ES2611352T3 - Cojinete de pala para el apoyo giratorio de una pala de rotor en el núcleo de rodete de una planta eólica y planta eólica equipada con ello - Google Patents

Cojinete de pala para el apoyo giratorio de una pala de rotor en el núcleo de rodete de una planta eólica y planta eólica equipada con ello Download PDF

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Abstract

Grupo constructivo de cojinete de pala (1) para el apoyo giratorio de una pala de rotor en el núcleo de rodete de la rueda eólica de una planta eólica con un dispositivo para ajustar el ángulo de ataque de la pala de rotor, que comprende dos elementos de unión (4,5) rotacionalmente simétricos, preferentemente con forma anular, en cada caso con al menos una superficie plana de unión para la conexión giratoria a prueba de torque al núcleo de rodete de la rueda eólica, por un lado, y a la pala de rotor, por otro, en donde ambos elementos de unión (4,5) están alineados de tal manera que sus ejes de simetría corren coaxialmente entre sí y sus superficies de unión preferidas son opuestas entre sí, en donde además, entre los dos elementos de unión (4,5) se encuentra una hendidura (X), en la que está dispuesto al menos un montaje con cojinete (6,29) como cojinete principal para alojar ambos elementos de unión (4,5) uno contra otro y movibles rotacionalmente en torno a un eje de rotación principal, el cual corresponde al eje común de simetría de ambos elementos de unión (4,5), y en donde al menos una superficie lateral de un elemento de unión (4) está provista de un dentado (12) circunferencial completo, con el cual engrana al menos una rueda de engranaje (8), en donde el elemento de unión no dentado (5) presenta una sección de superficie lateral (23) concéntrica con el dentado (12) del elemento de unión (4) dentado y dirigida al dentado (12), con una o varias cavidades huecas abiertas hasta el dentado (12), en donde la rueda de engranaje (8) dentada, al menos una, está alojada, caracterizado por que en el elemento de unión no dentado (5) adicionalmente a cada abertura en la cara principal para cada rueda de engranaje (8), por lo que es accesible una conexión giratoria de la rueda de engranaje (8) correspondiente, con esta abertura casi en una alineación axial está prevista al menos una zona cerrada a un anillo en donde al menos un apoyo (14,15) para la rueda de engranaje (8) correspondiente dispuesto en dirección axial entre las áreas de unión de ambos elementos de unión (4,5) está soportado como su cojinete de rueda, de modo que la rueda de engranaje (8) correspondiente rota en torno a un eje de rotación secundario (3), desplazado excéntricamente con respecto al eje de rotación principal (2) pero casi paralelo a él, y engrana con el dentado (12) del elemento de unión (4) dentado.

Description

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rodantes tienen una mayor fuerza portante que los cuerpos rodantes con forma de esfera con un tamaño comparable.
Ha dado resultados especialmente buenos una disposición en donde los cuerpos rodantes para transmitir fuerzas axiales están realizados como rodillos cónicos, en particular, de tal manera que la superficie frontal de los rodillos dirigida al eje de rotación principal del apoyo de pala presenta un diámetro menor que la superficie frontal de los rodillos opuesta al eje de rotación principal. Por consiguiente, el collar circunferencial completo, a lo largo del cual pasan estos rodillos cónicos, tampoco presentará una sección transversal cuadrada, sino una sección trapezoidal.
Por otra parte, para los cuerpos rodantes con forma de rodillos cónicos para la transmisión axial de fuerzas para la transmisión de fuerzas radiales se prefieren rodillos cilíndricos o eventualmente cuerpos rodantes esféricos.
Sin embargo, el apoyo principal puede comprender también una fila de cuerpos rodantes esféricos, preferentemente al menos dos filas de cuerpos rodantes esféricos, en particular, cuatro o más filas de cuerpos rodantes esféricos.
Allí ha dado buenos resultados que estén previstos al menos cuatro filas de cuerpos rodantes esféricos en cada caso con un ángulo de contacto igual o mayor que 45°, en donde dentro de un plano de sección transversal a la dirección de la periferia del grupo constructivo cojinete de pala las líneas de unión entre los cuatro centros de la esfera forman un cuadrilátero rectangular, en particular, un rectángulo o un cuadrado.
Una conformación ventajosa de la invención consiste en que el elemento de unión dentado es encerrado por el elemento de unión no dentado en una de sus caras frontales y en al menos dos superficies laterales. Así, es posible aprovechar dos superficies laterales del elemento de unión dentado para intercambiar fuerzas y/o momentos de rotación entre ambos elementos de unión; al mismo tiempo, la cara frontal no encerrada del elemento de unión dentado permanece sin intercambio de fuerzas y/o momentos de rotación con una pieza de máquina o planta unida a él.
Otra optimización más se produce en el grupo constructivo cojinete de pala según la invención mediante elementos de unión dispuestos de manera distribuida en forma de corona en el elemento de unión no dentado, por ejemplo, orificios que desembocan su superficie de unión, en particular, perforaciones para agujeros ciegos con rosca interior, los cuales están dispuestos preferentemente en una sección opuesta al dentado del elemento de unión dentado. Así se ha creado una posibilidad de unión sencilla y, al mismo tiempo, también extremadamente resistente. Una alternativa para las perforaciones dentadas para agujeros ciegos son perforaciones pasantes no dentadas.
Se obtienen otras ventajas conformando el o los caminos de rodadura para al menos una fila de cuerpos rodantes del apoyo principal y/o los elementos de fijación, por ejemplo perforaciones para agujeros ciegos con rosca interior, por mecanizado o conformación de un cuerpo (parcial) conjunto del elemento de unión no dentado. Por un lado, esta medida da como resultado un máximo de precisión; por otro lado, de este modo se pueden mantener los caminos de rodadura libres de cualquier punto de impacto a lo largo de toda su periferia, por lo que se puede lograr un período de operación mayor.
Otra especificación constructiva indica que el elemento de unión no dentado en su zona de sección transversal opuesta al dentado presenta sección de camino de rodadura casi con forma de delantal o transversalmente casi con forma de “L” o incluso con forma de “C” o con forma de “T” con al menos un camino de rodadura con preferencia incorporada directamente para una fila de cuerpos rodantes del apoyo principal. Su forma de sección transversal depende sobre todo de la cantidad y tipo de las filas de cuerpos rodantes utilizados. Por ejemplo, para un cojinete con apoyo sobre cuatro puntos de una o varias filas basta con una figura con forma de delantal, mientras que para un apoyo de rodillos ⎯fuertemente resistente⎯ con una fila radial y dos filas axiales sería preferible una sección transversal con forma de “C”,
o incluso una sección transversal simétrica con forma de “T”, en la que se pueden disponer otros caminos de rodadura para filas adicionales de cuerpos rodantes.
De acuerdo con la invención, la sección transversal del elemento de unión no dentado puede presentar, en particular en su zona de sección transversal dirigida al dentado, al menos una sección de unión con forma de disco anular circular, la cual encierra la cara frontal del elemento de unión dentado. A ella incumbe, sobre todo, unir de manera estable y segura en cuanto a la rotación la sección de engranaje del elemento de unión no dentado que aloja las ruedas dentadas de engranaje con su sección de camino de rodadura más allá del elemento de unión dentado.
La invención prefiere una forma de realización en el sentido que el elemento de unión no dentado presenta en su zona de sección transversal dirigida al dentado una sección de engranaje casi en forma de delantal o transversalmente casi con forma de “L”, la cual se une a la sección con forma de disco anular circular y encierra o aloja las ruedas de engranaje. En primer lugar, las ruedas dentadas de engranaje deberían estar dispuestas en escotaduras de la pieza de unión; una sección de engranaje con forma de delantal envolvería las ruedas de engranaje en su superficie lateral dirigida al eje de rotación principal y así la protegería más bien contra engranes desde esta dirección, lo que es entonces especialmente importante cuando el cojinete de pala no está completamente cerrado por placas cobertoras, sino que es libre en el centro. Para el caso de una sección transversal con forma de “L”, el cojinete de pala dispone además de una sección plana y con forma de disco anular circular que se extiende paralelamente a la sección de unión con forma de disco anular circular asimismo plana. En la zona de solapamiento de estas dos secciones planas están dispuestas las ruedas dentadas de
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La hendidura X entre los dos anillos principales de cojinete 5, 4 es obturada por un sistema de obturación 26 usual como sistema de obturación con forma anular. Materiales para ello son, por ejemplo, los materiales usuales tales como FPM, ECO, NBR, etc., en donde también son apropiados otros materiales similares basados en caucho. Este sistema 26 contiene al menos un anillo de obturación giratorio con respectivamente al menos una falda de obturación. En el sentido de
5 la invención son igualmente posibles realizaciones de varias piezas que contienen dos o más anillos de obturación colocados radialmente uno al lado del otro.
Además, por ejemplo, cada uno de los diferentes piñones 8 existentes podría estar parcialmente encerrado por una carcasa de piñón 23 separada, pero en particular, al podría estar encerrado al menos por caras del eje central 2, de modo
10 que el piñón 8 correspondiente esté separado espacialmente contra el engrane físico desde esta dirección. Por lo tanto, en particular, solo se permite el ingreso a las caras de los elementos 12, 16 que engranan entre sí, mientras que el engrane en el dentado del piñón 16 desde las caras del eje central 2 es impedido por esta carcasa de piñón.
En la figura 1 se muestra como ejemplo que la carcasa de piñón o pieza de engranaje 23 correspondiente puede estar
15 realizada de modo atornillable 19 o abridable 25, 19 en la pieza de unión; sin embargo, según el ejemplo también podría estar soldada (véase figura 2), en donde se podrían ahorrar tornillos y una brida ancha 25.
En la forma de realización según la figura 12 se puede apreciar, en particular, que el dentado del elemento de unión dentado no necesariamente debe estar dispuesto en el mismo cuerpo de base, que presenta al menos un camino de
20 rodadura. Más bien, la pieza 13 no presenta aquí ningún dentado, sino que tiene un hueco para la rueda de engranaje 8. Sin embargo, la placa cobertora 22 se extiende hasta la pieza 13 y está atornillada a ella.
En el hueco está dispuesta una pieza separada en la que se encuentra el dentado verdadero. Esta pieza se fija asimismo por medio de tornillos a la placa cobertora 22. Esta forma de realización tiene la ventaja de que no se debe realizar una
25 sección de dentado circunferencial completo, sino que puede estar limitada, por ejemplo, a un ángulo central de aproximadamente 90° a 120°. Así, por ejemplo, pueden estar previstos uno o varios de dichos segmentos de dentado.
Lista de referencias
1
Grupo constructivo de cojinete de pala 27 Elemento de unión
2
Eje de rotación principal 28 Brida
3
Eje de rotación secundario 29 Camino de rodadura del cuerpo rodante
4
Elemento de unión 30 Pala de rotor
5
Elemento de unión 31 Atornilladura
6
Cuerpo rodante 32 Elemento de fijación
7
Núcleo de rodete 33 Elemento de fijación
8
Rueda de engranaje AN Primera cara de montaje
9
Árbol de unión AB Segunda cara de montaje
10
Escotadura central BR Altura constructiva del piñón
11
Sección C Grupo
12
Dentado C1 Grupo
13
Sección C2 Grupo
14
Cojinete de rueda DR Diámetro del piñón
15
Cojinete de rueda E Separación
16
Dentado GA Contorno de carcasa
17
Accionamiento del regulador GZ Contorno de carcasa
18
Elemento de zócalo K Radio
19
Atornilladura L Distancia
20
Anillo opresor P Poligonal virtual
21
Placa cobertora PHI Ángulo central
22
Placa cobertora S Distancia
23
Sección SG Espesor de carcasa
24
Sección U1 Periferia
25
Brida U2 Periferia
26
Obturación X Hendidura
19

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