ES2902890T3 - Conjunto de cojinete - Google Patents

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Kai Engemann
Martin Teupner
Jesko-Henning Tanke
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Abstract

Conjunto de cojinete (1) con un anillo interior (2) y con un anillo exterior (4) que forman entre sí un espacio interior de cojinete (6), previéndose en el anillo interior (2), si el anillo interior es fijo, varios orificios de paso (8) fundamentalmente radiales, disponiéndose los orificios de paso (8) entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas, configurándose los orificios de paso como salidas de lubricante para retirar el lubricante del espacio interior de cojinete (6), disponiéndose un sistema de conductos (10) en la pluralidad de orificios de paso (8), presentando preferiblemente el sistema de conductos (10) un orificio de ventilación (14) conectado al aire ambiente, y uniéndose la pluralidad de orificios de paso (8) a un depósito (12) a través del sistema de conductos, caracterizado por que el depósito (12) se dispone en el interior del conjunto de cojinete (1).

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de cojinete
La presente invención se refiere a un conjunto de cojinete con un anillo interior y con un anillo exterior que forman entre sí un espacio interior de cojinete según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los cojinetes se suelen lubricar con grasa. Especialmente en caso de cojinetes de gran tamaño, como los utilizados en los aerogeneradores, que presentan una larga vida útil de 20 años y más y que se conocen, por ejemplo, por el documento EP 2458164 A1, la grasa usada debe sustituirse continuamente. Con esta finalidad, es necesario retirarla del cojinete. Para ello se requiere un orificio que, sin embargo, a menudo no puede practicarse tan grande como realmente se requiere debido a la geometría del cojinete. Si no se retira la grasa usada del cojinete, la grasa recién bombeada se sale en lugar de la grasa usada o la grasa sale sin control a través de las juntas existentes, lo que puede dar lugar a daños en el cojinete, así como en el entorno del mismo, y también a condiciones de trabajo peligrosas. Además, el cojinete se llena con demasiada grasa, con lo que se generan temperaturas innecesariamente elevadas, seguidas de unas condiciones de lubricación deficientes y de un envejecimiento prematuro de la grasa.
Por este motivo, el objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una eliminación mejorada del lubricante usado de un cojinete.
Esta tarea se resuelve con el conjunto de cojinete según la reivindicación 1. El conjunto de cojinete comprende un anillo interior fijo y un anillo exterior giratorio que forman entre sí un espacio interior de cojinete.
El lubricante puede estar presente en este espacio interior de cojinete para lubricar el espacio interior de cojinete o el cuerpo rodante que pueden estar dispuestos entre el anillo interior fijo y el anillo exterior giratorio. Durante la vida útil de un cojinete suele ser necesaria una sustitución del lubricante. Sin embargo, para poder aportar el lubricante nuevo es preciso retirar del cojinete el lubricante viejo y usado.
Con esta finalidad, según la invención, en caso de un anillo interior fijo se prevén en el anillo interior varios orificios de paso fundamentalmente radiales. Los orificios de paso se disponen en el anillo fijo entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas.
Durante el movimiento del anillo exterior de cojinete giratorio, el lubricante en el espacio interior de cojinete se mueve en la dirección de la posición de las 12 horas del anillo interior. Los inventores han comprobado que durante la rotación del anillo exterior, el lubricante se mueve más allá de la posición de las 12 horas. Por consiguiente, el lubricante puede aplicarse a través de orificios de paso practicados entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas. La distribución correspondiente de la concentración de lubricante en el perímetro del anillo respectivamente fijo depende de la geometría del cojinete y de la velocidad de giro.
Preferiblemente, el orificio de paso se dispone entre una posición de las 10 horas y una posición de las 2 horas. Dado que se ha comprobado que en esta posición se acumula una cantidad ventajosa de lubricante durante la rotación del anillo exterior, el lubricante puede transportarse de forma especialmente ventajosa a través de los orificios de paso allí practicados. Resulta especialmente preferible una posición entre las 1 horas y las 2 horas, dado que aquí sale la cantidad necesaria de lubricante como consecuencia del efecto del movimiento giratorio.
El orificio de paso puede presentar una sección transversal de más de 110 mm2, pero se prefieren secciones transversales de más de 250 mm2, especialmente de más de 300 mm2, con especial preferencia de más de 350 mm2. En este caso, el tamaño de los orificios de paso se configura de manera que el lubricante no pueda salir sin más durante el funcionamiento y de manera que sólo el lubricante usado salga a presión a través de los orificios de paso en pequeñas cantidades como consecuencia de la dinámica reinante en el cojinete.
El diámetro del orificio de paso puede variar a lo largo de su longitud, siendo preferible un diámetro mínimo de 250 mm2 para garantizar la aplicación del lubricante. La sección transversal del orificio de paso puede presentar diferentes formas, por ejemplo, circular, pero también elíptica, alargada o rectangular.
En el anillo interior se prevén varios orificios de paso dispuestos respectivamente entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas, especialmente entre una posición de las 10 horas y una posición de las 2 horas. Preferiblemente, los diversos orificios de paso pueden distribuirse uniformemente entre la posición de las 9 horas y la posición de las 3 horas, en especial entre la posición de las 10 horas y la posición de las 2 horas. El diámetro de un solo orificio de paso está limitado hacia arriba en cuanto a tamaño, dado que de lo contrario el lubricante puede salir del espacio interior de cojinete sin obstáculos. Se evitan las secciones transversales significativamente superiores a 1300 mm2.
Dado que hay varios orificios de paso, la eliminación de lubricante puede mejorarse en comparación con un solo orificio de paso, dado que gracias a los orificios de paso se crea en suma un orificio de salida más grande.
Según otra forma de realización, al menos un orificio de paso puede equiparse con un sistema de limpieza, a fin de poder retirar la grasa del(de los) orificio(s) de paso. De este modo se puede evitar una acumulación de lubricante en uno o varios orificios de paso. El sistema de limpieza puede ser, por ejemplo, una espiral giratoria dispuesta en el orificio de paso o un pistón de limpieza que se desliza a lo largo de la longitud del orificio de paso. El sistema de limpieza también puede realizarse mediante una boquilla de aire que sopla aire a través del orificio de paso hacia el interior o el exterior del cojinete. Mediante el flujo de aire se puede liberar el orificio de paso de lubricante.
Según otra forma de realización se puede prever un dispositivo de succión en al menos uno de los orificios de paso. El dispositivo de succión puede servir para apoyar el flujo de lubricante a través de los orificios de paso. Para ello, el dispositivo de succión succiona, por ejemplo, mediante presión negativa, el lubricante que está en contacto con los orificios de paso. El dispositivo de succión puede disponerse, por ejemplo, en el interior del cojinete.
Para recoger el lubricante evacuado, un depósito se conecta directa o indirectamente a los orificios de paso. El depósito puede disponerse en el propio cojinete de manera que se pueda retirar o puede preverse separado y unirse al cojinete con un tubo flexible o con otro conducto. El propio depósito puede configurarse como un recipiente fijo o como un tubo flexible que puede, por ejemplo, adaptarse de forma flexible al cojinete. Preferiblemente, el depósito se dispone debajo del orificio de paso, de manera que el lubricante pueda salir hacia el depósito.
Según la invención, un sistema de conductos se dispone en los distintos orificios de paso, a fin de desviar el lubricante. El depósito está unido al sistema de conductos al que se conduce el lubricante usado. El sistema de conductos se puede componer de un tubo que sea flexible y que pueda adaptarse fácilmente al cojinete. Alternativamente, el sistema de conductos puede consistir en componentes rígidos unidos a los orificios de paso. El depósito puede disponerse en el propio cojinete de manera que se pueda retirar o puede preverse separado y unirse al cojinete o al sistema de conductos con un tubo flexible u otro conducto. El depósito puede unirse de forma impermeable al sistema de conductos.
Según otra forma de realización, los orificios de paso pueden presentar una rosca interior en la que, por ejemplo, se puede atornillar un elemento de unión para poder unir el sistema de conductos.
Adicionalmente a la sustitución de la grasa lubricante, también puede ser necesaria una ventilación del conjunto de cojinete. Dado que hay una gran diferencia de temperatura entre la temperatura de partida y la temperatura de funcionamiento, si el espacio interior del cojinete está herméticamente impermeabilizado con respecto al entorno, puede desarrollarse una presión interna inducida térmicamente que puede presionar las faldas obturadoras del cojinete y provocar problemas importantes. Por ejemplo, esta presión puede dar lugar a un desgaste acelerado de las faldas obturadoras. Además, puede darse un mayor riesgo de pérdida de grasa como consecuencia de las fugas, con lo que aumenta la fricción de los cojinetes. Además, debido al aumento de la presión interna, el envejecimiento de la grasa puede acelerarse, lo que provoca a su vez un menor rendimiento de la lubricación y una mayor deformación térmica del cojinete.
Según la invención, esto se evita previéndose un orificio de desaireación en el anillo interior conectado directa o indirectamente al aire ambiente. A través del orificio de desaireación puede llevarse a cabo una compensación de la presión en el espacio interior del cojinete con el entorno.
El sistema de conductos puede presentar un orificio de ventilación correspondiente conectado al aire ambiente. De este modo, el orificio de desaireación en el anillo interior puede estar en contacto con el aire ambiente a través del sistema de conductos por medio del orificio de ventilación y realizar una compensación de la presión.
En la descripción, en los dibujos y en las reivindicaciones se indican otras ventajas y formas de realización ventajosas. En este caso, especialmente las combinaciones de las características indicadas en la descripción y en los dibujos son puramente ejemplares, por lo que las características también pueden estar presentes individualmente o en una combinación diferente.
La invención se describe a continuación más detalladamente por medio de ejemplos de realización representados en los dibujos. En este caso, los ejemplos de realización y las combinaciones mostradas en los ejemplos de realización son puramente ejemplares y no pretenden definir el alcance de protección de la invención. Éste sólo se define a través de las reivindicaciones dependientes.
Se muestra en la:
Figura 1: una vista seccionada esquemática de un anillo de cojinete con un orificio radial y con un depósito de recogida de lubricante conectado (que no forma parte de la invención);
Figura 2: una vista seccionada esquemática de un anillo de cojinete con varios orificios radiales y con un depósito de recogida de lubricante conectado; y
Figura 3: una vista seccionada esquemática de un anillo de cojinete con varios orificios radiales.
A continuación, los elementos idénticos o funcionalmente similares se identifican con las mismas referencias.
La figura 1 muestra un cojinete 1 con un anillo interior fijo 2 y con un anillo exterior giratorio 4 que definen entre sí un espacio interior de cojinete 6 en el que se pueden disponer cuerpos rodantes (no mostrados). Como alternativa no mostrada, el anillo exterior 4 puede disponerse de forma fija y el anillo interior 2 puede girar. Por consiguiente, las explicaciones relativas al anillo interior fijo 2 se aplican igualmente a un anillo exterior fijo 4.
En el espacio interior de cojinete 6 se encuentra normalmente lubricante, a fin de garantizar la lubricación del cojinete 1, especialmente de los cuerpos rodantes. Durante la vida útil del cojinete 1, el lubricante debe sustituirse. Para poder aplicar al cojinete 1 el nuevo lubricante, en primer lugar es preciso retirar del cojinete el lubricante usado.
Con esta finalidad se prevé en el anillo interior 2 un orificio de paso 8. El orificio de paso 8 se encuentra en el anillo interior 2 entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas. El lubricante usado se transporta a esta zona durante una rotación del anillo exterior 4, permaneciendo allí en el anillo interior 2 y, por lo tanto, en el orificio de paso 8. Mediante la rotación, la fuerza de gravedad, así como la dinámica posterior en el cojinete 1, el lubricante es sometido a presión a través del orificio de paso 8 o fluye a través del mismo, como se indica por medio de la flecha 16.
Entre el orificio de paso 8 y el sistema de conductos 10 puede preverse un dispositivo de succión. Un dispositivo de succión de este tipo puede apoyar el flujo del lubricante a través del orificio de paso 8 mediante la aplicación de una presión negativa.
El orificio de paso 8 puede ser un orificio de paso fundamentalmente radial que presente un diámetro superior a 110 mm2. Con este diámetro se puede garantizar que el lubricante se transporte fuera del espacio interior de cojinete 6 a través del orificio de paso 8 únicamente gracias a la dinámica en el cojinete 1.
El orificio de paso 8 puede estar unido a un depósito 12 en el que se recoge el lubricante. El depósito 12 puede utilizarse para recoger el lubricante usado y puede disponerse dentro del cojinete 1, como se muestra en la figura 1, aunque también puede disponerse fuera del cojinete 1. Cuando el depósito 12 está lleno, éste puede sustituirse.
Como se muestra en la figura 1, el orificio de paso 8 también puede estar unido a un sistema de conductos 10. El sistema de conductos 10 se puede componer de un tubo flexible o de un elemento flexible similar o de componentes rígidos. El lubricante puede transportarse a través del sistema de conductos 10 desde el orificio de paso 8 directamente al depósito 12. En este último caso, el depósito 12 puede estar unido al sistema de conductos 10 a través de un conducto.
Dado que existe una gran diferencia de temperatura entre la temperatura de partida y la temperatura de funcionamiento del cojinete 1, si el espacio interior de cojinete 6 está herméticamente impermeabilizado del entorno, puede generarse una presión interna inducida térmicamente que puede presionar las faldas obturadoras del cojinete 1 y dar lugar a problemas considerables. Para evitarlo se prevé en el sistema de conductos 10 un orificio de ventilación 14 que sirve para la compensación de la presión con el entorno. El flujo de aire se indica mediante la flecha 18. El orificio de ventilación 14 puede presentar un filtro para mantener la humedad fuera del cojinete 1. El orificio de ventilación 14 puede disponerse en el anillo interior 2 separado del y preferiblemente por encima del orificio de paso 8. Gracias a esta disposición, el aire puede salir especialmente bien del cojinete 1 a través del orificio de ventilación 14. En este caso, el orificio de paso 8 sirve al mismo tiempo como orificio de desaireación para el cojinete 1. Por consiguiente, la compensación de la presión entre el cojinete 1 y el aire ambiente puede tener lugar a través del orificio de paso 8 y del orificio de ventilación 14.
En una forma de realización de la invención mostrada en la figura 2 se prevén en el anillo interior 2 varios de orificios de paso 8, 8'. Como se muestra, todos los orificios de paso 8, 8' están conectados al sistema de conductos 10 para evacuar el lubricante a través de los mismos. Por ejemplo, se pueden prever de cuatro a seis de estos orificios de paso 8, 8' dispuestos entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas. En la figura 2, los orificios de paso 8, 8' se disponen aproximadamente en una posición de las 11 horas, pero con especial preferencia en una posición entre las 1 horas y las 2 horas. Debido al movimiento del lubricante en el cojinete 1, el lubricante usado se encuentra en esta zona, pudiéndose presionar el mismo hacia fuera a través de los orificios de paso 8 gracias a la dinámica del cojinete 1.
Al igual que en la figura 1, entre los orificios de paso 8 y el sistema de conductos 10 se puede prever un dispositivo de succión que apoya el flujo del lubricante a través de los orificios de paso 8 por medio de una presión negativa.
En la forma de realización mostrada en la figura 2, uno de los orificios de paso 8' puede utilizarse como orificio de desaireación. Mediante el orificio de desaireación 8' y el orificio de ventilación 14 puede llevarse a cabo una compensación de la presión entre el entorno y el espacio interior de cojinete 3. El orificio de desaireación 8' puede disponerse en una posición ligeramente superior a las 9 horas, dado que en esta posición se encuentra menos lubricante.
Como ya se ha explicado, durante la vida útil del cojinete 1, tanto el lubricante se retira del cojinete 1, como también el lubricante nuevo se introduce en el cojinete 1. Para ello, puede haber además orificios de inserción 20 en el anillo respectivamente fijo, es decir, en el anillo interior 2 cuando el anillo exterior gira. Como se muestra en la figura 3, estos orificios de inserción 20 pueden ser radialmente opuestos a los orificios de paso 8 para la evacuación del lubricante. Aunque se muestran tres orificios de inserción 20, también se pueden prever más o menos orificios de inserción 20. Los orificios de inserción 20 se disponen en una posición a partir de la cual el nuevo lubricante se reparte bien durante la rotación del cojinete sin transportarse directamente fuera del cojinete 1 de nuevo a través de los orificios de paso 8. Gracias a la posición elegida en la dirección de giro, justo detrás de los orificios de paso 8, se consigue que el lubricante recién aplicado se mezcle óptimamente con el lubricante ya existente antes de que llegue a las proximidades de los orificios de paso 8 como consecuencia del movimiento giratorio del cojinete 1. Esto minimiza la salida de lubricante nuevo del orificio de paso 8.
Como se muestra además en la figura 3, los orificios de paso 8 y los orificios de inserción 20 están distanciados uniformemente. Esto resulta ventajoso, dado que se puede lograr una evacuación e introducción uniformes del lubricante.
Mediante el conjunto de cojinete propuesto, el lubricante usado puede retirarse fácilmente del cojinete. Así es posible mejorar la lubricación en el cojinete, dado que el lubricante viejo y usado no se puede acumular.
Lista de referencias
1 Cojinete
2 Anillo interior
4 Anillo exterior
6 Espacio interior de cojinete
8, 8' Orificio de paso
10 Sistema de conductos
12 Depósito
14 Orificio de ventilación
16 Flujo de lubricante
18 Flujo de aire
20 Orificios de inserción

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Conjunto de cojinete (1) con un anillo interior (2) y con un anillo exterior (4) que forman entre sí un espacio interior de cojinete (6), previéndose en el anillo interior (2), si el anillo interior es fijo, varios orificios de paso (8) fundamentalmente radiales, disponiéndose los orificios de paso (8) entre una posición de las 9 horas y una posición de las 3 horas, configurándose los orificios de paso como salidas de lubricante para retirar el lubricante del espacio interior de cojinete (6), disponiéndose un sistema de conductos (10) en la pluralidad de orificios de paso (8), presentando preferiblemente el sistema de conductos (10) un orificio de ventilación (14) conectado al aire ambiente, y uniéndose la pluralidad de orificios de paso (8) a un depósito (12) a través del sistema de conductos, caracterizado por que el depósito (12) se dispone en el interior del conjunto de cojinete (1).
2. Conjunto de cojinete (1) según la reivindicación 1, disponiéndose los orificios de paso (8) entre una posición de las 10 horas y una posición de las 2 horas.
3. Conjunto de cojinete (1) según una de las reivindicaciones anteriores, presentando los orificios de paso (8) un diámetro superior a 250 mm2, preferiblemente superior a 300 mm2, en especial superior a 350 mm2.
4. Conjunto de cojinete (1) según una de las reivindicaciones anteriores, estando los distintos orificios de paso (8) repartidos uniformemente entre la posición de las 9 horas y la posición de las 3 horas, en especial entre la posición de las 10 horas y la posición de las 2 horas.
5. Conjunto de cojinete (1) según una de las reivindicaciones anteriores, dotándose al menos un orificio de paso (8) de un sistema de limpieza.
6. Conjunto de cojinete (1) según una de las reivindicaciones anteriores, disponiéndose un dispositivo de succión en al menos uno de los distintos orificios de paso (8).
7. Conjunto de cojinete (1) según una de las reivindicaciones anteriores, lubricándose el espacio interior de cojinete (6) con un lubricante, especialmente con una grasa lubricante.
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