ES2829148T3 - Una disposición de cojinetes y una turbina eólica - Google Patents

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Abstract

Una disposición de cojinetes (10) para una turbina eólica (1), que comprende una primera porción (11), una segunda porción (12) y un sensor de ondas sonoras (13) que está configurado para detectar un grosor (14) de la segunda porción (12), en la que una de la primera porción (11) y de la segunda porción (12) es móvil con respecto a la otra de la primera porción (11) y de la segunda porción (12), y se caracteriza por qu e el sensor de ondas sonoras (13) está configurado para detectar el grosor (14) de la segunda porción (12) a través de la primera porción (11).

Description

DESCRIPCIÓN
Una disposición de cojinetes y una turbina eólica
La presente invención se refiere a una disposición de cojinetes para una turbina eólica y a una turbina eólica.
Las palas de rotor de las turbinas eólicas modernas están construidas con plásticos reforzados con fibra. Una pala de rotor comprende típicamente un perfil aerodinámico que tiene un borde delantero redondeado y un borde trasero afilado. La pala de rotor está conectada con su encastre de pala a un buje de la turbina eólica. La pala de rotor está conectada al buje por medio de un cojinete de paso que permite un movimiento de paso de la pala de rotor con respecto al buje. Dichos cojinetes de paso se proporcionan a menudo como cojinetes deslizantes o de fricción. La eliminación de material como consecuencia del desgaste puede ser un parámetro de diseño importante. Si la tasa de desgaste excede la reserva, puede dar como resultado un fallo del cojinete de paso.
El documento WO 2013/057273 A1 muestra un procedimiento para determinar la carga sobre un cojinete de rodillos, en el que el cojinete de rodillos tiene al menos dos anillos de cojinete y elementos de rodillos entre los anillos de cojinete. Para determinar la carga sobre el cojinete, el procedimiento comprende los etapas: a) emitir una señal ultrasónica dirigida radialmente desde una superficie radial interna o externa de uno de los anillos de cojinete al cojinete de rodillos por medio de un generador de sonido ultrasónico; b) detectar una señal ultrasónica en la superficie radial interna o externa que se refleje en la zona de transición entre el anillo de cojinete y los elementos de rodillos por medio de un receptor; c) medición del tiempo de vuelo entre la emisión de la señal ultrasónica y el retorno de la señal ultrasónica reflejada y cálculo de la localización de la zona de transición desde el tiempo de vuelo medido; d) cálculo del desplazamiento radial mediante la comparación de la localización calculada de la zona de transición y la localización de la zona de transición en un estado libre de carga del cojinete y/o sus anillos; e) cálculo de la carga sobre el cojinete a partir del desplazamiento radial. El documento WO 2013/057273 A1 divulga una disposición de cojinetes de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
El documento EP 3135928 A1 muestra un componente deslizante que comprende: una primera parte deslizante que no es conductora y que tiene una superficie deslizante; y un miembro conductor proporcionado en la primera parte deslizante o provisto en un lado opuesto a la superficie deslizante de la primera parte deslizante.
El documento DE 102005 053335 A1 muestra un sensor de ultrasonidos que está localizado en un orificio en el anillo de cojinete a una distancia determinada con precisión de la superficie de rodadura. El sensor se usa para medir la distancia entre la superficie de contacto del sensor y el uno o más rastros de desgaste en la superficie de rodadura. Se determina la diferencia entre las dos distancias. Si se excede un valor dado de distancia entre los espacios, se da una señal.
El documento EP 2 511 521 A1 muestra un cojinete de paso para conectar una pala de una turbina eólica a un buje de la turbina eólica para permitir una rotación de la pala alrededor de un eje longitudinal, cuyo cojinete de paso comprende un alojamiento de consola dispuesto en una conjunción del buje y una sección de extremo de la pala, cuyo alojamiento de consola encierra una pluralidad de superficies deslizantes planas dispuestas alrededor de una abertura en el buje.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar una disposición de cojinetes mejorada.
Por consiguiente, se proporciona una disposición de cojinetes para una turbina eólica. La disposición de cojinetes comprende una primera porción, una segunda porción y un sensor de ondas sonoras que está configurado para detectar un grosor de la segunda porción, en la que una de la primera porción y de la segunda porción es móvil con respecto a la otra de la primera porción y de la segunda porción, y en la que el sensor de ondas sonoras está configurado para detectar el grosor de la segunda porción a través de la primera porción.
A diferencia de las disposiciones de cojinetes conocidas para turbinas eólicas, se puede detectar activamente el grosor de la segunda porción que, por ejemplo, está expuesta al desgaste. Por tanto, la información del grosor está disponible en todo momento. Por lo tanto, se puede predecir y determinar con precisión la demanda de un intercambio de la segunda porción. Esto tiene la ventaja de que se puede evitar un mantenimiento innecesario. Además, se pueden economizar recursos.
Preferentemente, la primera porción comprende una superficie deslizante y la segunda porción comprende una superficie deslizante que mira hacia la superficie deslizante de la primera porción. En particular, la superficie deslizante de la segunda porción está configurada para deslizarse, por ejemplo, por medio de una película de aceite, contra la superficie deslizante de la primera porción. Preferentemente, la primera porción tiene forma de anillo. En particular, la superficie deslizante de la primera porción tiene forma de anillo. Preferentemente, la superficie deslizante de la segunda porción tiene forma de segmento de anillo. En particular, la disposición de cojinetes es un cojinete de fricción mixto o un cojinete plano.
"Detectar un grosor" también puede significar que se mide el grosor. Preferentemente, el sensor de ondas sonoras comprende un emisor de ondas sonoras que está configurado para emitir ondas sonoras y un receptor de ondas sonoras configurado para recibir ondas sonoras reflejadas. En particular, las ondas sonoras se pueden denominar sonido. Preferentemente, las ondas sonoras reflejadas se pueden denominar eco. En particular, las ondas sonoras se proporcionan como ultrasónicas o supersónicas. Preferentemente, el sensor de ondas sonoras es un sensor ultrasónico.
De acuerdo con la invención, el sensor de ondas sonoras está configurado para detectar el grosor de la segunda porción a través de la primera porción.
Esto tiene la ventaja de que la primera porción se puede colocar entre el sensor de ondas sonoras y la segunda porción. En particular, "a través" puede significar "a través de todo". Preferentemente, el sensor de ondas sonoras está localizado en una superficie externa de la primera porción que está apartada de la superficie deslizante de la primera porción, en la que las ondas sonoras emitidas por el sensor de ondas sonoras se propagan desde la superficie externa hacia la superficie deslizante de la primera porción.
De acuerdo con otro modo de realización, el sensor de ondas sonoras está conectado rígidamente a la primera porción.
Por tanto, las ondas sonoras se pueden inducir directamente en la primera porción.
De acuerdo con otro modo de realización, el sensor de ondas sonoras está pegado a la primera porción.
Por tanto, se puede proporcionar una conexión fiable.
De acuerdo con otro modo de realización, la primera porción comprende material de acero.
Preferentemente, la primera porción es un anillo de cojinete o una parte del mismo. La superficie externa de la primera porción puede estar localizada en un diámetro externo o más externo de la primera porción. De forma alternativa, la superficie externa de la primera porción puede estar localizada en un diámetro interno o más interno de la primera porción.
De acuerdo con otro modo de realización, el sensor de ondas sonoras está configurado para detectar el grosor de la segunda porción durante un movimiento de una de la primera porción y de la segunda porción con respecto a la otra de la primera porción y de la segunda porción.
Esto tiene la ventaja de que se puede detectar un gradiente del grosor de la segunda porción.
De acuerdo con otro modo de realización, la segunda porción es una almohadilla deslizante.
Preferentemente, la almohadilla deslizante es una porción reemplazable de la disposición de cojinetes que se puede reemplazar durante el mantenimiento de la disposición de cojinetes.
De acuerdo con otro modo de realización, la disposición de cojinetes comprende además una pluralidad de almohadillas deslizantes dispuestas circularmente alrededor de la primera porción, en la que la pluralidad de almohadillas deslizantes está configurada para rotar alrededor de la primera porción.
En particular, la segunda porción está compuesta por la pluralidad de almohadillas deslizantes. Preferentemente, las almohadillas deslizantes están conectadas entre sí. En particular, cada una de las almohadillas deslizantes está configurada para desconectarse por separado de las otras almohadillas deslizantes. Preferentemente, se proporcionan de 15 a 35, más preferentemente de 20 a 30 almohadillas deslizantes.
De acuerdo con otro modo de realización, el sensor de ondas sonoras está configurado para detectar grosores de al menos dos almohadillas deslizantes.
Preferentemente, la almohadilla deslizante es una de las al menos dos almohadillas deslizantes. Esto tiene la ventaja de que sólo se puede proporcionar un sensor de ondas sonoras o algunos sensores de ondas sonoras y se pueden configurar para detectar grosores de todas las almohadillas deslizantes de la disposición de cojinetes. De acuerdo con un modo de realización adicional, la disposición de cojinetes comprende además otro sensor de ondas sonoras que está configurado para detectar otro grosor de la segunda porción.
Preferentemente, se proporcionan tres sensores de ondas sonoras que están configurados para detectar tres grosores de la primera porción. De forma alternativa, los tres sensores de ondas sonoras están configurados para detectar grosores de diferentes almohadillas deslizantes.
De acuerdo con otro modo de realización, la disposición de cojinetes comprende además una película lubricante que está dispuesta entre la primera porción y la segunda porción, y que está configurada para lubricar un movimiento entre la primera y la segunda porción.
"Lubricar un movimiento" significa que se reduce el coeficiente de fricción entre superficies deslizantes. Preferentemente, la película lubricante es una película de aceite.
De acuerdo con otro modo de realización, el sensor de ondas sonoras está configurado para detectar el grosor de la segunda porción a través de la película lubricante.
Esto tiene la ventaja de que se puede seleccionar una posición conveniente del sensor de ondas sonoras.
Además, se proporciona una turbina eólica que comprende dicha disposición de cojinetes.
En la actualidad, "turbina eólica" se refiere a un aparato que convierte la energía cinética del viento en energía rotacional, que se puede convertir nuevamente en energía eléctrica por el aparato. En particular, la turbina eólica o la disposición de cojinetes comprende un dispositivo informático para calcular el grosor de la segunda porción a partir de las ondas sonoras reflejadas recibidas.
De acuerdo con un modo de realización, la turbina eólica comprende un buje y una pala que están conectados de forma rotatoria al buje por medio de la disposición de cojinetes.
Preferentemente, la turbina eólica comprende tres palas conectada cada una al buje por medio de dicha disposición de cojinetes.
De acuerdo otro modo de realización, la primera porción está conectada de forma fija a uno del buje y de la pala y la segunda porción está conectada de forma fija a otro del buje y de la pala.
Los modos de realización y las características descritos con referencia a la disposición de cojinetes de la presente invención se aplican mutatis mutandis a la turbina eólica de la presente invención.
Otras posibles implementaciones o soluciones alternativas de la invención también abarcan combinaciones - que no se mencionan explícitamente en el presente documento - de características descritas anteriormente o más adelante con respecto a los modos de realización. El experto en la técnica también puede añadir aspectos y características individuales o aislados a la forma más básica de la invención.
Otros modos de realización, características y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la descripción posterior y las reivindicaciones dependientes, tomadas junto con las figuras adjuntas, en las cuales:
La Fig. 1 ilustra una vista en perspectiva de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización;
La Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de una pala de turbina eólica de la turbina eólica de acuerdo con la Fig. 1;
La Fig. 3 muestra una vista esquemática parcial de un modo de realización de una disposición de cojinetes de la turbina eólica de acuerdo con la Fig. 1;
La Fig. 4 muestra un diagrama esquemático de tiempo de eco de un sensor de ondas sonoras de la disposición de cojinetes de acuerdo con la Fig. 3; y
La Fig. 5 muestra una vista esquemática parcial de otro modo de realización de una disposición de cojinetes de la turbina eólica de acuerdo con la Fig. 1.
En las Figuras, números de referencia similares designan elementos similares o funcionalmente equivalentes, a menos que se indique lo contrario.
La Fig. 1 muestra una turbina eólica 1. La turbina eólica 1 comprende un rotor 2 conectado a un generador (no mostrado) dispuesto en el interior de una góndola 3. La góndola 3 está dispuesta en el extremo superior de una torre 4 de la turbina eólica 1.
El rotor 2 comprende tres palas de turbina eólica 5. Las palas de turbina eólica 5 están conectadas a un buje 6 de la turbina eólica 1. Además, las palas 5 están conectadas al buje 6 por medio de una disposición de cojinetes 10 (véase la Fig. 3). La disposición de cojinetes 10 está configurada para soportar la pala 5 de modo que se puede producir un movimiento de rotación entre la pala 5 y el buje 6. En particular, este movimiento de rotación se puede denominar paso. Preferentemente, la disposición de cojinetes 10 es un cojinete de paso o un cojinete de pala. Preferentemente, la disposición de cojinetes 10 es un cojinete radial o plano. De forma alternativa, la disposición de cojinetes 10 se puede proporcionar como cojinete axial o de empuje. En particular, todas las palas 5 de la turbina eólica 1 están conectadas al buje 6 por medio de dicha disposición de cojinetes 10.
Los rotores 2 de este tipo pueden tener diámetros que varíen, por ejemplo, de 30 a 200 metros o incluso más. Las palas de turbina eólica 5 están sometidas a fuertes cargas de viento. Al mismo tiempo, las palas de turbina eólica 5 deben ser ligeras. Por estas razones, las palas de turbina eólica 5 en las turbinas eólicas 1 modernas están fabricadas con materiales compuestos reforzados con fibra. En este caso, las fibras de vidrio en general se prefieren a las fibras de carbono por razones de costes. A menudo, se usan fibras de vidrio en forma de esteras de fibra unidireccionales.
La Fig. 2 muestra una pala de turbina eólica 5. La pala de turbina eólica 5 comprende una porción diseñada de forma aerodinámica 7 que está conformada para una explotación óptima de la energía eólica y un encastre de pala 8 para conectar la pala de turbina eólica 5 al buje 6. Además, la pala de turbina eólica 5 comprende una punta de pala 9 que está dispuesta apartada del encastre de pala 8. La pala de turbina eólica 5 se extiende en una dirección longitudinal L. La disposición de cojinetes 10 (véase la Fig. 1) permite un movimiento de rotación de la pala 5 alrededor de la dirección longitudinal L con respecto al buje 6 (véase la Fig. 1).
La Fig. 3 muestra una vista esquemática parcial de la disposición de cojinetes 10. La disposición de cojinetes 10 comprende una primera porción 11, una segunda porción 12 y un sensor de ondas sonoras 13 que está configurado para detectar un grosor 14 de la segunda porción 12. Una de la primera porción 11 y de la segunda porción 12 es móvil con respecto a la otra de la primera porción 11 y de la segunda porción 12.
La primera porción 11 está conectada de forma fija a uno del buje 6 (véase la Fig. 1) y la pala 5 (véase la Fig. 1) y la segunda porción 12 está conectada de forma fija al otro del buje 6 y de la pala 5. Preferentemente, la segunda porción 12 es una almohadilla deslizante.
En particular, la disposición de cojinetes 10 comprende una pluralidad de almohadillas deslizantes dispuestas circularmente alrededor de la primera porción 11, en la que la pluralidad de almohadillas deslizantes está configurada para rotar alrededor de la primera porción 11. En particular, la pluralidad de almohadillas deslizantes forma un anillo de cojinete (no mostrado). Preferentemente, la primera porción 11 tiene forma de anillo. En particular, la primera porción 11 comprende un material de acero o está completamente hecha de material de acero. Preferentemente, la segunda porción 12 comprende un material de acero o está completamente hecha de material de acero.
La primera porción 11 comprende una superficie deslizante 15 y la segunda porción 12 comprende una superficie deslizante 16 que mira hacia la superficie deslizante 15 de la primera porción 11. En particular, la superficie deslizante 16 de la segunda porción 12 está configurada para deslizarse, por ejemplo, por medio de una película lubricante 19, contra la superficie deslizante 15 de la primera porción 11. En particular, la superficie deslizante 15 de la primera porción 11 tiene forma de anillo. Preferentemente, la superficie deslizante 16 de la segunda porción 12 tiene forma de segmento anular.
El sensor de ondas sonoras 13 está configurado para detectar el grosor 14 de la segunda porción 12 a través de la primera porción 11.
Preferentemente, el sensor de ondas sonoras 13 comprende un emisor de ondas sonoras (no mostrado) que está configurado para emitir ondas sonoras 17 y un receptor de ondas sonoras (no mostrado) configurado para recibir ondas sonoras reflejadas 18. El sensor de ondas sonoras 13 comprende una dirección de emisión X para emitir las ondas sonoras 17 hacia la segunda porción 12. Preferentemente, las ondas sonoras 17 se propagan en primer lugar a través de la primera porción 11. Además, se puede producir una reflexión en la superficie 15. Debido a un coeficiente de reflexión, algunas de las ondas sonoras 17 se reflejan de vuelta al sensor de ondas sonoras 13 y algunas de las ondas sonoras 17 se propagan a la película lubricante 19. Lo mismo se produce de forma análoga cuando las ondas sonoras 17 se encuentran con la superficie 16 de la segunda porción 12, y de nuevo cuando las ondas sonoras 17 golpean una superficie trasera 20 de la segunda porción 12 que está apartada de las superficies 15, 16.
Preferentemente, las ondas sonoras reflejadas 18 se pueden denominar eco. En particular, las ondas sonoras 17 se proporcionan como ultrasónicas o supersónicas. Preferentemente, el sensor de ondas sonoras 13 es un sensor ultrasónico. En particular, el sensor de ondas sonoras 13 está conectado rígidamente a la primera porción 11. Preferentemente, el sensor de ondas sonoras 13 está localizado en una superficie externa 21 de la primera porción 11 que está apartada de las superficies 15, 16, en la que las ondas sonoras 17 emitidas por el sensor de ondas sonoras 13 se propagan desde la superficie externa 21 hacia la superficie deslizante 15 de la primera porción 11. Preferentemente, el sensor de ondas sonoras 13 está pegado a la primera porción 11.
La película lubricante 19 está dispuesta entre la primera porción 11 y la segunda porción 12 y está configurada para lubricar un movimiento entre la primera porción 11 y la segunda porción 12. Preferentemente, la película lubricante 19 es una película de aceite. En particular, el sensor de ondas sonoras 13 está configurado para detectar el grosor 14 de la segunda porción 12 a través de la película lubricante 19.
Preferentemente, el sensor de ondas sonoras 13 está configurado para detectar el grosor 14 de la segunda porción 12 durante un movimiento de una de la primera porción 11 y de la segunda porción 12 con respecto a la otra de la primera porción 11 y de la segunda porción 12. Por ejemplo, se puede detectar un gradiente del grosor 14 de la segunda porción 12.
En particular, el sensor de ondas sonoras 13 está configurado para detectar, por ejemplo, secuencialmente, grosores 14 de al menos dos almohadillas deslizantes. Por ejemplo, esto se puede ejecutar si el sensor de ondas sonoras 13 detecta grosores 14 en diferentes posiciones de paso de la pala 5 (véase la Fig. 1). En particular, mediante el uso de compuertas de medición o detección es posible medir o detectar el grosor 14 cuando la almohadilla deslizante se desliza por el sensor de ondas sonoras 13. De esta forma es posible medir o detectar varios grosores de almohadillas deslizantes por medio de un sensor de ondas sonoras 13.
La Fig. 4 muestra un diagrama de tiempo de eco esquemático del sensor de ondas sonoras 13 de la disposición de cojinetes 10. El diagrama de tiempo de eco comprende una curva de eco 26 que simboliza ondas sonoras reflejadas 18 (véase la Fig. 3), indicadas por E, recibidas por el sensor de ondas sonoras 13 durante un tiempo t. Un primer pico de eco 22 en un tiempo t1 resulta de una reflexión de ondas sonoras 17 en la superficie 15 de la primera porción 11. Un segundo pico de eco 23 en un tiempo t2 resulta de una reflexión de ondas sonoras 17 en la superficie 16 de la segunda porción 12. Un tercer pico de eco 24 en un tiempo t3 resulta de una reflexión de ondas sonoras 17 en la superficie trasera 20 de la segunda porción 12.
Por medio de una primera diferencia de tiempo At1 entre el primer y el segundo tiempo t1, t2, se puede calcular un grosor 25 (véase la Fig. 3) de la película lubricante 19. Además, por medio de una segunda diferencia de tiempo At2 entre el segundo y el tercer tiempo t2, t3 (y, por ejemplo, una velocidad de onda conocida), se puede calcular el grosor 14 (véase la Fig. 3) de la segunda porción 12.
Preferentemente, el sensor de ondas sonoras 13 está configurado para detectar el grosor 25 de la película de lubricación 19.
La Fig. 5 muestra una vista esquemática parcial de otro modo de realización de la disposición de cojinetes 10 de la turbina eólica 1. La disposición de cojinetes 10 comprende otro sensor de ondas sonoras 27 (también indicado como segundo sensor de ondas sonoras) que está configurado para detectar otro grosor 28 (también indicado como segundo grosor) de la segunda porción 12, por ejemplo, simultáneamente con una detección del grosor 14 (también indicado como primer grosor) por medio del sensor de ondas sonoras 13 (también indicado como primer sensor de ondas sonoras).
Preferentemente, la disposición de cojinetes 10 comprende un tercer sensor de ondas sonoras 29 que está configurado para detectar un tercer grosor 30 de la segunda porción 12, por ejemplo, simultáneamente con una detección de los grosores 14, 28 por medio de los sensores de ondas sonoras 13, 27. Por tanto, es posible detectar un grosor 14, 28, 30 fiable y constante de la segunda porción 12 que sea, por ejemplo, simplemente una almohadilla deslizante de la disposición de cojinetes 10.
Se entiende que las características explicadas con respecto al sensor de ondas sonoras 13, por ejemplo, se aplican mutatis mutandis a los sensores de ondas sonoras 27, 29.
Aunque la presente invención se ha descrito de acuerdo con los modos de realización preferentes, es obvio para los expertos en la técnica que esas modificaciones son posibles en todos los modos de realización.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una disposición de cojinetes (10) para una turbina eólica (1), que comprende una primera porción (11), una segunda porción (12) y un sensor de ondas sonoras (13) que está configurado para detectar un grosor (14) de la segunda porción (12), en la que una de la primera porción (11) y de la segunda porción (12) es móvil con respecto a la otra de l a primera porción (11) y de la se gunda porción (12), y se caracteriza por qu e el sensor de o ndas sonoras (13) está configurado para detectar el grosor (14) de la seg unda porción (12) a través de la primera porción (11).
2. Disposición de cojinetes de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el sensor de o ndas sonoras (13) está conectado de forma rígida a la primera porción (11).
3. Disposición de cojinetes de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el sensor de o ndas sonoras (13) está pegado a la primera porción (11).
4. Disposición de cojinetes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 - 3, en la que la primera porción (11) comprende material de acero.
5. Disposición de cojinetes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 - 4, en la que el sensor de ondas sonoras (13) está configurado para detectar el grosor (14) de la segunda porción (12) durante un movimiento de una de la primera porción (11) y de la segunda porción (12) con respecto a la otra de la primera porción (11) y de la segunda porción (12).
6. Disposición de cojinetes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 - 5, en la que la segunda porción (12) es una almohadilla deslizante.
7. Disposición de cojin etes de acuerdo co n la reivi ndicación 6, que com prende a demás una pl uralidad de almohadillas deslizantes dispuestas circularmente alrededor de la primera porción (11), en la que la pluralidad de almohadillas deslizantes está configurada para rotar alrededor de la primera porción (11).
8. Disposición de cojinetes de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el sensor de o ndas sonoras (13) está configurado para detectar grosores (14) de al menos dos almohadillas deslizantes.
9. Disposición de cojinetes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 - 8, que comprende además otro sensor de ondas sonoras (27, 29) que está configurado para detectar otro grosor (28, 30) de la segunda porción (12).
10. Disposición de cojinetes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 - 9, que comprende además una película lubricante (19) que está dispuesta entre la primera porción (11) y la segunda porción (12), y que está configurada para lubricar un movimiento entre la primera porción (11) y la segunda porción (12).
11. Disposición de cojinetes de acuerdo con la reivindicación 10, en la que el sensor de ondas sonoras (13) está configurado para detectar el grosor (14) de la segunda porción (12) a través de la película lubricante (19).
12. Una turbina eólica (1) qu e comprende una disposición de coji netes (10) de acu erdo con una de las reivindicaciones 1 - 11.
13. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además un buje (6) y una pal a (5) que está conectada de forma rotatoria al buje (6) por medio de la disposición de cojinetes (10).
14. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 13, en la que la primera porción (11) está conectada de forma fija a uno del buje (6) y de la pala (5) y la segunda porción (12) está conectada de forma fija al otro del buje (6) y de la pala (5).
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT519288B1 (de) * 2016-10-21 2018-07-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Lagerelement
EP3916251A1 (de) * 2020-05-27 2021-12-01 Flender GmbH Ultraschallbasierte sensoranordnung, überwachungsverfahren, sensorsystem, gleitlageranordnung und getriebe
DE102022202934A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Wälzlager mit einer Ultraschallsensoranordnung zur Überwachung von Laufbahnschäden
DE102023130944A1 (de) * 2023-11-08 2025-05-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lageranordnung mit Kraftsensorik

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0534135A (ja) 1991-07-29 1993-02-09 Ishikawajima Yusoki Kk 平軸受厚さの計測方法
DE102005053335B4 (de) * 2005-11-07 2007-09-20 Rothe Erde Gmbh Verfahren zur Messung des Verschleißes an den Laufflächen von Dichtungslaufringen und Verschleißmeßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US20100119370A1 (en) * 2009-11-17 2010-05-13 Modi Vivendi As Intelligent and optimized wind turbine system for harsh environmental conditions
DK2511521T4 (da) * 2011-04-14 2021-09-13 Siemens Gamesa Renewable Energy As Pitch-leje
WO2013057276A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Aktiebolaget Skf Method and device for determining a load zone in a roller bearing
US9188107B2 (en) * 2013-08-30 2015-11-17 General Electric Company Wind turbine bearings
EP2933480A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-21 Siemens Aktiengesellschaft Monitoring lamination of a component of a wind turbine
JP6491060B2 (ja) * 2015-08-21 2019-03-27 ミネベアミツミ株式会社 摺動部品、これを備える摩耗検知システム及びヨーシステム、並びに該ヨーシステムを備える風力発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
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