ES2898789T3 - Método para sustituir un cojinete usado, especialmente para sustituir un cojinete grande, como el cojinete principal de una turbina eólica, así como disposición de cojinete - Google Patents

Abstract

Método para sustituir un cojinete usado por un cojinete nuevo (8), especialmente para sustituir un cojinete grande como el cojinete principal de una turbina eólica, en donde - el cojinete usado aloja un árbol de rotor (4) y está dispuesto en una carcasa de cojinete usada, que está fijada en un soporte de máquinas (12), en donde el soporte de máquinas (12) presenta una configuración del tipo de semi-cáscara con una escotadura, en la que encajan la carcasa de cojinete (10) así como el cojinete (8) y en donde la carcasa de cojinete (10) se apoya lateralmente con brazos de fijación (14), que se proyectan radialmente sobre un borde del soporte de máquinas (12), - se retiran el cojinete (8) usado, así como la carcasa de cojinete usada, - el nuevo cojinete (8) está dividido en dirección circunferencial en segmentos de anillo de cojinete (18) y los segmentos de anillo de cojinete (18) se colocan alrededor del árbol del rotor (4) y se conectan a continuación entre sí, - para el nuevo cojinete (8) está prevista una carcasa de cojinete (10), - la carcasa de cojinete (10) presenta para una fijación en el soporte de máquinas (12) unas pestañas de fijación (14) y está dividida en dirección circunferencial en al menos un primer segmento de la carcasa (10A) así como al menos un segundo segmento de la carcasa (10B). - en donde los dos segmentos de la carcasa (10A, B) se colocan sin desmontaje del árbol del rotor (4) alrededor de éste y alrededor del cojinete (8), en donde - al menos el primer segmento de la carcasa (10A) es girado para el montaje alrededor del árbol del rotor (14), especialmente es enroscado en el soporte de máquinas (12) y a continuación es conectado con el segundo segmento de la carcasa (10B) o - al menos el primer segmento de la carcasa (10A) es conducido en una dirección perpendicular al árbol del rotor (4) lateralmente por delante de éste y a continuación, si es necesario, se desplaza radialmente en dirección al árbol del rotor (4) y se conecta con el segundo segmento de la carcasa (10B) y en donde, además, - al menos en el primer segmento de la carcasa (10A) está dispuesto como máximo un brazo de fijación que se proyecta radialmente, sobre el que se realiza una fijación en el soporte de máquinas.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para sustituir un cojinete usado, especialmente para sustituir un cojinete grande, como el cojinete principal de una turbina eólica, así como disposición de cojinete

La invención se refiere a un método para la sustitución de un cojinete usado por un cojinete nuevo, especialmente para la sustitución de un cojinete grande, como el cojinete principal de una turbina eólica. La invención se refiere, además, a una disposición de cojinete especialmente para un cojinete grande de este tipo.

Por cojinete grande se entienden en este caso, en general, cojinetes, que están configurados para cargas de soporte altas, por ejemplo, de varias toneladas y presentan típicamente un diámetro > 0,5 m y preferiblemente hasta aproximadamente 1 m.

En los últimos años, la energía eólica ha experimentado un desarrollo rasante con numerosos saltos de la tecnología con respecto a la potencia y al diseño de las instalaciones. En virtud de los ciclos de desarrollo cada vez más cortos, los conceptos existentes solamente escalan hacia arriba a menudo para la siguiente clase de potencia. En la zona de la sección de accionamiento, aquí especialmente el alojamiento del rotor, es decir, el alojamiento de un árbol de rotor, ha sido afectado por la escalada. El alojamiento de rotor más difundido es el alojamiento de 3 puntos, que ha encontrado amplia aplicación ya en instalaciones pequeñas < 500kW. El alojamiento de tres puntos se caracteriza por costes muy reducidos de los rodamientos y por una realización sencilla del montaje. El alojamiento de los rodamientos de la primera fase del engranaje representa el segundo cojinete del rotor y conduce las cargas del viento a través de los apoyos de los pares de torsión del engranaje al soporte de las máquinas. En esta solución del cojinete del rotor, es un inconveniente la fuerte influencia del engranaje a través de fuerzas de reacción y deformaciones, que son introducidas a través del alojamiento del rotor. Adicionalmente, en el caso de cojinetes de rodillos pendulares, las particularidades geométricas condicionadas por el tipo de construcción conducen a una distribución desfavorable de la carga y de la cinemática del cojinete, lo que conduce de nuevo a daños prematuros en el cojinete del rotor. Especialmente con la escalada creciente de esta solución para clases de potencia mayores, se puede observar una acumulación creciente de daños en el cojinete.

Además, existen conceptos del cojinete de rotor, como por ejemplo el llamado “alojamiento distribuido”, donde en lugar del segundo alojamiento en la primera fase del engranaje, se emplean dos cojinetes de rodillos pendulares o un cojinete de rodillos cónicos en dos series con cojinetes de rodillos cilíndricos adicionales. También en estas realizaciones de los cojinetes pueden aparecer daños prematuros, en virtud de las particularidades geométricas, de la distribución desfavorable de la carga y de la cinemática del cojinete.

Si debe sustituirse un cojinete de rotor dañado de un alojamiento de tres puntos o de un alojamiento distribuido, esto va unido, según el estado actual de la técnica, con un gasto financiero y de tiempo muy alto. Puesto que la integración del segundo alojamiento en el engranaje no permite un desmontaje sencillo del cojinete en la turbina eólica, debe desmontarse el árbol de rotor, incluyendo todo el engranaje. A tal fin, debe desmontarse toda la estrella del rotor. Por estrella del rotor se entiende en este caso el llamado cubo del rotor con las palas del rotor. El cubo del rotor está fijado en el lado extremo en el árbol del rotor. A continuación, se desmonta el alojamiento del rotor incluyendo el engranaje en un entorno protegido (nave de fabricación). Después del desmontaje, se conecta el nuevo alojamiento del rotor de nuevo con el engranaje y se transporta de retorno a la turbina eólica. Durante este proceso de reparación, está presente una grúa en la turbina eólica, en particular no está presente una segunda unidad de engranaje - cojinete de rotor ya pre-montada acabada en el marco de una sustitución del anillo.

En el caso del alojamiento distribuido, puede permanecer a menudo el engranaje sobre la góndola, y solamente debe desmontarse el árbol de rotor con la estrella del rotor. Pero esto es igualmente muy costoso a la vista del empleo creciente en aplicaciones marítimas. Para el desmontaje se necesita un buque de mantenimiento con grúa correspondiente, lo que conduce a costes y riesgos técnicos considerables.

El cojinete está dispuesto, en general, en una llamada carcasa de cojinete, que está fijada de nuevo en un soporte de máquinas. Para la simplificación del primer montaje, se conoce a partir del documento DE 10 2004 058 905 A1 configurar la carcasa del cojinete como carcasa de cojinete dividida, en donde se dispone en primer lugar una parte inferior de la carcasa y a continuación se monta el cojinete con varios segmentos del anillo exterior, antes de que se coloque finalmente una parte superior de la carcasa sobre la parte inferior de la carcasa. La parte inferior de la carcasa y la parte superior de la carcasa presentan, respectivamente, una pestaña que se distancia radialmente, a través de la cual se unen entre sí.

Se conoce, además, a partir del documento DE 10 2014 209 399 A1 una carcasa de cojinete de una pieza, que presenta en un lado un intersticio longitudinal regulable. De esta manera, se puede ensanchar un poco la carcasa de cojinete para una sustitución de un cojinete de rodillos pendulares. A tal fin, se desplaza el cojinete de rodillos pendulares en dirección axial fuera de la carcasa del cojinete y a continuación, en virtud de una segmentación del cojinete de rodillos pendulares, se puede retirar éste desde el árbol del rotor.

También el documento DE 10 2004 058905 A1 publica un método según el preámbulo de la reivindicación independiente 1 y una disposición de cojinete según el preámbulo de la reivindicación 9.

Partiendo de aquí, la invención tiene el cometido de posibilitar una sustitución sencilla de un cojinete usado, especialmente cojinete grande, como por ejemplo el cojinete principal de una turbina eólica. En particular, la invención tiene el cometido de posibilitar una sustitución del cojinete principal de una turbina eólica sin desmontaje del árbol del rotor y de la estrella del rotor. El cometido se soluciona según la invención por un método para la sustitución de un cojinete usado por un cojinete nuevo según la reivindicación 1 así como por una disposición de cojinete con las características de la reivindicación 9. Las ventajas y las configuraciones preferidas indicadas con respecto al método se pueden transferir convenientemente también a la disposición de cojinete y a la inversa. Configuraciones y desarrollos preferidos están contenidos en las reivindicaciones dependientes.

Para la sustitución, se realiza en primer lugar un desmontaje del cojinete antiguo existente, así como de una carcasa de cojinete existente. Para el desmontaje de estos componentes, se dividen éstos y se retiran sin desmontaje del árbol del rotor. Si la carcasa de cojinete existente se trata de una carcasa de cojinete según la invención, como se describe aquí, entonces ésta se puede dividir y desmontar sin destruirla. Si se trata de una carcasa de cojinete convencional, entonces es necesaria una destrucción de la carcasa de cojinete antigua, por ejemplo, por medio de soldaduras de separación, voladura, corte con sierra, erosión con alambre, etc. Lo mismo se aplica también para el cojinete usado. Si en este caso se trata de un cojinete dividido, éste se puede retirar sin destruirlo. En otro caso, se realiza también aquí una destrucción del cojinete a través de soldaduras de separación, voladura, corte con sierra, erosión con alambre, etc.

El nuevo cojinete está configurado como un cojinete dividido, que está dividido en dirección circunferencial en varios, preferiblemente dos, segmentos de anillo de cojinete. Los segmentos de anillo de cojinete se colocan alrededor del árbol del rotor y a continuación se conectan entre sí. Para este nuevo cojinete está prevista, además, una carcasa de cojinete dividida, que está dividida en dirección circunferencial en al menos un primer segmento de la carcasa, así como al menos un segundo segmento de la carcasa. La carcasa de cojinete se fija en el curso del montaje en un soporte de máquinas. Según la invención, está previsto también colocar la carcasa de cojinete, es decir, los dos segmentos de la carcasa, sin desmontaje del árbol de rotor, alrededor de éste y alrededor del cojinete. En este caso, tiene una importancia esencial que la carcasa de cojinete está configurada y dividida de tal manera que, sin desmontaje del árbol del rotor, se puede disponer alrededor de éste y se puede fijar en el soporte de máquinas. El soporte de máquinas está configurado en este caso normalmente al menos en la zona del cojinete principal en forma de una semi-cáscara, que aloja una mitad de la disposición de cojinete. La carcasa del cojinete se apoya lateralmente con brazos de fijación que se proyectan radialmente sobre un borde del soporte de máquinas y se fija allí con éste. La carcasa del cojinete con los segmentos de la carcasa está configurada, por lo tanto, en general, de tal forma que, a pesar de tales brazos de fijación necesarios, que se proyectan lateralmente, se puede montar alrededor del árbol del rotor.

Por medio de estas medidas, se acelera considerablemente la sustitución del cojinete, con lo que se evitan altos costes para capacidades de la grúa y riesgos técnicos para el hombre y la máquina durante el desmontaje de los rotores y engranajes que pesan toneladas. La sustitución del cojinete (del rotor) es, además, claramente menos dependiente de las condiciones del viento, puesto que solamente se elevan cargas muy ligeras con superficie de ataque reducida para el viento. Esto posibilita un montaje más seguro y más rápido a velocidades elevadas del viento. En el caso de turbinas eólicas marítimas, se posibilita, incluso en determinadas circunstancias, una preparación de los componentes ligeros y pequeños de la sustitución por helicóptero. Muchas instalaciones existentes tienen a tal fin dispositivos de instalaciones de grúas a bordo correspondientes para manejar partes del cojinete y de la carcasa.

Para el montaje / desmontaje de la carcasa del cojinete están disponibles en este caso diferentes posibilidades: según una primera configuración preferida, se gira el primer segmento de la carcasa para el montaje / desmontaje alrededor del árbol del rotor, especialmente se enrosca en el soporte de máquinas. En el desarrollo siguiente del montaje, se conecta con el segundo segmento de la carcasa. Por lo tanto, por medio de esta medida se inserta, por medio de un movimiento rotatorio, el segmento de la carcasa, por decirlo así, debajo del árbol del rotor entre éste y el soporte de máquinas, de manera que el árbol del rotor es agarrado, por lo tanto, por el primer segmento de la carcasa.

En una configuración preferida se procede en este caso de tal manera que se enrosca especialmente el primer segmento de la carcasa con la ayuda del cojinete ya montado sobre el árbol del rotor. A tal fin, se prefiere colocar el segmento de la carcasa sobre un anillo exterior del cojinete y a continuación se gira con éste alrededor del eje de rotación y, por lo tanto, alrededor del árbol del rotor.

En una alternativa preferida, en lugar de un movimiento o complementario a un movimiento rotatorio, se realiza un ciclo de movimiento lineal. Para esta segunda variante, se conduce el primer segmento de la carcasa en una dirección perpendicular al eje del rotor lateralmente por delante de éste. Si es necesario, se desplaza el primer segmento de la carcasa adicionalmente todavía radialmente en dirección al árbol del rotor y se lleva a la posición deseada. En este desplazamiento radial en dirección al eje del rotor se trata, por lo tanto, de un segundo movimiento lineal. A continuación, se conecta el primer segmento de la carcasa de nuevo con el segundo segmento de la carcasa. El movimiento del primer segmento de la carcasa perpendicularmente al árbol del rotor se realiza especialmente conduciendo el primer segmento de la carcasa desde arriba lateralmente por delante del árbol del rotor. Esto se puede realizar de manera sencilla en suspensión, por ejemplo, con la ayuda de una grúa. Alternativamente a ello, se desplaza el primer segmento de la carcasa lateralmente y en dirección horizontal en primer lugar por debajo del árbol del rotor y se eleva, por ejemplo, a continuación. La primera variante es la preferida, puesto que, en ésta, el soporte de máquinas es menos perturbador.

La disposición del primer segmento de la carcasa se realiza en este caso de manera más conveniente cuando el cojinete no está todavía montado o se encuentra en una posición axial distanciada del cojinete dispuesto ya al menos parcialmente en el árbol del rotor. De esta manera, está disponible más espacio para el montaje / desmontaje del segmento de la carcasa en el soporte de máquinas, de manera que, por lo tanto, se pueden conducir los segmentos de la carcasa al menos parcialmente en forma de segmento circular por delante del árbol del rotor.

De manera conveniente, se manipula también el segundo segmento de la carcasa idénticamente al primer segmento de la carcasa, es decir, que o bien se gira igualmente alrededor del árbol del rotor o se conduce lateralmente por delante de éste. En estos casos, la carcasa del cojinete está especialmente separada a lo largo de un plano de separación vertical, de manera que, por lo tanto, están dispuestos lugares de separación entre los dos segmentos de la carcasa en una posición de 0° y de 180° (arriba y abajo). Cuando a este respecto se habla de “arriba” y “abajo”, se entiende en este caso la dirección geodésica en la dirección de la fuerza de la gravedad.

Como ya se ha mencionado, los segmentos de la carcasa se montan a una distancia del cojinete. En una configuración conveniente, está previsto, en general, que después del montaje del primero y/o del segundo segmento de la carcasa, éste sea desplazado axialmente a lo largo del árbol del rotor, especialmente de tal manera que el segmento respectivo de la carcasa se desplaza axialmente en dirección al cojinete ya montado. De manera más conveniente, en este caso se realiza un desplazamiento sucesivo de los dos segmentos de la carcasa, de manera que, por lo tanto, se coloca en primer lugar el primer segmento de la carcasa en una posición de montaje axial, se desplaza éste, entonces axialmente, a continuación, se coloca el segundo segmento de la carcasa en la posición de montaje axial y finalmente se desplaza éste, entonces axialmente en dirección al primer segmento de la carcasa. Un desplazamiento axial de ambos segmentos de la carcasa está previsto especialmente en un plano de división vertical.

Los dos componentes de la carcasa se desplazan en este caso en dirección al cojinete. Alternativamente se desplaza el cojinete en dirección a los segmentos de la carcasa. Por medio de esta actuación sucesiva está disponible más espacio para la disposición del segmento respectivo de la carcasa en el árbol del rotor, respectivamente, en el espacio limitado del soporte de máquinas.

En configuración conveniente, se monta una traviesa, que apoya el árbol del rotor. El montaje de la traviesa se realiza en este caso antes del desmontaje del cojinete usado y de la carcasa del cojinete usado. Por lo tanto, de esta manera, las fuerzas y/o momentos del árbol del rotor, que en otro caso son asumidos por el cojinete, son absorbidos por la traviesa, de manera que se posibilita de una forma fiable un montaje / desmontaje sin retirar el árbol del rotor, así como la estrella del rotor.

En desarrollo preferido, los dos segmentos de la carcasa están unidos entre sí en unión positiva en dirección circunferencial y/o en la dirección del árbol del rotor. De manera complementaria, está prevista una unión por aplicación de fuerza, por ejemplo, por medio de tornillos o por medio de un enclavamiento. Por medio de la unión positiva se garantiza un posicionamiento relativo lo más exacto posible de los dos segmentos de la carcasa entre sí. Para la unión positiva están configurados unos elementos de unión positiva adaptados de manera correspondiente a los dos segmentos de la carcasa, como superficies de tope, etc. En configuración preferida, los dos segmentos de la carcasa presentan en la zona de sus superficies de contacto y de unión un rayado o un dentado, por el que se configura la unión positiva efectiva axial y/o circunferencial deseada.

Los cojinetes divididos, especialmente rodamiento, tienen dos inconvenientes básicos, frente a los rodamientos no divididos convencionales. En el caso de los de un rodamiento dividido existe siempre una juntura de separación, que representa un punto de debilitamiento para la resistencia de rodadura y, por lo tanto, para la duración de vida del alojamiento. Éste es también el motivo por el que no se instalan ya alojamientos divididos en turbinas eléctricas nuevas. El segundo inconveniente reside en la anchura del anillo de cojinete adicional, en virtud de la unión necesaria de los segmentos del anillo de cojinete por medio de tornillos.

Para evitar el primer inconveniente, la juntura de separación entre los dos segmentos del anillo de cojinete está destalonada preferiblemente por un perfilado especial específico de la carga del viento. Entre los dos segmentos del anillo de cojinete está previsto, por lo tanto, con preferencia un intersticio. La juntura de separación está orientada en este caso especialmente bajo un ángulo diferente de 90° con respecto a una superficie lateral interior del anillo para evitar que el cuerpo rodante respectivo ruede de una vez en la zona de la juntura de separación. Adicionalmente, se dispone la juntura de separación de los segmentos del anillo de cojinete con preferencia selectivamente sobre un ángulo de 86,5 - 93,5° con respecto a la dirección circunferencial de la trayectoria. De esta manera, se evita que todo el flanco de los cuerpos rodantes entre de una vez en la juntura de separación. Esto reduce la carga sobre ambos cuerpos rodantes y garantiza una lubricación y una cinemática mejoradas y, por lo tanto, una duración prolongada de la vida del alojamiento.

Otra característica preferida representa la disposición selectiva de la juntura de separación del anillo exterior con respecto a la carcasa del cojinete. Aquí, numerosos análisis de la carga han mostrado que es especialmente conveniente para la duración de vida del cojinete principal, disponer las dos junturas de separación entre las 2-4 horas y 8-10 horas. En estas zonas aparecen cargas más reducidas y el cuerpo rodante está impulsado con fuerzas de presión más reducidas. Las junturas de separación están dispuestas, por lo tanto, en configuración preferida, en estas zonas.

En contra de la técnica empleada hasta ahora, por ejemplo, técnica de voladura para la división de los anillos de cojinete, se prevé preferiblemente una separación mecánica fina de los anillos (por ejemplo, erosión con alambre). En este caso, se puede ajustar una alineación selectiva del intersticio y sobre todo se puede asegurar una anchura definida del intersticio entre los segmentos del anillo (por ejemplo, en el intervalo de pocos mm, de 0,5 mm a 4 mm, en particular aproximadamente 2 mm). En conexión con los segmentos de fijación descritos todavía a continuación para la unión de los segmentos de anillo, se puede ajustar de esta manera una presión más elevada y más exacta de la juntura entre el anillo interior del cojinete y el árbol del rotor unidos.

Otra limitación para el empleo futuro en la fuerza eólica de rodamientos divididos hasta ahora representa la desviación de los cojinetes divididos respecto de las dimensiones normalizadas de los rodamientos de base, lo que puede conducir a problemas en el caso de una sustitución en virtud de las condiciones marginales geométricas existentes. Especialmente la anchura de los anillos de cojinete se desvía claramente de las medidas de montaje normalizadas. Sin embargo, un anillo de cojinete demasiado ancho conduce a problemas considerables en el montaje sobre el asiento de cojinete existente del árbol del rotor o bien puede hacer imposible un montaje sobre el árbol de rotor existente. Pero si debe sustituirse el árbol del rotor, deberían desmontarse de nuevo el rotor y el engranaje y se perderían todas las ventajas de una solución del cojinete de rotor dividido. Por este motivo, se presentan a continuación nuevos principios de solución para un rodamiento dividido lo más pequeño posible.

En configuraciones preferidas, se proponen a continuación diferentes principios de solución: Puesto que, en el caso de un cojinete dañado, ya se ha alcanzado a menos el 50 % de la duración de vida necesaria, el rodamiento instalado nuevo puede presentar un índice de carga más reducido. Sin embargo, en el diseño del alojamiento, no sólo debe tenerse en cuenta la carga funcional, sino igualmente eventos extremos. En los últimos años de funcionamiento, pueden aparecer igualmente eventos extremos (ráfaga de 50 años), que conducen de nuevo a sobrecarga y daño del rodamiento. Por lo tanto, debe asegurarse que el cojinete está adaptado tanto a las cargas funcionales como también a las cargas extremas. Según la invención, se aprovecha aquí la siguiente consideración con respecto al cálculo de la duración de vida.

En comparación con un cojinete convencional, que está diseñado para una duración de vida máxima o bien en comparación con el cojinete a sustituir, sobre un círculo parcial igual o similar, se disponen claramente más cuerpos rodantes con un diámetro menor en la periferia. Debido a la pluralidad de cuerpos rodantes más pequeños resultan claramente más lugares de carga en el cojinete, lo que eleva el índice de soporte estático y, por lo tanto, la seguridad estática para las cargas extremas. Pero está realización es desfavorable para la duración de vida, puesto que, a través de los cuerpos rodantes adicionales, se eleva el índice de arrollamiento y, por lo tanto, se eleva el cambio de carga. A pesar de la carga más reducida de los cuerpos rodantes individuales, el aumento del cambio de carga conduce a una duración de vida más reducida del rodamiento. Sin embargo, esto no es problemático, puesto que el cojinete de sustitución dividido necesita sólo todavía una parte, por ejemplo, el 50%, de la duración de vida necesaria originalmente. Según la invención, se ha conseguido aquí una elevación del número de cuerpos rodantes en torno al 10-35% y una reducción del diámetro de los cuerpos rodantes en un 5-30%, lo que es especialmente favorable. El potencial adicional obtenido de esta manera del índice de carga estático se puede utilizar ahora selectivamente para reducir la longitud de los cuerpos rodantes y de esta manera obtener espacio de construcción axial para la unión de los dos segmentos del anillo de cojinete. Otro efecto positivo de esta realización es que a través del diámetro reducido de los cuerpos rodantes se genera más espacio de construcción radial para la integración de los elementos de fijación en el anillo interior o bien en el anillo exterior.

En general, para el cojinete principal están previstos a menudo cojinetes de varias series, especialmente de doble serie. En virtud de la diferente carga de las dos series del cojinete, también es conveniente configurar más cortos los cuerpos rodantes de una de las dos series del cojinete. Esto conduce, en efecto, a una duración de vida y a una seguridad estática más reducidas de una de las series de cuerpos rodantes, pero se puede utilizar, de acuerdo con las limitaciones admisibles de diseño, para la reducción del espacio de construcción axial de los anillos de cojinete.

Además de los principios específicos del cojinete para la reducción del espacio de construcción, es conveniente trabajar en una técnica de unión nueva y economizadora de espacio de los segmentos del anillo de cojinete. En rodamientos divididos convencionales, se unen los dos segmentos del anillo interior y del anillo exterior del cojinete por medio de tornillos. En el anillo exterior de cojinetes de rodillos pendulares se utiliza la sección transversal elevada del anillo en el lado exterior para alojar los tornillos sin anchura elevada del anillo. En el anillo interior de esta forma de construcción del cojinete esto se configura ya claramente más difícil, por lo que la unión atornillada según el estado de la técnica se realiza en un apoyo axial adicional. Sin embargo, este apoyo conduce a una anchura claramente mayor del anillo interior del cojinete, que se configura problemática en una solución de sustitución. Para solucionar esta limitación técnica, se presentan los siguientes principios de solución para las nuevas soluciones de unión para los segmentos del anillo del cojinete.

A este respecto, se conectan los segmentos del anillo de cojinete entre sí en unión positiva y por aplicación de fuerza por medio de elementos de sujeción correspondientes en lugar de la unión atornillada hasta ahora. En los segmentos del anillo de cojinete se prevén contra formas correspondientes, que representan un seguro y un centrado axiales y radiales. Los elementos de sujeción se alargan de manera correspondiente mecánica y/o térmicamente y entonces se conducen sobre la contra forma. Después de la descarga y/o de la refrigeración de los elementos de sujeción se obtiene una unión positiva y por aplicación de fuerza selectiva, que retiene los anillos de forma duradera. Los elementos de sujeción pueden estar realizados de múltiples formas y se extienden radialmente sobre la juntura de separación de los segmentos del anillo de cojinete o bien encajan axialmente en las superficies frontales de los dos segmentos del anillo de cojinete. En la realización constructiva son decisivos un espacio de construcción axial reducido del anillo de cojinete unido y una unión fiable, incluyendo el prensado suficiente de la juntura para el asiento del cojinete sobre el árbol del rotor. La representación siguiente ilustra esquemáticamente una realización posible de tal elemento de sujeción en el anillo interior. Preferiblemente, los dos segmentos se extienden sobre 5-180° de la periferia del anillo de cojinete. En el caso de un ángulo mayor, por ejemplo, de 180°, los elementos de sujeción pueden aplicar más fuerza para la unión positiva y de aplicación de fuerza deseada, especialmente cuando la unión positiva y por aplicación de fuerza se configura a través de calentamiento con refrigeración siguiente.

Como ya se ha mencionado, el montaje / desmontaje del cojinete se realiza sin desmontaje del árbol del rotor, así como de la estrella del rotor. Es decir, que, durante la sustitución, el árbol del rotor está conectado con un cubo, en el que están fijadas las palas del rotor. El cubo y las palas del rotor forman la estrella del rotor. Durante el montaje del cojinete nuevo está previsto ahora que el cubo y, por lo tanto, la estrella del rotor, estén asegurados contra una rotación. A tal fin, en una configuración preferida, está previsto que en primer lugar después de la división de la carcasa de cojinete antigua, una parte de la misma esté fijada todavía en el soporte de máquinas y esté conectada con el cubo para el seguro contra giro por medio de un primer elemento de seguridad. En este elemento de seguridad se trata especialmente de un llamado bloqueo del rotor, que se prepara especialmente a través de un bulón que se extiende en dirección axial. Éste encaja a través de un taladro del bloqueo del rotor en la carcasa del cojinete y en un alojamiento correspondiente en el cubo. Mientras el primer elemento de seguridad está activo todavía sobre toda la carcasa antigua del cojinete, se fija uno de los segmentos nuevos de la carcasa en el soporte de máquinas y se conecta el nuevo segmento de la nueva carcasa del cojinete con el cubo para el seguro contra giro sobre un segundo elemento de seguridad. A continuación, se suelta el seguro contra giro sobre el primer elemento de seguridad y se retira totalmente la carcasa antigua del cojinete. Por medio de esta medida se asegura, respectivamente, durante el montaje / desmontaje que el rotor y, por lo tanto, la estrella del rotor esté asegurados contra una rotación.

Para la (nueva) carcasa del cojinete y su división existen diferentes variantes de realización preferidas, como se reproducen especialmente en la reivindicación 13.

En este caso, todas las variantes tienen en común que al menos en el primer segmento de la carcasa, que debe girarse alrededor del árbol del rotor o debe conducirse lateralmente por delante de éste, solamente está dispuesto como máximo un brazo de fijación que se proyecta radialmente, sobre el que se realiza una fijación en el soporte de máquinas. Esto posibilita el montaje alrededor del árbol del rotor.

Según una primera variante preferida, están previstos dos segmentos de la carcasa, en donde cada uno de los dos segmentos de la carcasa presenta exactamente un brazo de fijación, que está configurado en el lado extremo en el segmento respectivo de la carcasa. Con el extremo opuesto se apoya el segmento respectivo de la carcasa entonces en el brazo de fijación o al menos en la zona del brazo de fijación del otro segmento de la carcasa. Con preferencia, en este caso se trata de piezas iguales, que están orientadas desplazadas giradas solamente 180°. Por medio de esta configuración, se posibilita especialmente un montaje simplificado, como por ejemplo una conducción lateral por delante del árbol del rotor o también una rotación alrededor del árbol del rotor, puesto que solamente en un lado de un segmento respectivo de la carcasa está configurado el brazo de fijación, que puede ser perturbador durante el montaje, en virtud de la situación estrecha de construcción. En esta variante de realización, el plano de la división en el estado montado está alineado con preferencia horizontalmente.

Según una segunda alternativa preferida, en cada uno de los segmentos de la carcasa (en el caso preferido de dos únicos segmentos de la carcasa), de nuevo está previsto sólo exactamente un brazo de fijación, estando éste dispuesto, a diferencia de la variante de realización anterior, ahora distanciado de los extremos del segmento y con preferencia en el centro. Esta configuración es especialmente adecuada para disposiciones, en las que entre los dos segmentos de la carcasa está configurado un plano de división vertical. En la segunda variante de realización existe de nuevo la posibilidad de que se gire un segmento respectivo de la carcasa, por ejemplo, alrededor de un cuatro de giro hasta que el brazo de fijación se apoye lateralmente sobre el soporte de máquinas. Alternativamente, los segmentos de la carcasa se pueden conducir también en primer lugar lateralmente por delante del árbol del rotor, por ejemplo, se eleven desde arriba por medio de una grúa. También en esta segunda variante, en los dos segmentos de la carcasa se trata preferiblemente de piezas iguales.

Según una tercera variante, están previstos de nuevo dos segmentos de la carcasa, que están configurados, sin embargo, diferentes. Especialmente, el primer segmento de la carcasa no presenta ningún brazo de fijación y solamente el segundo segmento de la carcasa presenta en sus extremos de los segmentos, respectivamente, un brazo de fijación para la fijación en el soporte de máquinas. El primer segmento de la carcasa se utiliza como un segmento inferior de la carcasa, que se coloca, por lo tanto, debajo del árbol del rotor, especialmente por medio de una rotación. En virtud de la ausencia de los brazos de fijación, esto es posible sin más debido al espacio de construcción reducido.

Según una cuarta variante, están previstos más de dos y con preferencia cuatro segmentos de la carcasa. A través de la configuración de varias partes, éstas se pueden colocar, en las situaciones de montaje estrecho, más fácilmente alrededor del árbol del rotor. En configuración preferida, en este caso está previsto que, respectivamente, una pareja de los cuatro segmentos totales de la carcasa esté configurada como piezas iguales. Los segmentos de la carcasa de una pareja presentan con preferencia, respectivamente, en el lado extremo exactamente un brazo de fijación.

Según otra quinta variante de realización, está previsto, además, que la carcasa de cojinete como tal y, por lo tanto, los segmentos de la carcasa, presenten o configuren una trayectoria integrada y de esta manera configuren un anillo exterior del cojinete.

En virtud de la configuración dividida del cojinete, así como también de la carcasa, es ventajosa una colocación y disposición lo más exactas posible de los segmentos individuales entre sí. A tal fin, por una parte, la configuración de unión positiva en dirección radial / periférica, así como en dirección axial está prevista con superficies de apoyo correspondientes en los planos de unión de los segmentos, como se ha descrito anteriormente. De forma complementaria, en configuración preferida, a través de la formación de la disposición de cojinetes, se asegura que los segmentos individuales sean presionados entre sí, de manera que se apoyen entre sí de la manera más ajustada exacta posible.

El cojinete presenta, en general, anillos de cojinete, a saber, un anillo interior y un anillo exterior, que están divididos, respectivamente, en segmentos de anillo de cojinete. El cojinete se fija preferiblemente en dirección axial. A tal fin, se fija el cojinete con la ayuda de un elemento de fijación, por ejemplo, una tuerca de árbol, por ejemplo, bajo la intercalación de los llamados anillos de fijación. El elemento de fijación para el anillo exterior se genera, por ejemplo, a través de partes de la carcasa del cojinete, especialmente a través de las llamadas tapas del cojinete, que están dispuestas en dirección axial.

En configuración preferida, está previsto ahora que al menos entre uno de los anillos de cojinete y un elemento de fijación esté configurado un asiento cónico y, en concreto, de tal manera que, en el caso de una fijación axial del elemento de fijación, se ejerce una fuerza de fijación radial sobre el anillo de cojinete respectivo. Con preferencia, ambos anillos de cojinete se fijan de esta manera, actuando sobre el anillo de cojinete exterior la cara de la carcasa como elemento de fijación y sobre el anillo de cojinete interior, por ejemplo, una tuerca de árbol. El anillo exterior del cojinete presenta, por ejemplo, una superficie exterior periférica, que configura un asiento cónico. Por medio de la fijación de la tapa de la carcasa en dirección axial, se desplaza al mismo tiempo el segmento circundante de la carcasa del cojinete en dirección axial, de manera que en virtud del asiento cónico entre la carcasa de cojinete y el anillo exterior del cojinete se genera una fuerza de fijación que actúa en dirección radial. En la zona del anillo interior, éste presenta preferiblemente en sus hombros marginales, respectivamente, un asiento cónico, al menos en un lado marginal circundante, sobre el que actúa el elemento de fijación o al menos un anillo de fijación.

A continuación, se explican en detalle ejemplos de realización de la invención con la ayuda de las figuras. Éstas muestran, respectivamente, en representaciones simplificadas lo siguiente:

La figura 1 muestra una representación fragmentaria en perspectiva de un soporte de máquinas con árbol de rotor, cojinete (de rotor) con traviesa, así como un cubo.

La figura 2 muestra una representación despiezada ordenada en perspectiva de un cojinete.

Las figuras 3A, 3B muestran una representación en perspectiva, así como una representación despiezada ordenada de una carcasa de cojinete según una primera variante de realización.

Las figuras 4A, 4B muestran una representación en perspectiva, así como una representación despiezada ordenada de una carcasa de cojinete según una segunda variante de realización.

Las figuras 5A, 5B muestran una representación en perspectiva, así como una representación despiezada ordenada de una carcasa de cojinete según una tercera variante de realización.

Las figuras 6A, 6B muestran una representación en perspectiva, así como una representación despiezada ordenada de una carcasa de cojinete según una cuarta variante de realización.

La figura 7 muestra una representación en forma de una representación en sección de una sección longitudinal a lo largo de un eje longitudinal a través de una disposición de cojinete (sin mitades).

La figura 8 muestra una vista en la dirección de la visión del árbol del rotor sobre una disposición de cojinete con soporte de máquinas.

Las figuras 9A a 9F muestran diferentes representaciones de la disposición de cojinete para la explicación del proceso de montaje, así como

La figura 10 muestra una representación fragmentaria en la zona de unión de dos segmentos de la carcasa de cojinete.

En las figuras, las partes equivalentes se representan con los mismos signos de referencia.

La figura 1 muestra una representación fragmentaria de una disposición de cojinete 2 de una turbina eólica. Y, en concreto, se refiere a una disposición de cojinete 2 de un cojinete principal o también cojinete de rotor, con el que está alojado un árbol de rotor 4. En el árbol de rotor 4 está fijado un cubo 6 en el lado extremo frontal. En este cubo están dispuestas, de manera no representada en detalle, varias, típicamente tres palas de rotor. El árbol de rotor 4 está conectado habitualmente con un engranaje y/o generador, que no se representa en la figura 1. El árbol de rotor 4 está alojado en un cojinete 8. En este caso, se trata, en general, de un cojinete grande y especialmente del cojinete principal ya mencionado de la turbina eólica. El cojinete 8 está dispuesto de nuevo en una carcasa de cojinete 10, que está fijada en un soporte de máquinas 12. El soporte de máquinas 12 presenta, al menos en la zona de la carcasa de cojinete 10, una configuración del tipo de semi-cáscara, es decir, que presenta un espacio libre o una escotadura, en la que penetran parcialmente la carcasa de cojinete 10 así como el cojinete 8. La carcasa de cojinete 10 se apoya sobre un borde de soporte lateral del soporte de máquinas 12 con pestañas de fijación 14, que sobresalen en dirección radial perpendicularmente a una dirección axial. La dirección axial está definida por la dirección longitudinal del árbol de rotor 4.

Sobre el lado del cojinete 8, opuesto al cubo 6, está apoyado el árbol de rotor 4 sobre una traviesa 16. El árbol de rotor 4 está conducido, en el estado montado, a través de la traviesa 16-Para el montaje simplificado de la traviesa 16. Esta está configurada preferiblemente como una traviesa dividida 16. La traviesa 16 se apoya sobre el soporte de máquinas 12 y está fijada con éste. En la situación representada en la figura 1, no se representan el engranaje o bien el generador. En éste se apoya el árbol de rotor 4 típicamente de forma complementaria.

La traviesa 16 sustituye, durante el montaje / desmontaje del cojinete 8, a un punto de apoyo para el árbol de rotor 4. La traviesa 16 solamente está colocada durante el montaje / desmontaje del cojinete 8.

Para la sustitución de un cojinete usado por un cojinete nuevo 8 sin un desmontaje del árbol de rotor 4 así como del cubo 6 o bien de toda la estrella del rotor y de forma complementaria también un desmontaje del engranaje, está previsto, en principio, que el cojinete 8 esté dividido en segmentos de anillo de cojinete 18 y la carcasa 10 en segmentos de carcasa 10A, 10B. En el caso de sustitución, se monta, además, en primer lugar, la traviesa 16 para el apoyo del árbol de rotor 4. A continuación, se retiran el cojinete usado, así como la carcasa de cojinete, si es necesario a través de la destrucción de estos componentes, por ejemplo, soldaduras de separación, voladura, etc. A continuación, se monta el nuevo cojinete 8 así como la carcasa de cojinete 10 en virtud de la configuración dividida alrededor del árbol de rotor 4, antes de que se retire entonces de nuevo la traviesa 16.

Con la ayuda de la figura 2 se representa en primer lugar, por ejemplo, el cojinete dividido 8. Éste presenta un anillo interior 20 y un anillo exterior 22, que están divididos, respectivamente, en dos segmentos de cojinete 18, que se extienden, respectivamente sobre 180°. Entre los dos anillos 20, 22 están dispuestos cuerpos rodantes 24. En el cojinete se trata, por ejemplo, de un cojinete preferiblemente de dos series, especialmente de un cojinete pendular de rodillos. En principio, también son posibles otras configuraciones de cojinetes conocidas para cojinetes principales.

Los segmentos de anillo de cojinete 18 están unidos entre sí en configuración conveniente por medio de elementos de sujeción 26. En los lados exteriores frontales opuestos axialmente de un segmento de cojinete 18 respectivo están configurados a tal fin en el ejemplo de realización unos elementos de forma contraria en forma de escotaduras, que forman superficies de recesos para los elementos de sujeción 26. Los elementos de sujeción 26 están realizados, por ejemplo, del tipo de pinzas. Los elementos de sujeción se alargan durante el montaje, por ejemplo, mecánica y/o térmicamente y se montan. Después de la descarga y/o refrigeración resulta una unión positiva y por aplicación de fuerza, que retiene juntos de manera duradera los elementos de anillo de cojinete 18. En el plano de división de los segmentos de anillo de cojinete de los segmentos de anillo de cojinete está configurada, respectivamente, una juntura de separación 28. Sobre ésta ruedan los cuerpos rodantes 24 en el funcionamiento. Para mantener la carga lo más reducida posible, la juntura de separación está destalonada, de manera que se configura un intersticio. El plano de separación de los segmentos de anillo de cojinete 18 está seleccionado convenientemente, de tal manera que las junturas de separación 28 están dispuestas en la zona entre 2:00 horas y 4:00 horas, así como 8:00 horas y 10:00 horas.

En las figuras 3 a 6 se muestran diferentes variantes para la carcasa de cojinete 10 en representación simplificada. En todas las variantes, la carcasa de cojinete 10 está formada, en el estado montado, por un cuerpo de base anular, desde el que sobresalen lateralmente las dos pestañas de fijación 14, por medio de las cuales se fija la carcasa de cojinete 10 en el soporte de máquinas 12 especialmente por medio de tornillos.

Según una primera variante, que se representa en las figuras 3A, 3B, la carcasa de cojinete 10 presenta exactamente dos segmentos de carcasa 10A, 10B. Cada uno de los segmentos de carcasa 10A, 10B está configurado en este caso asimétricamente. Se extienden, respectivamente, sobre aproximadamente 180° y están configurados como segmentos de semi-anillo. Los dos segmentos de la carcasa 10A, 10B están configurados diferentes en la configuración según las figuras 3A, 3B. La pestaña de fijación 14 que se proyecta radialmente está configurada en un extremo. En el extremo opuesto están configuradas unas superficies de tope planas 30 respectivas, con las que se apoya el segmento respectivo de la carcasa 10A, 10B en el otro segmento de la carcasa cerca de la pestaña de fijación 14, pero en una zona desplazada radialmente hacia dentro.

Esta zona de apoyo no se proyecta o sólo en una medida insignificante, por lo tanto - con preferencia en todas las variantes de realización de la carcasa de cojinete - en dirección radial más allá del diámetro exterior del cuerpo de base anular. En particular, esta zona de apoyo no se proyecta más allá del borde de soporte del soporte de máquinas 12, sobre el que se apoyan las pestañas de fijación 14.

El primer segmento inferior de la carcasa 10A se enrosca durante el montaje con preferencia en el soporte de máquinas 12, es decir, especialmente girado alrededor de 90° hasta que la pestaña de fijación 14 se apoya sobre el borde del soporte de máquinas 12. A continuación, se coloca el segundo segmento de la carcasa 10B desde arriba. El plano de división de la carcasa de cojinete 10 está orientado en esta variante en dirección horizontal.

La variante de realización representada en las figuras 4A, 4B presenta de nuevo dos segmentos de carcasa 10A, 10B, que presentan, respectivamente, superficies de tope extremas 30. Éstas definen una zona de apoyo, en la que se apoyan los dos segmentos de la carcasa 10A, B entre sí y también se conectan entre sí. Cada segmento de carcasa 10A, 10B presenta en el centro una pestaña de fijación 14. En esta variante, está previsto a este respecto un plano de división vertical en la posición de 12:00 horas y 6:00 horas. Para el montaje o bien se enrosca de nuevo el primer segmento de la carcasa 10A o se conduce también desde arriba con la ayuda de una grúa lateralmente por delante del árbol de rotor 4 y, en caso necesario, se coloca a continuación en dirección radial sobre éste.

A continuación, se coloca el segundo segmento de la carcasa 10B. A tal fin, está previsto de nuevo o bien una rotación del segundo segmento de la carcasa 10B o también una conducción lateral por delante del árbol de rotor 4. Preferiblemente, se desplaza el segundo segmento de la carcasa 10B a continuación en la dirección del árbol de rotor 4 axialmente al primer segmento de la carcasa 10A y se conecta de nuevo con elementos de unión positiva y por aplicación de fuerza con el primer segmento de la carcasa 10A. El lugar de unión de los dos segmentos de la carcasa I OA, 10B se define generalmente por las superficies de tope 30.

En general, - independientemente de las diferentes variantes - estas superficies de tope 30 presentan elementos de unión positiva axiales y/o radiales 32, por ejemplo, en forma de apéndices (ver a este respecto, por ejemplo, la figura 3B o también la figura 6B). Estos elementos de unión positiva 32 garantizan una unión ajustada exacta de los dos segmentos de la carcasa 10A, 10B y evitan tensiones de cizallamiento o de flexión desfavorables sobre otros elementos de unión, como tornillos o elementos de sujeción, que resultan a partir de las cargas del viento y de la deformación de las instalaciones.

Los dos segmentos de la carcasa 10A, 10B están configurados preferiblemente como piezas iguales, de manera que se posibilita una fabricación sencilla.

Para la unión de los segmentos de la carcasa 10A, 10B están previstos preferiblemente, en general, elementos de aplicación de fuerza, como tornillos 31, o también elementos de sujeción similares a los representados en la figura 2. Para complementar, están previstos preferiblemente todavía los elementos de unión positiva 32. Para la fijación y para la alineación exacta de los segmentos de la carcasa 10A, B están previstos preferiblemente de forma complementaria todavía elementos de fijación, por ejemplo, en forma de elementos de cuña 33. Éstos se pueden insertar entre elementos complementarios de unión positiva 32. Una variante de realización posible a este respecto se representa, por ejemplo, en la figura 10. En los segmentos de la carcasa 10A, 10B están configurados los elementos de unión positiva 32 en forma de ranuras y nervaduras que se extienden en dirección axial, que encajan entre sí en forma de mordazas. En una zona intermedia entre la ranura de un segmento de la carcasa 10a y de la nervadura, que encaja en la ranura, del otro segmento de la carcasa 10B se inserta el elemento de cuña 33.

En la tercera variante según las figuras 5A, 5B, el primer segmento inferior de la carcasa 10A no posee ninguna pestaña de fijación 14. Ambas pestañas de fijación 14 están dispuestas en el segundo segmento de la carcasa IOB, que se monta desde arriba. El segmento inferior de la carcasa 10A no está conectado, por lo tanto, directamente, con el soporte de máquinas 12, sino más bien indirectamente por el segundo segmento superior de la carcasa 10B. El segmento inferior de la carcasa 10A no se proyecta, en general, más allá del borde de apoyo del soporte de máquinas 12.

El primer segmento inferior de la carcasa 10A se enrosca de nuevo, por ejemplo, para disponerlo debajo del árbol de rotor 4. Durante el montaje, se apoya, por ejemplo, con la ayuda de estampas hidráulicas frente al soporte de máquinas. En el desarrollo siguiente del montaje, se coloca el segundo segmento superior de la carcasa 10B y se fija en el soporte de máquinas 12. El segmento inferior de la carcasa 10A - por ejemplo, junto con el cojinete 8 - se extiende entonces hacia arriba por medio de tornillos y se conduce contra el segmento superior de la carcasa 10B. Alternativamente a tornillos, se emplean, por ejemplo, elementos de sujeción para la conexión de los segmentos de la carcasa 10A, 10B - como se ha descrito en el cojinete 8 con relación a la figura 2 -. En este caso, se presiona, por ejemplo, el segmento inferior de la carcasa 10A con la ayuda de medios auxiliares, como estampas hidráulicas, activamente hacia arriba contra el segundo segmento superior de la carcasa 10B.

En alternativa preferida, se monta en primer lugar el cojinete 8 y se coloca el primer segmento de la carcasa 10A sobre el cojinete 8 y se gira con el cojinete 8 hacia abajo y se apoya, por ejemplo, con medios auxiliares antes de que se coloque entonces a continuación el segundo segmento de la carcasa 10B y se conecte con el primer segmento de la carcasa 10A.

En la cuarta variante de realización según las figuras 6A, 6B, la carcasa de cojinete 10 presenta, en total, cuatro segmentos de la carcasa 10A, 10B, estando éstos configurados, respectivamente, por parejas, por piezas iguales. En lugar de la configuración de cuatro partes, también es posible una configuración de tres o más partes. De esta manera, es posible especialmente un montaje flexible. A través de la configuración de varias partes se reduce el peso de los componentes individuales, con lo que se simplifica la manipulación. En las figuras 6A, 6B se puede reconocer bien de nuevo los elementos de unión positiva 32 activos tanto en dirección radial como también en dirección axial.

La figura 7 muestra una representación fragmentaria en forma de una representación en sección sobre la zona parcial superior de la disposición de cojinete 2 por encima del plano de simetría formado por el árbol de rotor 4. Se pueden reconocer el anillo interior 22, los cuerpos rodantes 24, configurados en el ejemplo de realización en forma de cuerpos de barril en una disposición de dos series, el anillo exterior 22, la carcasa de cojinete 10 así como la tapa de la carcasa 34 dispuesta a ambos lados, considerada en la dirección del árbol del motor 4. En dirección axial, es decir, en la dirección del árbol del rotor 4, a ambos lados del anillo interior 20 están dispuestos unos anillos de fijación 36. Uno de los anillos de fijación se apoya en un tope fijo, que está formado, por ejemplo, por un hombro del árbol del rotor 4. El otro anillo de fijación 36, representado en la mitad derecha de la figura, se tensa por medio de un elemento de fijación 38, que está configurado preferiblemente como tuerca de árbol, en dirección axial contra el anillo interior 20. Por medio de la tapa de la carcasa 34 se realiza un tensado en dirección axial.

El anillo de fijación 36 está configurado especialmente de dos partes. Presenta un intersticio axial entre la superficie frontal del anillo interior 20 y un asiento cónico 40 en la periferia. Los segmentos de anillo de fijación se conectan entre sí en unión positiva y por aplicación de fuerza, y forman entonces el anillo de fijación circundante 36, que rodea el anillo interior 20 y presiona de manera uniforme sobre el asiento de cojinete del árbol de rotor 4.

Por medio del elemento de seguridad o bien de fijación 38 del lado del engranaje del alojamiento (la mayoría de las veces una tuerca de árbol) se desplazan axialmente los dos anillos de fijación 36 y generan a través del asiento cónico 40 respectivo una fuerza radial circundante adicional, que presiona el anillo interior 20 sobre el árbol del rotor 4. De esta manera, se garantiza, en el anillo interior 20 dividido, un asiento de cojinete seguro con presión suficientemente alta y homogénea de la juntura. Con preferencia, se utiliza el anillo de fijación 36 cerrado como superficie de apoyo de la junta de estanqueidad para el elemento de estanqueidad en la tapa de la carcasa 34.

Alternativamente, se calientan los segmentos del anillo de fijación entes del montaje de unión positiva y se introduce después de la refrigeración una fuerza circundante en los segmentos del anillo interior y de esta manera se asegura una presión suficiente de la juntura. En este caso, sería ventajosa, frente a las superficies de asiento cónico en la periferia, una ranura de guía circundante en los segmentos del anillo interior. El elemento de fijación 38 en el lado del engranaje funcionaría en esta realización solamente como elemento de seguridad axial.

Adicionalmente, se presenta un asiento cónico entre la carcasa de cojinete 10 y el anillo exterior de cojinete 22. Por medio de la unión atornillada de la tapa de la carcasa 34 en la carcasa del cojinete 10 se desplaza axialmente el anillo exterior 22 selectivamente en una medida definida frente a la carcasa del cojinete 10, lo que conduce a una tensión radial del anillo exterior del cojinete 22. De esta manera, se ajusta una presión selectiva de la juntura entre la carcasa del cojinete 10 y el anillo del cojinete 22 y se ajusta la carga radial del rodamiento. En el funcionamiento siguiente, a través de la introducción de chapas intercaladas axiales adicionales se puede modificar la posición del anillo exterior 22 con relación a la carcasa 10 y de esta manera se puede corregir el aire del cojinete, en el caso de que el aire del cojinete se modifique desfavorablemente por desgaste o diferencias de la temperatura.

Otra ventaja de esta característica preferida de la carcasa 10 y de la tapa de la carcasa 34 es que el anillo exterior del cojinete 22 no necesita forzosamente una unión atornillada propia para la conexión de los dos segmentos. Por medio del asiento cónico en la carcasa 10 y la seguridad axial a través de la tapa de la carcasa 34 se asegura su posición. De forma complementaria, están previstos, por ejemplo, todavía taladros axiales en la superficie frontal de los anillos exteriores del cojinete 22, a través de los cuales se realiza una unión atornillada frontal adicional con las tapas de la carcasa. En las tapas de la carcasa están configurados taladros alargados correspondientes.

Con la ayuda de la figura 8 se representa, además, una configuración especial, según la cual, durante el montaje, se asegura el cubo 6 y, por lo tanto, toda la estrella del rotor frente a una rotación. A tal fin, están previstos los llamados primeros y segundos elementos de seguridad, que se designan también como bloqueo del rotor 42. En éstos, se trata, por ejemplo, de elementos de seguridad en forma de bulón. En esta variante de realización, en las dos pestañas de fijación 14 está previsto, respectivamente, un taladro 44 para el alojamiento del bloqueo del rotor 42 respectivo.

De esta manera, se garantiza que durante el desmontaje de la carcasa de cojinete de rotor cerrada antigua, se coloque, además, el bloqueo del rotor 42 sobre un lado de la carcasa. Después del montaje del primer segmento de la carcasa 10A, se puede instalar ya el bloqueo del rotor 42 para desmontar a continuación la otra parte de la carcasa cerrada antigua. Después del montaje del cojinete 8 dividido, se fija el segundo segmento de la carcasa 10B, incluyendo el segundo bloqueo del rotor 42 en el soporte de máquinas 12. Por medio de esta característica, se asegura en cualquier momento un bloqueo seguro del árbol del rotor 4 y del cubo 6 por medio de al menos un bloqueo del rotor 42.

Según otra variante de realización no representada aquí en detalle, el anillo exterior 22 del cojinete 8 está totalmente integrado en la carcasa del cojinete 10. En este caso, se rectifica la trayectoria directamente en la carcasa del cojinete 10. Es decir, que el lado interior radial de la carcasa del cojinete 10 configura una trayectoria. La trayectoria, considerada en la sección transversal, puede ser aquí cóncava en cojinetes de bolas o de rodillos pendulares o lineal en cojinetes de bolas o de rodillos cilíndricos. Los elementos de unión en el anillo exterior del cojinete 22 separado se suprimen totalmente y se sustituyen por los elementos de unión de la carcasa del cojinete del rotor 10. En esta característica preferida, es ventajoso que no puede aparecer ninguna migración del anillo u óxido de presión en el asiento del cojinete del anillo exterior 22. Además, se reduce el número de piezas, lo que repercute positivamente sobre la rentabilidad y la fiabilidad. La carcasa 10 se puede fabricar entonces preferiblemente de acero para rodamientos y se puede endurecer de manera correspondiente en la zona de la trayectoria. Frente a una carcasa fundida, a través de la adaptación del material, se pueden generar reservas de resistencia adicionales en la unión en el soporte de máquinas. Esta característica se puede combinar con las variantes 1 a 4.

El montaje del cojinete 8 así como de la carcasa del cojinete 10 se explica en detalle a continuación con la ayuda de la variante de realización de la carcasa del cojinete 10 según la variante 2 (figuras 4A, 4B) con referencia a las figuras 9A a 9F. Pero la descripción del montaje se aplica, en principio, también para otras variantes de la carcasa del cojinete 10.

En esta variante de realización, el cojinete 8 ya está colocado sobre el árbol del rotor 4. A continuación, se conduce el primer segmento de la carcasa 10A desde arriba, por ejemplo, con la ayuda de una grúa (figura 9A) y a continuación se gira, por ejemplo, alrededor de 90° en sentido horario en el soporte de máquinas 12 hasta que la pestaña de fijación 14 se apoya sobre el borde del soporte de máquinas 12. De manera más conveniente, se inserta el primer segmento de la carcasa 10A a distancia axial del cojinete 8 y a continuación se desplaza en dirección axial sobre el cojinete 8, es decir, en dirección al cubo 6.

A continuación, se coloca el segundo segmento de la carcasa 10B preferiblemente de nuevo desde arriba y, en concreto, en la posición alejada axialmente, a distancia del cojinete 8 y del primer segmento de la carcasa 10A. También el segundo segmento de la carcasa 10B se gira preferiblemente de nuevo alrededor de una rotación de 90°, pero ahora en sentido horario contario, en el soporte de máquinas 12, hasta que la pestaña de fijación 14 se apoya sobre el soporte de máquinas 12. A continuación, se desplaza el segundo segmento de la carcasa 10B en dirección axial y finalmente se conecta con el primer segmento de la carcasa 10A (figuras 9E, 9F).

La secuencia de montaje de los componentes individuales puede ser en este caso diferente. Por ejemplo, en primer lugar, se coloca el cojinete 8 sobre el árbol del rotor 4 y a continuación se disponen los dos segmentos de la carcasa 10A, 10B alrededor del cojinete 8. Alternativamente, existe también la posibilidad de que se coloque en primer lugar el primer segmento de la carcasa 10A, a continuación, se monte el cojinete 8 y sólo al final se monte entonces el segundo segmento de la carcasa 10B.

En general, están previstas especialmente las siguientes variantes de montaje diferentes:

a) Se monta el cojinete 4 sobre el árbol del rotor 4. Los segmentos de la carcasa 10A,10B se disponen sucesivamente en una posición de montaje distanciada axialmente del cojinete 8 y a continuación se desplaza en dirección al cojinete 8 y a continuación se fija en el soporte de máquinas 12.

Los dos segmentos de la carcasa 10A, B se acoplan en este caso sucesivamente sobre el cojinete 8 y entonces se unen entre sí. Alternativamente, se unen los dos segmentos de la carcasa 10A, B en primer lugar entre sí y sólo entonces se acoplan sobre el cojinete 8. En este caso, se mantiene un juego suficiente para el acoplamiento sobre el cojinete 8, no siendo tensados todavía totalmente los dos segmentos de la carcasa 10A, B entre sí. Esta tensión se realiza, por ejemplo, con la ayuda de tornillos o también elementos de cuña en la zona de las superficies de tope 30.

b) En primer lugar, se coloca el primer segmento (inferior) de la carcasa 10A y se fija, por ejemplo, en el soporte de máquinas 12 por medio de la pestaña de fijación 14. A continuación, se monta el cojinete 8. Lugo se monta el segundo segmento de la carcasa 10B, se conecta con el primer segmento de la carcasa 10B, así como en el soporte de máquinas 12.

En todas las variantes, se gira en primer lugar el primer segmento de la carcasa 10A alrededor del árbol del rotor 4 en el soporte de máquinas 12 o se conduce lateralmente por delante del árbol del rotor 4 y se inserta en el soporte de máquinas 12. Durante la rotación, se coloca el segmento de la carcasa 10A, por ejemplo, sobre el cojinete 8, y se enrosca con su ayuda.

El método especial descrito aquí para la sustitución del cojinete 8 se caracteriza especialmente por las siguientes etapas. El método se emplea especialmente en alojamientos de tres puntos o en alojamientos distribuidos:

1. Fijación de una traviesa 16, que fija el árbol del rotor 4 durante la sustitución.

2. Separación de la carcasa de cojinete antigua y del cojinete antiguo y desmontaje de estos componentes.

3. Montaje del cojinete 8 dividido, así como de la carcasa del cojinete 10 dividida, como se ha descrito anteriormente.

4. El cojinete 8 presenta preferiblemente - en comparación con el cojinete 8 antiguo usado - una geometría modificada, adaptada del cojinete, especialmente a la vista de las relaciones limitadas de montaje.

5. Desmontaje de la traviesa y reanudación del funcionamiento.

Lista de signos de referencia

2 Disposición de cojinete

4 Árbol del rotor

6 Cubo

8 Cojinete

10 Carcasa de cojinete

10A, 10B Segmentos de la carcasa

12 Soporte de máquinas

14 Brazo de fijación

16 T raviesa

18 Segmentos del anillo del cojinete

20 Anillo interior

22 Anillo exterior

24 Cuerpo rodante

26 Elementos de sujeción

28 Juntura de separación

30 Pestaña de unión

31 Tornillos

32 Elementos de unión positiva

33 Elemento de cuña

34 Tapa de la carcasa

36 Anillo de fijación

38 Elemento de fijación

40 Asiento cónico

42 Elemento de seguridad

44 Taladro

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Método para sustituir un cojinete usado por un cojinete nuevo (8), especialmente para sustituir un cojinete grande como el cojinete principal de una turbina eólica, en donde

- el cojinete usado aloja un árbol de rotor (4) y está dispuesto en una carcasa de cojinete usada, que está fijada en un soporte de máquinas (12), en donde el soporte de máquinas (12) presenta una configuración del tipo de semi-cáscara con una escotadura, en la que encajan la carcasa de cojinete (10) así como el cojinete (8) y en donde la carcasa de cojinete (10) se apoya lateralmente con brazos de fijación (14), que se proyectan radialmente sobre un borde del soporte de máquinas (12),

- se retiran el cojinete (8) usado, así como la carcasa de cojinete usada,

- el nuevo cojinete (8) está dividido en dirección circunferencial en segmentos de anillo de cojinete (18) y los segmentos de anillo de cojinete (18) se colocan alrededor del árbol del rotor (4) y se conectan a continuación entre sí,

- para el nuevo cojinete (8) está prevista una carcasa de cojinete (10),

- la carcasa de cojinete (10) presenta para una fijación en el soporte de máquinas (12) unas pestañas de fijación (14) y está dividida en dirección circunferencial en al menos un primer segmento de la carcasa (10A) así como al menos un segundo segmento de la carcasa (10B).

- en donde los dos segmentos de la carcasa (10A, B) se colocan sin desmontaje del árbol del rotor (4) alrededor de éste y alrededor del cojinete (8), en donde

- al menos el primer segmento de la carcasa (10A) es girado para el montaje alrededor del árbol del rotor (14), especialmente es enroscado en el soporte de máquinas (12) y a continuación es conectado con el segundo segmento de la carcasa (10B) o

- al menos el primer segmento de la carcasa (10A) es conducido en una dirección perpendicular al árbol del rotor (4) lateralmente por delante de éste y a continuación, si es necesario, se desplaza radialmente en dirección al árbol del rotor (4) y se conecta con el segundo segmento de la carcasa (10B) y en donde, además, - al menos en el primer segmento de la carcasa (10A) está dispuesto como máximo un brazo de fijación que se proyecta radialmente, sobre el que se realiza una fijación en el soporte de máquinas.

2. Método según la reivindicación anterior, en el que también el segundo segmento de la carcasa (10B) es girado alrededor del árbol del rotor (4) o es conducido perpendicularmente al árbol del rotor lateralmente por delante de éste.

3. Método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primero y preferiblemente también el segundo segmento de la carcasa (10B) se desplazan axialmente a lo largo del árbol del rotor (4), en particular relativamente entre sí.

4. Método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se monta una traviesa (16), que apoya el árbol del rotor (4).

5. Método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los dos segmentos de la carcasa (10A, B) están unidos entre sí en unión positiva en diección circunferencial y/o en la dirección del árbol del rotor (4).

6. Método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el nuevo cojinete (8) así como el cojinete usado presentan, respectivamente, cuerpos rodantes (24), en donde

- el número de los cuerpos rodantes (24) del cojinete nuevo (8) está elevado en comparación con el cojinete usado especialmente en torno a 10-35% y/o

- el diámetro de los cuerpos rodantes (24) del cojinete nuevo (8) está reducido en comparación con el cojinete usado especialmente en torno a 5-30% y/o

- la longitud de los cuerpos rodantes (24) del cojinete nuevo (8) está reducida en comparación con el cojinete usado, especialmente en torno a 5-30%.

7. Método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que los segmentos del anillo de cojinete (18) se conectan entre sí por medio de elementos de sujeción (26), especialmente sin tornillos.

8. Método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el árbol del rotor (4) está conectado durante el montaje con un cubo (6), que está asegurado durante el montaje contra una rotación, en donde a tal fin

- en primer lugar, después de división de la carcasa del cojinete, una parte de la misma está fijada todavía en el soporte máquinas (12) y está unida con el cubo (6) para seguro contra giro por medio de un primer elemento de seguridad,

- a continuación, se fija uno de los segmentos de la carcasa (10A, B) en el soporte de máquinas (12) y se conecta el segmento de la carcasa (10A, B) con el cubo (6) para seguro contra giro por medio de un segundo elemento de seguridad (42),

- a continuación, se libera el seguro contra giro por medio del primer elemento de seguridad.

9. Disposición de cojinete (2), especialmente para un cojinete grande como un cojinete principal para una turbina eólica, con un cojinete (8) dispuesto en una carcasa de cojinete (10), que aloja un árbol del rotor (4), en donde la carcasa del cojinete (10) está fijada en un soporte de máquinas (12) y está dividida en dirección circunferencial en al menos un primer segmento de la carcasa (10A) así como en al menos un segundo segmento de la carcasa (10B), en donde el soporte de máquinas (12) presenta una configuración del tipo de semi-cáscara con una escotadura, en la que encajan la carcasa del cojinete (10) así como el cojinete (8) y en donde la carcasa del cojinete (10) se apoya lateralmente con brazos de fijación (14) que se proyectan radialmente sobre un borde del soporte de máquinas (12) y se fija allí con éste, en donde los segmentos de la carcasa (10A, B) están configurados de tal forma que se pueden montar y/o desmontar, cuando el árbol del rotor (4) está montado, es decir, sin desmontaje del árbol del rotor (4) y de una estrella del rotor, en donde al menos el primer segmento de la carcasa (10A) es giratorio para el montaje o desmontaje alrededir del árbol del rotor (4) y/o se puede conducir en una dirección perpendicularmente al árbol del rotor (4) lateralmente por delante de éste, en donde al menos en el primer segmento de la carcasa (10A) está dispuesto como máximo un brazo de fijación que se proyecta radialmente, sobre el que se realiza una fijación en el soporte de máquinas, de manera que la carcasa del cojinete (10) se puede montar alrededor del árbol del rotor (4), a pesar del brazo de fijación (14) que se proyecta lateralmente.

10. Disposición de cojinete (2) según la reivindicación 9, en el que al menos el primer segmento de la carcasa (10A) y con preferencia todos los segmentos de la carcasa (10A, B) presentan como máximo un brazo de fijación (14), sobre el que se realiza una fijación en el soporte de máquinas (12).

11. Disposición de cojinete (2) según una de las reivindicaciones 9 a 10, en la que

- están previstos dos segmentos de la carcasa (10A, B) preferiblemente de 180°, respectivamente, y cada uno presenta exactamente un brazo de fijación (14), que está configurado, considerado en dirección circunferencial, en el extremo del segmento de la carcasa (10A, B), en donde el otro segmento respectivo de la carcasa (10A, B) se apoya preferiblemente en la zona del brazo de fijación (14), o

- están previstos dos segmentos de la carcasa (10A, B) preferiblemente de 180°, respectivamente, y cada uno presenta exactamente un brazo de fijación (14), que está dispuesto distanciado de los extremos del segmento de la carcasa (10A, B) y especialmente en el centro, o

- están previstos dos segmentos de la carcasa (10A, B) preferiblemente de 180°, y en uno de los segmentos de la carcasa (10B) está configurado a ambos lados, respectivamente, un brazo de fijación (14) y el otro segmento de la carcasa se apoya en la zona de los brazos de fijación (14), o

- están configurados más de dos y especialmente cuatro segmentos de la carcasa (10A, B), que están configurados, al menos parcialmente, con referencia como piezas iguales, en donde en el caso de cuatro segmentos de la carcasa (10A, B), dos presentan, respectivamente, en el extremo, un brazo de fijación (14).

12. Disposición de cojinete (2) según una de las reivindicaciones 9 a 11, en la que la carcasa del cojinete (10) presenta una trayectoria integrada y forma un anillo exterior del cojinete (8).

13. Disposición de cojinete (2) según una de las reivindicaciones 9 a 12, en la que el cojinete (8) presenta anillos del cojinete, a saber, un anillo interior (20) y un anillo exterior (22), que están divididos, respectivamente, en segmentos de anillo del cojinete (18), en donde entre al menos uno de los anillos del cojinete (20, 22) y un elemento de fijación (38) está configurado un asiento cónico (40), de manera que en el caso de una tensión axial del elemento de fijación (38), se ejerce una fuerza de fijación radial sobre el anillo del cojinete (18) respectivo, en donde preferiblemente el anillo interior del cojinete (20) se tensa con una tuerca de árbol y/o el anillo exterior del cojinete (22) se tensa con la ayuda de la carcasa del cojinete (10).