ES2899883T3 - Dispositivo de cojinetes de deslizamiento - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de cojinetes de deslizamiento, en particular del alojamiento de un cubo de rotor de una instalación eólica, que comprende: a. un elemento anular interior (1), en particular que forma parte del árbol de rotor giratorio, y b. un elemento anular exterior (2), en particular que forma parte del estator de rotor, c. en donde, entre los elementos anulares interior y exterior (1, 2), están configurados dos cojinetes (3a, 3b) de deslizamiento separados axialmente, cuyas superficies (3c) de cojinete de deslizamiento, en particular observadas en una sección paralelamente a través del eje (4) de giro, están dispuestas de manera no paralela entre sí y en cada caso en un ángulo distinto de cero grados y distinto de 90 grados con respecto al eje (4) de giro, d. en donde, en cada uno de los dos cojinetes (3a, 3b) de deslizamiento, una de las superficies (3c) de cojinete de deslizamiento cooperantes, en particular la del elemento anular interior (1), forma una superficie continua en la dirección circunferencial y la otra de las superficies (3c) de cojinete de deslizamiento cooperantes, en particular la del elemento anular exterior (2), está formada por almohadillas (6) de cojinete de deslizamiento yuxtapuestas en la dirección circunferencial, e. y en donde una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento respectiva está fijada de manera radial y/o axialmente flexible al elemento anular (2), f. y en donde el lado trasero de la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento está fijado indirectamente al elemento anular por medio de un elemento de fijación configurado como un brazo que causa la flexibilidad, se extiende en dirección axial alejándose del elemento anular en un ángulo distinto de cero grados con respecto al eje de giro y lleva la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento en su lado que mira hacia el eje de giro, caracterizado por que g. el lado trasero de la almohadilla de cojinete de deslizamiento y la parte del brazo a la que éste está fijado están dispuestos de manera hueca en relación con el elemento anular (2), h. y la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento, en una primera zona parcial de su superficie trasera que está dispuesta en el extremo axialmente exterior del elemento de fijación, está fijada en toda la superficie al brazo del elemento de fijación y, en una segunda zona parcial de su superficie trasera, está dispuesta sin contacto con respecto al brazo, de manera que una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento respectiva está dispuesta de manera hueca por zonas en su lado trasero que mira hacia el elemento de fijación.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de cojinetes de deslizamiento
La invención se refiere a un dispositivo de cojinetes de deslizamiento que comprende un elemento anular interior y un elemento anular exterior, en donde entre los elementos anulares interior y exterior están configurados dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente, en donde las superficies de cojinete de deslizamiento de estos dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente no son paralelas entre sí y están dispuestas cada una en un ángulo distinto de cero grados y/o distinto de 90 grados con respecto al eje de giro del dispositivo de cojinetes de deslizamiento, en donde en cada uno de los dos cojinetes de deslizamiento una de las dos superficies de cojinete de deslizamiento cooperantes forma una superficie continua en la dirección circunferencial y la otra de las dos superficies de cojinete de deslizamiento cooperantes está formada por almohadillas de cojinete de deslizamiento yuxtapuestas en la dirección circunferencial.
Por separación axial de los dos cojinetes de deslizamiento se entiende que éstos presentan una separación entre sí en la dirección del eje de giro, estando configurados o dispuestos los dos elementos anulares respectivos alrededor de este eje de giro.
Por configuración de las superficies de cojinete de deslizamiento no paralelas entre sí y en un ángulo distinto de 0 grados y/o distinto de 90 grados con respecto al eje de giro se entiende preferiblemente que estas orientaciones mencionadas están presentes cuando la disposición de cojinetes de deslizamiento se mira en una sección paralelamente a través del eje de giro, o sea, en un plano de sección que incluye el eje de giro mismo. Esta orientación mencionada se aplica preferiblemente a todos los planos posibles paralelos a través del eje de giro, lo que implícitamente tiene como resultado que las superficies de cojinete de deslizamiento de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente están configuradas esencialmente en forma de cono.
En este contexto, la superficie de cojinete de deslizamiento que forma una superficie continua en la dirección circunferencial formará un segmento cónico, formando la superficie de cojinete de deslizamiento que está formada por almohadillas de cojinete de deslizamiento yuxtapuestas en la dirección circunferencial una superficie de segmento cónico segmentada por las almohadillas. Así pues, en este contexto, la superficie de cojinete de deslizamiento de cada almohadilla corresponde a un segmento de superficie de un segmento cónico.
Los segmentos cónicos de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente miran preferiblemente uno hacia otro con sus zonas que se estrechan.
Un dispositivo de cojinetes de deslizamiento del tipo mencionado al principio se conoce, por ejemplo, por la publicación WO 2011/127510 A1. El dispositivo de cojinetes de deslizamiento descrito aquí también está previsto para el alojamiento de un cubo del rotor de una instalación eólica, que también es la aplicación preferida de la invención. Sin embargo, en principio, la invención no está limitada a esta aplicación, sino que también se puede utilizar para el alojamiento de otros elementos giratorios.
La técnica anterior aquí mencionada prevé que las almohadillas de cojinete de deslizamiento se dispongan sobre toda la superficie del elemento anular exterior, estando previsto un contacto directo entre la superficie trasera de la almohadilla de cojinete de deslizamiento y una superficie del elemento anular. Por medio de un tornillo atornillado al elemento anular exterior en la dirección radial y unas arandelas utilizadas con el mismo, las almohadillas de cojinete de deslizamiento se atornillan al elemento anular exterior y forman con éste una unidad total rígida en sí. Una de las ventajas que se describen aquí es que almohadillas de cojinete de deslizamiento se pueden reemplazar en caso de desgaste.
Con una disposición de cojinetes de deslizamiento de este tipo, con las superficies de cojinete de deslizamiento de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente situadas en ángulo una con respecto a otra, se logra que el elemento que gira, como, por ejemplo el cubo del rotor esté fijado localmente tanto en la dirección radial como en la dirección axial. El ángulo que abarcan las superficies de cojinete de deslizamiento con el eje de giro en la observación en sección mencionada está preferiblemente en un intervalo de 30 grados a 75 grados, más preferiblemente en un intervalo de 35 a 55 grados.
El documento EP 2 863 076 A1 divulga un dispositivo de cojinetes de deslizamiento según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los documentos US 2013/287574 A1, US 1805 992 A, US 4 260 205 A y US 2011/057451 divulgan otros tipos de dispositivos de cojinetes de deslizamiento.
El solicitante encontró problemático que cuando el cubo del rotor está cargado, como, por ejemplo, por el peso del rotor, pero también cuando se producen cargas debidas al viento, el eje de giro del cubo del rotor se inclina en relación con el eje de giro previsto, en el que está orientado el elemento anular exterior. Debido a esta inclinación se reduce el
contacto superficial entre las superficies de cojinete de deslizamiento en ambos cojinetes de deslizamiento y puede aparecer incluso un soporte de carga en una zona solamente lineal entre las superficies de cojinete involucradas, por lo que el desgaste en las superficies de cojinete puede incrementarse significativamente.
En este contexto, un objetivo de la invención es, incluso bajo la influencia de una carga, conseguir la mayor superficie de contacto posible entre las superficies de cojinete de deslizamiento involucradas de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente respectivos. Según la invención, esto se consigue gracias a que una almohadilla de cojinete de deslizamiento respectiva está fijada al elemento anular de una manera radial y/o axialmente flexible.
Aquí, por lo tanto, la idea central esencial de la invención es que, en relación con la técnica anterior, en la que las respectivas almohadillas de cojinete de deslizamiento están atornilladas rígidamente al elemento anular formando un contacto directo entre estos dos elementos, una almohadilla de cojinete de deslizamiento respectiva está ahora según la invención fijada de manera flexible, lo que significa que una almohadilla de cojinete de deslizamiento puede moverse en relación con el elemento anular.
Esto se puede lograr haciendo que el lado trasero de la almohadilla de cojinete de deslizamiento no presente ningún contacto rígido directo con el elemento anular.
La invención puede prever con este fin que una almohadilla de cojinete de deslizamiento esté fijada al elemento anular de manera indirecta utilizando un elemento de fijación.
En este contexto, se entiende por fijación indirecta que la almohadilla de cojinete de deslizamiento fijada en cada caso y el elemento anular al que está fijada no están en contacto directo entre sí, sino que la fijación se realiza con la ayuda del elemento de fijación y, por tanto, el elemento de fijación causa la flexibilidad de la almohadilla de cojinete de deslizamiento en relación con el elemento anular.
En una forma de realización particularmente preferida, un elemento de fijación utilizado en cada caso puede estar configurado con este fin de manera resiliente, como, por ejemplo, utilizando un acero para muelles para formar tal elemento de fijación.
En la invención está previsto preferiblemente que, en cada uno de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente, la superficie de cojinete de deslizamiento continua en la dirección circunferencial esté configurada en el elemento anular interior, y la superficie de cojinete de deslizamiento que se compone de varias almohadillas de cojinete de deslizamiento en segmentos esté dispuesta en el elemento anular exterior. En principio, sin embargo, esta realización también puede ser a la inversa. En una forma de realización preferida, la invención prevé que el elemento de fijación esté dispuesto entre el elemento anular y cada una de sus almohadillas de cojinete de deslizamiento, formando el elemento de fijación una articulación de cuerpo sólido mediante la cual la almohadilla de cojinete de deslizamiento puede moverse en relación con el elemento anular. Tal articulación de cuerpo sólido puede, por ejemplo, configurarse haciendo que presente en sí una zona de resistencia a la flexión reducida en relación con dos zonas adyacentes de mayor resistencia a la flexión. Por ejemplo, la zona de resistencia a la flexión reducida puede estar creada reduciendo la sección transversal en relación con las zonas adyacentes. Sin embargo, la configuración de una articulación de cuerpo sólido no está limitada a esta realización. Una articulación de cuerpo sólido puede resultar también, por ejemplo, con o sin una reducción de la sección transversal, en la zona de unión de dos brazos que estén en un ángulo distinto de cero grados.
Con referencia a la forma de realización preferida antes mencionada, puede estar previsto aquí que este elemento de fijación mencionado esté dispuesto preferiblemente en el elemento anular exterior.
La invención puede prever aquí que, mediante el elemento de fijación, la almohadilla de cojinete de deslizamiento se pueda mover alrededor de al menos un eje en relación con el elemento anular al que está fijado el elemento de fijación. En una forma de realización particularmente preferida, este eje es perpendicular al eje de giro. Mediante la movilidad alrededor de tal eje se logra que la almohadilla de cojinete de deslizamiento, que a su vez está fijada de nuevo al elemento de fijación, esté fijada simultáneamente al elemento anular de una manera tanto radial como axialmente flexible, ya que un movimiento alrededor del eje mencionado se manifiesta en un cambio tanto de la posición axial como de la posición radial de la almohadilla de cojinete de deslizamiento fijada.
Mediante la invención se consigue que, cuando se produzcan cargas que provoquen una inclinación del eje del cubo del rotor de una instalación eólica con respecto al eje de giro nominal, que está definido por la orientación del elemento anular exterior, las distintas almohadillas de cojinete de deslizamiento alojadas en cada caso de manera flexible puedan adaptarse al eje de giro inclinado, de manera que se conserve siempre un contacto de gran superficie entre las superficies de cojinete de deslizamiento involucradas sin que se produzca el contacto lineal propenso al desgaste entre las superficies de cojinete de deslizamiento.
Dado que en la técnica anterior las almohadillas de cojinete de deslizamiento están apoyadas con la totalidad de sus superficies traseras en una zona maciza y rígida del elemento anular, las almohadillas de cojinete de deslizamiento de la técnica anterior también están fijadas rígidamente en su posición.
En cambio, en la invención se consigue mediante los elementos de fijación que el lado trasero de las almohadillas de cojinete de deslizamiento no se apoye en el elemento anular por medio de un contacto con el mismo. Más bien, el diseño es tal que el lado trasero de la almohadilla de cojinete de deslizamiento y la parte del elemento de fijación a la que está fijado están dispuestos de manera hueca, es decir, sin contacto, en relación con el elemento anular.
La invención prevé que un elemento de fijación esté formado por un brazo que se extienda alejándose del elemento anular en la dirección axial en un ángulo distinto de cero grados con respecto al eje de giro, llevando el brazo la almohadilla de cojinete de deslizamiento en su lado que mira hacia el eje de giro, en particular estando el brazo fijado al elemento anular o configurado en una sola pieza con el mismo. El ángulo con respecto al eje de giro corresponde preferiblemente a los ya mencionados 30 a 75 grados, más preferiblemente 35 a 55 grados.
La invención prevé que un elemento de fijación respectivo sea una pieza separada del elemento anular que a su vez esté fijada al elemento anular.
La invención puede prever que todas las almohadillas de un cojinete de deslizamiento estén fijadas al elemento anular respectivo, en particular al elemento anular exterior, por medio de un elemento de fijación común. Con este fin, tal elemento de fijación común puede presentar, por ejemplo, una zona anular que se pueda fijar al elemento anular y que presente unos brazos que sobresalgan en la dirección axial y en dirección a unos radios crecientes, pudiendo estar fijada a cada uno de tales brazos una almohadilla de cojinete de deslizamiento.
En una forma de realización preferida a ésta, sin embargo, la invención puede prever que bien cada almohadilla de cada uno de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente esté fijada al elemento anular por medio de un elemento de fijación propio, bien, como alternativa, que dos almohadillas de los dos cojinetes de deslizamiento dispuestas en la misma posición circunferencial y separadas en la dirección axial estén fijadas en un elemento de fijación común. Por consiguiente, tal elemento de fijación según la invención lleva exactamente una almohadilla de cojinete de deslizamiento en la primera forma de realización y exactamente dos almohadillas de cojinete de deslizamiento en la otra forma de realización, en particular en lados opuestos del elemento de fijación.
En general, la invención puede así prever en una configuración constructiva preferida que un elemento de fijación respectivo presente un primer brazo mediante el cual esté fijado al elemento anular, y presente al menos un segundo brazo que en particular se ensanche axialmente hacia fuera y que esté situado a continuación del primer brazo en un ángulo distinto de cero grados y al que esté fijada una almohadilla de cojinete de deslizamiento. Por tanto, la dirección de extensión de los brazos es diferente.
El ángulo se elige preferiblemente de modo que, al fijar el primer brazo al elemento anular, el al menos un segundo brazo mencionado ocupe el ángulo preferido de 30 a 75 grados, más preferiblemente de 35 a 55 grados, con respecto al eje de giro.
Mediante la transición de los dos brazos en un ángulo entre sí se logra ya que esta zona de transición angular actúe como una articulación de cuerpo sólido entre los dos brazos, de modo que los dos brazos se puedan mover elásticamente uno con respecto a otro, especialmente en el marco de una configuración resiliente del material. Por consiguiente, si el brazo que está previsto para la fijación al elemento anular está unido rígidamente al elemento anular, la flexibilidad se logra gracias a que el brazo al que está unida una almohadilla de cojinete de deslizamiento puede moverse de manera flexible bajo deformación elástica en relación con el elemento anular. En este contexto, la flexibilidad es preferiblemente tal que, partiendo de una posición nominal sin carga, un brazo con la almohadilla de cojinete de deslizamiento llevada por el mismo puede moverse alrededor del posible eje de flexibilidad tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario al de las agujas del reloj. Por lo tanto, la flexibilidad es posible en ambas direcciones opuestas partiendo de la posición nominal sin carga.
Un elemento de fijación respectivo puede estar fijado al elemento anular de cualquier manera posible. Por ejemplo, el primer brazo antes mencionado previsto para este propósito puede estar fijado al elemento anular mediante atornillado o remachado. También puede estar prevista una unión en arrastre de material, por ejemplo, soldando el brazo mencionado al elemento anular.
Un elemento de fijación también puede estar configurado en una sola pieza con el elemento anular. En este caso, el primer brazo mencionado no se puede reconocer como un elemento separado, sino sólo el brazo previsto para fijar la almohadilla de cojinete de deslizamiento. Esta realización corresponde entonces a la realización en una sola pieza descrita inicialmente. En esta realización en una sola pieza, el elemento de fijación forma así un brazo que sobresale del elemento anular en la dirección axial formando un ángulo con el eje de giro. El ángulo es el ángulo distinto de cero grados mencionado al principio, que define la superficie cónica de las superficies de cojinete de deslizamiento.
Independientemente del tipo de fijación del elemento de fijación al elemento anular, el brazo de un elemento de fijación previsto para la fijación de una almohadilla de cojinete de deslizamiento está preferiblemente libre de contacto con el elemento anular en su lado trasero que mira en dirección opuesta a la almohadilla de cojinete de deslizamiento. Así pues, entre este lado trasero del brazo y el elemento anular está dispuesto un espacio libre.
Un elemento de fijación respectivo, en la realización en la que éste solo lleva una única almohadilla de cojinete de deslizamiento, puede presentar un primer brazo, mediante el cual esté fijado al elemento anular, y presentar un único segundo brazo, que esté situado a continuación del primer brazo formando un ángulo, preferiblemente un ángulo agudo, y al cual esté fijada una almohadilla de cojinete de deslizamiento, estando fijado a una superficie frontal axial del elemento anular el brazo que está fijado al elemento anular.
Por consiguiente, en esta realización, el elemento anular preferiblemente exterior presenta una serie de elementos de fijación en cada una de las dos superficies frontales axiales opuestas, estando asignados los elementos de fijación de una superficie frontal axial a uno de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente y estando asignados los elementos de fijación de la otra superficie frontal axial al otro de los dos cojinetes de deslizamiento separados axialmente.
Esto ofrece la ventaja particular de que también pueda accederse a las zonas de fijación de los elementos de fijación en las superficies frontales axiales del elemento anular incluso en el estado de funcionamiento de una instalación eólica, de modo que los trabajos de mantenimiento, como, por ejemplo, el cambio de almohadillas de cojinete de deslizamiento desgastadas, resulten particularmente fáciles.
En la otra forma de realización preferida, la invención puede prever que un elemento de fijación respectivo presente un primer brazo, por medio del cual esté fijado al elemento anular, y presente dos segundos brazos opuestos entre sí a ambos lados del primer brazo, que estén situados en cada caso a continuación del primer brazo formando un ángulo y a cada uno de los cuales esté fijada una almohadilla de cojinete de deslizamiento, estando fijado a una superficie radial interior del elemento anular el brazo que está fijado al elemento anular.
En todas las realizaciones, la zona de resistencia a la flexión reducida se halla preferiblemente en la zona de la transición entre el primer y el segundo brazos, donde éstos se encuentran uno con otro en ángulo. Esta zona puede estar provista adicionalmente de una sección transversal menor que los brazos adyacentes. Sin embargo, esto no es absolutamente necesario para la formación de una movilidad elástica entre los brazos.
En una posible forma de realización, que no forma parte de la invención reivindicada, la invención puede prever que en las configuraciones de los elementos de fijación antes mencionadas, pero también en otras no mencionadas, una respectiva almohadilla de cojinete de deslizamiento se apoye con toda la superficie de su lado trasero que mira en dirección opuesta a la superficie de deslizamiento en el brazo del elemento de fijación previsto para este fin.
En esta configuración, una movilidad de la almohadilla de cojinete de deslizamiento está esencialmente definida por la movilidad entre los dos brazos de un elemento de fijación que se convierten uno en otro formando un ángulo. Como se mencionó al principio, esta movilidad es esencialmente una movilidad alrededor de un solo eje, que preferiblemente está orientado perpendicularmente al eje de giro. Esencialmente, se consigue de este modo que exista una movilidad máxima de la almohadilla de cojinete de deslizamiento, principalmente en la zona de la almohadilla de cojinete de deslizamiento que es axialmente exterior en relación con el elemento anular.
La invención prevé que una almohadilla de cojinete de deslizamiento respectiva esté dispuesta de manera hueca por zonas en el lado que mira en dirección opuesta a la superficie de deslizamiento, o sea, por lo tanto su lado trasero que mira hacia el elemento de fijación, en particular por lo tanto con respecto a su brazo previsto para la fijación de la almohadilla de cojinete de deslizamiento.
De este modo se logra que una almohadilla de cojinete de deslizamiento fijada al elemento de fijación no sólo se pueda mover junto con el brazo del elemento de fijación en su totalidad en relación con el elemento anular, sino que una almohadilla de cojinete de deslizamiento fijada también se pueda mover en relación con el brazo del elemento de fijación, ya que una almohadilla de cojinete de deslizamiento fijada también puede entrar en la zona del elemento de fijación o del brazo en la que está dispuesta de manera hueca.
Aquí, la invención prevé que la almohadilla de cojinete de deslizamiento esté fijada en una primera zona parcial de su superficie trasera al brazo del elemento de fijación en toda su superficie, y en una segunda zona parcial de su superficie trasera esté dispuesta sin contacto con respecto al brazo. Por ejemplo, esto se puede realizar haciendo que el brazo del elemento de fijación presente, en su zona situada enfrente de la segunda zona parcial, un estrechamiento de material en relación con el material situado en la primera zona parcial, lindando con especial preferencia las dos zonas parciales mencionadas una con otra en un escalón, cuyo borde contiguo a la primera zona parcial se extiende perpendicularmente al eje de giro.
Así, una almohadilla de cojinete de deslizamiento fijada puede tanto girarse alrededor de un primer eje de articulación de cuerpo sólido, que en virtud de su disposición en la zona de transición de los dos brazos está situado cerca del elemento anular, como girarse en un segundo eje, que en virtud de su disposición en la zona de escalón entre las dos zonas parciales está dispuesto más lejos del elemento anular, de manera que esto puede resultar en una mejor adaptación de la superficie de cojinete de deslizamiento de tal almohadilla de cojinete de deslizamiento a la superficie de cojinete de deslizamiento, en particular la superficie interior de cojinete de deslizamiento, que está dispuesta enfrente inclinada en el eje de giro. Preferiblemente, los dos ejes alrededor de los cuales se puede mover de forma flexible una almohadilla de cojinete de deslizamiento son paralelos entre sí y, por lo tanto, en cada caso perpendiculares al eje de giro.
La forma de realización preferida prevé aquí que la primera zona parcial esté dispuesta en el extremo axialmente exterior del elemento de fijación para realizar así una separación entre las dos zonas flexibles. Más preferiblemente, la primera zona parcial presenta un área menor que la segunda zona parcial, como resultado de lo cual la zona de flexibilidad que está dispuesta alejada axialmente del elemento anular puede desplazarse axialmente más hacia afuera.
Un perfeccionamiento de todas las realizaciones posibles puede prever además que los brazos que llevan las almohadillas de cojinete de deslizamiento de dos elementos de fijación adyacentes en la dirección circunferencial pertenecientes a un cojinete de deslizamiento respectivo estén unidos entre sí, en particular unidos por lo tanto en la dirección circunferencial, en particular unidos de forma desmontable, preferiblemente en una zona axialmente exterior y/o interior. De este modo, se logra que una carga que actúe sobre un brazo de un elemento de fijación, y que conduzca a un cambio en la posición de la almohadilla de cojinete de deslizamiento, también se transmita a los brazos adyacentes y sus almohadillas de cojinete de deslizamiento a través de la unión, en particular, por lo tanto, que exista un acoplamiento de los brazos y las almohadillas de cojinete de deslizamiento.
También puede estar previsto que las almohadillas de cojinete de deslizamiento adyacentes en la dirección circunferencial presenten en esta dirección circunferencial una unión entre sí, en particular desmontable, en particular en sus zonas terminales axialmente exteriores o en las zonas terminales axialmente interiores, en particular allí donde están dispuestas de manera hueca con respecto al brazo del elemento de fijación.
En las dos realizaciones mencionadas anteriormente, tal unión se puede realizar por medio de un nervio de unión que esté unido en ambos lados al brazo adyacente respectivo o a la almohadilla adyacente respectiva, por ejemplo, mediante atornillado.
Las formas de realización preferidas se describen con más detalle por medio de las siguientes figuras:
La figura 1 muestra una disposición de cojinetes de deslizamiento de la invención en una vista en sección en la que el plano de sección, aquí el plano del papel está situado paralelamente al eje 4 de giro e incluye el eje 4 de giro.
Aquí se muestran un elemento anular interior 1 y un elemento anular exterior 2, pudiendo aquí el elemento anular interior 1 formar parte del cubo de rotor giratorio de una instalación eólica. La rotación tiene lugar alrededor del eje central del árbol 1a, que corresponde al eje 4 de giro.
En relación con la vista aquí mostrada, esta disposición de cojinetes de deslizamiento presenta un primer cojinete 3a de deslizamiento, que en la vista está situado axialmente a la izquierda del elemento anular 2, y un segundo cojinete 3b de deslizamiento, que en la vista está situado axialmente a la derecha del elemento anular exterior 2. Estos dos cojinetes 3a y 3b de deslizamiento están, por tanto, separados axialmente en la dirección del eje 4 de giro.
El elemento anular interior 1 presenta, para ambos cojinetes 3a y 3b de deslizamiento separados axialmente, unas superficies 3c de cojinete de deslizamiento en forma de segmento cónico que son continuas en la dirección circunferencial. Los extremos estrechados de las superficies 3c de cojinete de deslizamiento en forma de segmento cónico miran uno hacia otro.
En cambio, en el elemento anular exterior 2 están yuxtapuestas unas almohadillas 6 de cojinete de deslizamiento separadas por elementos 5 de fijación y repartidas en la dirección circunferencial. Cada almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento forma con su superficie de cojinete de deslizamiento un segmento de superficie de un cono truncado. Debido a la disposición cónica, la disposición del cojinete determina la posición del cubo en las direcciones axial y radial.
La Figura 2 muestra la misma disposición en una vista en perspectiva.
La Figura 3 muestra, en un detalle, una vista en perspectiva únicamente del elemento anular exterior 2 con los elementos 5 de fijación fijados al mismo, cada uno de los cuales lleva una almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento. Según la Figura 4, que muestra el elemento 5 de fijación según la invención separado del elemento anular 2 y con almohadillas de cojinete de deslizamiento dispuestas en el mismo, se puede ver que un elemento 5 de fijación presenta
un primer brazo 5a, en particular que está dispuesto aquí en el centro del elemento 5 de fijación, y dos brazos 5b dispuestos en ambos lados junto al mismo, que lindan con el brazo 5a formando cada uno un ángulo, en particular formando cada uno el mismo ángulo a. La zona de brazo central 5a sirve para fijar el elemento 5 de fijación a la superficie anular radial interior 2a (Figura 3) del elemento anular 2. Aquí, la zona del brazo central 5a está fijada a la superficie anular 2a esencialmente en toda su superficie, por ejemplo, mediante atornillado, de modo que esta unión sea rígida.
Los brazos 5b, que llevan las almohadillas 6 de cojinete de deslizamiento, son flexibles en relación con la unión rígida del brazo 5a al elemento anular 2 en virtud de su elasticidad en la zona de transición entre los brazos 5a y 5b, por lo que esencialmente pueden moverse en la zona de esta transición entre los dos brazos 5a y 5b alrededor de un eje 5c. Por lo tanto, a diferencia de la técnica anterior, la disposición de la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento no es rígida en relación con el elemento anular 2, sino resiliente.
En la Figura 3 se puede ver que hay un espacio libre entre el brazo 5b y el elemento anular 2, de modo que la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento sujetada no está apoyada en el elemento anular rígido 2 en el lado trasero.
En particular, la Figura 4 visualiza además que el lado trasero de una almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento sólo está unida en toda la superficie al brazo 5b en una zona parcial axialmente exterior del brazo 5b respectivo, por lo que aquí existe un contacto plano entre el lado trasero y el brazo 5b, mientras que en la zona parcial 5d el lado trasero de la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento está dispuesto sin contacto, en particular aquí de manera hueca, con respecto al brazo 5b. Esto se logra aquí gracias a que en la zona parcial 5d el espesor del material del brazo 5b está reducido en relación con la zona parcial exterior, donde existe un contacto en toda la superficie.
La Figura 5 visualiza que bajo una carga supuesta del árbol y una movilidad elástica de giro alrededor del eje adicional 5e, que se da en una transición escalonada entre las dos zonas parciales, el extremo axialmente interior de una almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento puede hundirse en la zona libre del estrechamiento de material de la zona parcial 5d. Por consiguiente, una almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento se puede mover tanto junto con el brazo 5b en relación con el brazo 5a unido rígidamente al elemento anular 2a como alrededor del eje 5e en relación con el brazo 5b.
La Figura 6 muestra otra configuración preferida de la invención, en la que cada una de las almohadillas 6 de cojinete de deslizamiento tiene asignado un elemento 5 de fijación propio. Aquí, al igual que en la forma de realización de las figuras antes mencionadas, según la Figura 7, un elemento 5 de fijación respectivo presenta un brazo 5a, con el que el elemento 5 de fijación se fija al elemento anular 2, pero aquí a una superficie frontal axial 2b del mismo, lindando sin embargo con este brazo 5a sólo en un lado del mismo el brazo 5b en un ángulo a, en particular un ángulo agudo. En consecuencia, un elemento 5 de fijación de esta forma de realización lleva solo una única almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento.
También aquí, en el sentido de una articulación de cuerpo sólido, en virtud de la elasticidad del material del elemento 5 de fijación, el brazo 5b se puede mover de una manera elásticamente flexible en relación con el brazo 5a, realizando también esta realización el diseño ventajoso consistente en que, en la zona parcial 5d que está dispuesta cerca del brazo 5a, la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento está dispuesta de manera hueca, o sea, sin contacto, con respecto al brazo 5b, de forma que, al igual que en la realización antes mencionada, el extremo axialmente interior de la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento puede entrar en esta zona.
Así pues, también en esta forma de realización resulta un alojamiento flexible de la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento alrededor de dos ejes esencialmente paralelos, de modo que tanto en la primera como en la segunda formas de realización, cuando se produce una carga, la almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento puede adaptarse al cambio de geometría del eje del cubo del rotor. De esta manera, se logra la mayor superficie de contacto posible entre las superficies de cojinete de deslizamiento opuestas y se evita un contacto lineal.
La Figura 8 visualiza una ligera modificación de la realización según la Figura 3, en la que el elemento 5 de fijación o su brazo 5b que lleva la almohadilla de cojinete de deslizamiento no está configurado como una pieza separada que se haya de fijar al elemento anular 2, sino que aquí el brazo 5b está configurado en una sola pieza con el elemento anular 2. Aquí también está implementada la realización con una zona parcial dispuesta de manera hueca.
La Figura 9 muestra otra modificación de la realización según la Figura 8, que también se puede utilizar en las realizaciones de las Figuras 3 y 6. Aquí, los brazos 5b de almohadillas 6 de cojinete de deslizamiento adyacentes en la dirección circunferencial están unidos entre sí de manera axialmente exterior por medio de unos nervios 5f de unión. Mediante este acoplamiento, una carga en un brazo 5b también se transmite directamente a un brazo 5b adyacente.
La realización conduce a que los brazos 5b acoplados de todos los elementos 5 de fijación formen un anillo cónico que presenta ranuras que se extienden en cada caso axialmente y que están separadas en la dirección circunferencial. Por tanto, una ranura respectiva se extiende desde la zona de la conexión del brazo 5b al elemento anular (independientemente de que sea en una sola pieza o esté fijado) hasta el nervio 5f de unión situado exteriormente en
dirección axial. El brazo 5, que lleva una almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento respectiva, está formado entre dos ranuras adyacentes.
La Figura 10 visualiza una única almohadilla 6 de cojinete de deslizamiento, tal como puede estar configurada en una posible forma de realización según las líneas continuas y que, por tanto, representa esencialmente un segmento de superficie de un cono con su superficie 6a de cojinete de deslizamiento.
Según otra forma de realización preferida, puede estar previsto que las zonas 6b enmarcadas con líneas de trazos puedan estar configuradas de manera que difieran de la extensión de una superficie de cono, es decir, desplazadas hacia atrás en relación con ésta, pudiendo prever la invención que tal realización esté prevista solo en uno de los dos bordes o, como se muestra aquí, en ambos bordes. De este modo, se forman unas cuñas 6c de entrada en su conformación, que están previstas para absorber aceite en el cojinete de deslizamiento entre las superficies de cojinete de deslizamiento opuestas.
Claims (12)
1. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento, en particular del alojamiento de un cubo de rotor de una instalación eólica, que comprende:
a. un elemento anular interior (1), en particular que forma parte del árbol de rotor giratorio, y
b. un elemento anular exterior (2), en particular que forma parte del estator de rotor,
c. en donde, entre los elementos anulares interior y exterior (1,2), están configurados dos cojinetes (3a, 3b) de deslizamiento separados axialmente, cuyas superficies (3c) de cojinete de deslizamiento, en particular observadas en una sección paralelamente a través del eje (4) de giro, están dispuestas de manera no paralela entre sí y en cada caso en un ángulo distinto de cero grados y distinto de 90 grados con respecto al eje (4) de giro,
d. en donde, en cada uno de los dos cojinetes (3a, 3b) de deslizamiento, una de las superficies (3c) de cojinete de deslizamiento cooperantes, en particular la del elemento anular interior (1), forma una superficie continua en la dirección circunferencial y la otra de las superficies (3c) de cojinete de deslizamiento cooperantes, en particular la del elemento anular exterior (2), está formada por almohadillas (6) de cojinete de deslizamiento yuxtapuestas en la dirección circunferencial,
e. y en donde una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento respectiva está fijada de manera radial y/o axialmente flexible al elemento anular (2),
f. y en donde el lado trasero de la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento está fijado indirectamente al elemento anular por medio de un elemento de fijación configurado como un brazo que causa la flexibilidad, se extiende en dirección axial alejándose del elemento anular en un ángulo distinto de cero grados con respecto al eje de giro y lleva la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento en su lado que mira hacia el eje de giro, caracterizado por que
g. el lado trasero de la almohadilla de cojinete de deslizamiento y la parte del brazo a la que éste está fijado están dispuestos de manera hueca en relación con el elemento anular (2),
h. y la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento, en una primera zona parcial de su superficie trasera que está dispuesta en el extremo axialmente exterior del elemento de fijación, está fijada en toda la superficie al brazo del elemento de fijación y, en una segunda zona parcial de su superficie trasera, está dispuesta sin contacto con respecto al brazo, de manera que una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento respectiva está dispuesta de manera hueca por zonas en su lado trasero que mira hacia el elemento de fijación.
2. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según la reivindicación 1, caracterizado por que una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento respectiva está fijada indirectamente, de manera radial y/o axialmente flexible, al elemento anular (2) por medio de un elemento (5) de fijación resiliente.
3. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el elemento (5) de fijación está dispuesto entre el elemento anular (2), en particular el elemento anular exterior (2), y cada una de sus almohadillas (6) de cojinete de deslizamiento, formando el elemento de fijación una articulación de cuerpo sólido, por medio de la cual la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento se puede mover en relación con el elemento anular (2), en particular por medio de la cual la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento se puede mover alrededor de al menos un eje (5c), en particular en una dirección perpendicular al eje (4) de giro, en relación con el elemento anular (2).
4. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado por que el brazo (5b) está fijado al elemento anular (2) o forma una sola pieza con el mismo.
5. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento de cada uno de los dos cojinetes (3a, 3b) de deslizamiento está fijada al elemento anular (2) mediante un elemento (5) de fijación propio.
6. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dos almohadillas (6) de cojinete de deslizamiento, pertenecientes a los dos cojinetes (3a, 3b) de deslizamiento, que están dispuestas en la misma posición circunferencial y separadas en la dirección axial, están fijadas en un elemento (5) de fijación común.
7. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que un elemento (5) de fijación respectivo presenta un primer brazo (5a), mediante el cual está fijado al elemento anular (2), y al menos un segundo brazo (5b), en particular un segundo brazo (5b) que se ensancha axialmente hacia fuera (5b), que está situado a continuación del primer brazo (5a) formando un ángulo (a) y al que está fijada una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento.
8. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según la reivindicación 5, caracterizado por que un elemento (5) de fijación respectivo presenta un primer brazo (5a), mediante el cual está fijado al elemento anular (2), y un único segundo brazo (5b), que está situado a continuación del primer brazo (5a) formando un ángulo (a), preferiblemente un
ángulo agudo (a), y al que está fijada una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento, estando fijado a una superficie frontal axial (2b) del elemento anular (2) el brazo (5a) que está fijado al elemento anular (2).
9. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según la reivindicación 5, caracterizado por que un elemento (5) de fijación respectivo presenta un primer brazo (5a), mediante el cual está fijado al elemento anular (2), y dos segundos brazos (5b), que están dispuestos uno enfrente de otro a ambos lados del primer brazo (5a) y situados en cada caso a continuación del primer brazo (5a) formando un ángulo (a) y a los que está fijada en cada caso una almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento, estando fijado a una superficie interior radial (2a) del elemento anular (2) el brazo (5b) que está fijado al elemento anular (2).
10. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el brazo (5b) del elemento (5) de fijación presenta, en su zona situada enfrente de la segunda zona parcial (5d) de la superficie trasera de la almohadilla (6) de cojinete de deslizamiento, un estrechamiento de material en relación con el material situado en la primera zona parcial, lindando en particular las dos zonas parciales una con otra en un escalón, cuyo borde contiguo a la primera zona parcial se extiende perpendicularmente al eje (4) de giro.
11. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la primera zona parcial presenta un área menor que la segunda zona parcial (5d).
12. Dispositivo de cojinetes de deslizamiento según una de las reivindicaciones 5 a 10 precedentes, caracterizado por que los brazos (5b) de dos elementos (5) de fijación adyacentes en dirección circunferencial, brazos (5b) que llevan almohadillas (6) de cojinete de deslizamiento, están unidos entre sí, en particular unidos de forma desmontable, preferiblemente en una zona axialmente exterior (5f).
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