (não mostrada em mais detalhes) e a face de extremidade 30 da armação de coroa 16 que encosta nela. A FIG 3 e a FIG 4 representam assim esquematicamente seções transversais mutuamente adjacentes da transmissão planetária 10. A FIG 3 e a FIG 4 devem ser entendidas de modo que se complementem. Os mesmos caracteres de referência, portanto, têm o mesmo significado técnico nas FIG 1, 2, 3 e 4. Na armação da coroa 16 é arranjada uma coroa 18, que é incorporada em uma peça com a armação da coroa. A coroa 18 tem um conjunto de dentes da coroa circunferencial 21, que pode ser feito de um material endurecido. Uma engrenagem planetária 50 mostrada engata esquematicamente no conjunto de dentes da coroa 21, em que uma tensão mecânica 56 é induzida em uma região de contato 52 na região de uma base de dente 25. A tensão mecânica 56 é representada esquematicamente em um eixo geométrico de tamanho 54. Na região de contato 52, a tensão mecânica 56 tem ainda uma distribuição de carga 56 com uma tensão máxima 55. Durante a operação da transmissão planetária 10, a engrenagem planetária 50 se move em uma direção periférica 51, de modo que a tensão máxima 55 segue a engrenagem planetária 50. A rotação da tensão máxima 55 representa uma tensão cilíndrica da coroa 18 e da armação da coroa 16. Correspondendo aos rebaixos 24 no componente de alojamento 20, na FIG 3, os rebaixos 24 são incorporados na face de extremidade 30 da armação de coroa 16. Nos rebaixos 24 na armação de coroa 16 também estão acomodados os meios de fixação 40, 42, que são afixados no componente de alojamento 20. Os elementos ocos 42 e os parafusos 40, devido ao seu dimensionamento, são incorporados de modo a suportar uma carga estática 57 cilindricamente sobreposta pela tensão máxima rotativa 55 durante a operação. Nesse contexto, as conexões com os elementos ocos 42 e os parafusos 40 são capazes de operação prolongada. Um movimento relativo 47 entre a armação da coroa 16 e o componente de alojamento 20 é assim neutralizado a longo prazo. A largura radial 33 da armação da coroa 16 com a coroa 18 equivale a entre 1,5 e 5,0 vezes um segundo diâmetro do furo 36, que corresponde ao diâmetro de um elemento oco 42. A largura radial 33 é definida pela distância de uma superfície externa da armação da coroa até a base do dente 25 da coroa 18.

[0025] A FIG 5 mostra uma vista em detalhes de uma terceira modalidade da invenção. Em uma face de extremidade 30, 32 de uma armação de coroa 18 ou um componente de alojamento 20 são incorporados rebaixos 24, nos quais os elementos ocos 42 são acomodados e que são adequados para acomodar os parafusos 40 (não mostrados em mais detalhes). Os rebaixos 24 são, cada um, circundados por um revestimento 58 que aumenta o coeficiente de atrito, incorporado como arruelas anulares. Estes se estendem substancialmente por toda a largura radial 33 e, assim, garantem uma força de atrito aumentada no plano da face de extremidade 30, 32. Como resultado dos elementos ocos 42 e parafusos 40 serem acomodados simultaneamente como meios de fixação 40, 42 nos rebaixos 24, é garantida uma distribuição uniforme de uma força de contato 35. Por outro lado, soluções conhecidas da técnica anterior, nas quais são usados pinos sólidos em vez de elementos ocos 42, não oferecem pressão mínima suficiente necessária para um uso confiável dos revestimentos 58 que aumentam o coeficiente de atrito. O efeito vantajoso dos elementos ocos 42 é assim aumentado pelas arruelas com o revestimento 58, o que aumenta o coeficiente de atrito. Além disso, a superfície da face de extremidade 30, 32 é provida com microestruturas 59, que também servem como revestimento que aumenta o coeficiente de atrito. As microestruturas 59 podem ser fabricadas por meio de processamento ou usinagem a laser. As propriedades mecânicas das microestruturas 59 podem ser adaptadas por uma modalidade correspondente do processo de fabricação. Por exemplo, é possível um aumento dependente da direção no coeficiente de atrito.

[0026] A FIG 6 mostra, em uma vista oblíqua em corte, uma modalidade de uma turbina eólica 70 de acordo com a invenção. A turbina eólica 70 tem um rotor 75, que é conectado a um eixo de rotor 14 através de um mancal de rotor 71. O eixo do rotor 14 serve como um eixo de entrada para uma transmissão planetária 10.

[0027] A transmissão planetária 10, por sua vez, é mecanicamente conectada a um gerador 76. O mancal do rotor 71, o eixo do rotor 14, a transmissão planetária 10 e o gerador 76 pertencem a um trem de força 60, que é arranjado em uma nacela 70 da turbina eólica 70. Nesse contexto, a transmissão planetária 10 é incorporada de acordo com uma modalidade da invenção.

Claims (12)

1. Transmissão planetária (10) para uma turbina eólica (70), compreendendo uma armação de coroa (16) e uma coroa (18) para acomodar pelo menos uma engrenagem planetária (50), em que a armação de coroa (16) pode ser conectada a um componente de alojamento (20) em sua face de extremidade, e uma pluralidade de rebaixos (24) para acomodar meios de fixação (40, 42) é incorporada em uma face de extremidade (30) da armação de coroa (16), em que em pelo menos um dos rebaixos (24) é acomodado um elemento oco (42), no qual um parafuso (40) é acomodado como meio de fixação (40, 42), em que o elemento oco (42) estabelece um engate de ajuste positivo entre a armação de coroa (16) e o componente de alojamento (20), caracterizada pelo fato de que o pelo menos um rebaixo (24), com o elemento oco (42) acomodado no mesmo e o parafuso (40), é arranjado em uma região de um suporte de torque (22), o pelo menos um rebaixo (24) na armação de coroa (16) e/ou no componente de alojamento (20) é incorporado como um furo com um primeiro e um segundo diâmetro de furo (34, 36).

2. Transmissão planetária (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento oco (42) é incorporado como um pino oco ou como uma luva de tração.

3. Transmissão planetária (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a coroa (18) é acomodada na armação de coroa (16) de maneira não rotativa ou é incorporada em uma peça com a armação de coroa (16).

4. Transmissão planetária (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que uma transição escalonada ou uma cônica (39) é incorporada entre uma primeira região com o primeiro diâmetro de furo (34) e uma segunda região com o segundo diâmetro de furo (36).

5. Transmissão planetária (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a face de extremidade (30) da armação de coroa (16) tem uma largura radial (33) que corresponde a 1,5 a 5,0 vezes o primeiro ou o segundo diâmetro do furo (34, 36), ou corresponde a 3,0 a 8,0 vezes um módulo de um conjunto de dentes na engrenagem planetária (50) e/ou coroa (18).

6. Transmissão planetária (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que entre a face de extremidade (30) da armação de coroa (16) e o componente de alojamento (20) é arranjado um revestimento (58, 59) que aumenta o coeficiente de atrito, que é incorporado como uma arruela, placa, membrana, película ou como uma microestrutura.

7. Transmissão planetária (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o revestimento (58, 59) que aumenta o coeficiente de atrito é incorporado como um anel, como um segmento de anel, como uma fita perfurada ou como um segmento de arco circular.

8. Transmissão planetária (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que, no estado montado, os cones de Rotscher (45) dos meios de fixação (40, 42) em dois rebaixos adjacentes (24) se sobrepõem parcialmente mutuamente.

9. Transmissão planetária (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o elemento oco (42) e o parafuso (40) são incorporados de modo que, no estado montado, o elemento oco (42) seja pelo menos parcialmente, de preferência completamente, encerrado pelo cone de Rotscher (45) do parafuso (40).

10. Transmissão planetária (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o elemento oco (42) é feito de um material metálico.

11. Trem de força (60) para uma turbina eólica (70), compreendendo um eixo de rotor (14), que é conectado de maneira que transfere torque a uma engrenagem planetária (10), que é conectada de maneira que transfere torque a um gerador (76), caracterizado pelo fato de que a transmissão planetária (10) é incorporada como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. Turbina eólica (70), compreendendo um rotor (75) que é conectado a um eixo de rotor (14) de um trem de força (60) através de um mancal de rotor (71), caracterizada pelo fato de que o trem de força (60) é incorporado como definido na reivindicação 11.

Images