ES2902893T3

ES2902893T3 - Tubo de paso aislado eléctricamente

Info

Publication number: ES2902893T3
Application number: ES19198723T
Authority: ES
Inventors: Laet Wim De; Stijn Rottiers
Original assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG; Vestas Wind Systems AS
Current assignee: ZF Wind Power Antwerpen NV; ZF Friedrichshafen AG; Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2022-03-30
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: WO2021052694A1; EP3795825A1; EP3795825B1; US20220333580A1; EP3795825B2; CN114341525A

Abstract

Dispositivo con un engranaje para un aerogenerador, con un tubo de paso (103) y con un elemento de fijación (101); fijándose el tubo de paso (103) en el engranaje mediante el elemento de fijación (101); caracterizado por que el elemento de fijación (101) se compone de un aislador eléctrico.

Description

DESCRIPCIÓN

Tubo de paso aislado eléctricamente

La invención se refiere a un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el caso de los aerogeneradores existe una tendencia a la integración de los trenes de transmisión. En un tren de transmisión integrado, el engranaje y el generador forman una unidad estructural. Esto conlleva problemas con las corrientes de fuga. Las corrientes de fuga pueden presentarse en forma de corrientes alternas de alta frecuencia o de corrientes continuas o alternas de baja frecuencia. Como consecuencia de las descargas de tensión existe el riesgo de dañar los dentados y los rodamientos.

Para evitar los daños derivados de las corrientes de fuga deben tomarse medidas adecuadas para el aislamiento. Sin embargo, en caso de trenes de transmisión de velocidad media, los pares de giro a transmitir entre el engranaje y el generador son comparativamente altos. Al mismo tiempo, hay una falta de espacio de instalación disponible debido al diseño integrado del tren de transmisión entre el engranaje y el generador. Dicha falta de espacio dificulta un dimensionamiento adecuado de los componentes de transmisión del par de giro. Esto se refiere especialmente al aislamiento eléctrico de los componentes de transmisión del par de giro. Las solicitudes de patente EP 2541 058 A1 (dispositivo para un aerogenerador), DE 10 2014 200674 A1 (elementos de fijación para un tubo de paso de un aerogenerador) y EP 3 001 062 (acoplamiento de sobrecarga eléctricamente aislante para un aerogenerador) muestran el estado de la técnica.

La invención se basa en el objetivo de poner a disposición una solución mejorada en comparación con los engranajes conocidos por el estado de la técnica. Especialmente deben evitarse los daños que pueden producirse en un tren de transmisión integrado como consecuencia de las corrientes de fuga.

Esta tarea se resuelve mediante un dispositivo según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se incluyen otras variantes perfeccionadas preferidas.

En el caso del engranaje se trata de un engranaje para un aerogenerador. Un tubo de paso, también llamado Pitch Tube, es un tubo para el paso de, por ejemplo, líneas de suministro eléctricas o hidráulicas a través del engranaje. El mismo se caracteriza por que pasa a través del engranaje o de la carcasa del engranaje y sus bocas se disponen fuera del engranaje o de la carcasa del engranaje. Preferiblemente, el tubo de paso se impermeabiliza con respecto a la carcasa del engranaje, de manera que sea impermeable a los lubricantes.

El tubo de paso se fija en el engranaje, es decir, en al menos un componente del engranaje, por medio de los elementos de fijación. Normalmente, el tubo de paso se configura de forma rotacionalmente simétrica. Por consiguiente, los elementos de fijación también son preferiblemente rotacionalmente simétricos.

La invención se basa en el conocimiento de que el tubo de paso es un importante transmisor de corrientes de fuga debido al hecho de que atraviesa completamente el engranaje. Por este motivo, el elemento de fijación se compone, según la invención, de un aislador eléctrico, por ejemplo, de poliamida. Por consiguiente, el elemento de fijación aísla eléctricamente uno de otro el tubo de paso y el componente del engranaje en el que el tubo de paso se fija por medio del elemento de fijación. Así se elimina una importante fuente de corrientes de fuga. La invención evita de forma eficaz que las corrientes de fuga procedentes de un generador se transmitan al engranaje a través del tubo de paso. El aislamiento según la invención resulta especialmente adecuado para los trenes de transmisión integrados, dado que éste sólo requiere un pequeño espacio de instalación.

Preferiblemente, el tubo de paso se configura además de forma axialmente fija relativamente con respecto al elemento de fijación, es decir, en la dirección de un eje de giro, por ejemplo, un eje de giro del componente en el que el tubo de paso se fija por medio de los elementos de fijación. De forma correspondiente, el elemento de fijación se fija preferiblemente de forma axialmente inmóvil en el engranaje o en el componente citado.

En una variante perfeccionada preferida, en el caso del componente del engranaje, en el que se fija el tubo de paso mediante los elementos de fijación, se trata de un eje, especialmente de un eje hueco, o de un soporte de piñón apoyado de forma giratoria. De acuerdo con esta variante perfeccionada, el elemento de fijación aísla eléctricamente el tubo de paso con respecto al eje o al soporte de piñón.

En una variante perfeccionada también preferida, el elemento de fijación presenta un agujero de paso. El agujero está alineado de forma centrada, es decir, su eje central coincide con un eje central del tubo de paso. Especialmente, el tubo de paso y el agujero pueden ser rotacionalmente simétricos. En este caso, un eje de simetría del tubo de paso y un eje de simetría del agujero coinciden. El tubo de paso se desarrolla a través del agujero, estando allí dotado del elemento de fijación.

A lo largo de su borde radialmente exterior, el elemento de fijación está, en una variante perfeccionada preferida, unido al componente del engranaje, en el que se fija el tubo de paso, o al eje o al soporte de piñón.

Preferiblemente, el elemento de fijación se configura de manera que presente la forma básica de un disco alineado radialmente. Por forma básica de un cuerpo se entiende la forma de un cuerpo original a partir del cual se configura el cuerpo citado en primer lugar mediante la eliminación de distintas zonas, por ejemplo, incorporando rebajos, y/o mediante la adición de distintas zonas.

A fin de impermeabilizar el tubo de paso de forma impermeable al fluido con respecto a la carcasa del engranaje, en una variante perfeccionada preferida se prevé una junta. Ésta se encuentra axialmente separada del elemento de fijación. En especial, la junta y el elemento de fijación pueden disponerse en paredes opuestas de la carcasa de engranaje. El tubo de paso es axialmente desplazable en la junta o relativamente con respecto a la junta. De este modo se garantiza una compensación de los cambios de longitud del tubo de paso debidos a las fluctuaciones de temperatura.

En las figuras se representan ejemplos de realización de la invención. En este caso, los números de referencia coincidentes indican características idénticas o funcionalmente idénticas. En particular se muestra en la:

Figura 1 un elemento de fijación de poliamida; y

Figura 2 una junta de poliamida.

El elemento de fijación 101 representado en la figura 1 sirve para fijar un tubo de paso 103 por el lado de accionamiento en un soporte de piñón 105. Mediante el elemento de fijación 101 se fija la posición radial del tubo de paso 103. El elemento de fijación 101 presenta salientes 107 que se extienden radialmente hacia el interior y que encajan en rebajos correspondientes 109 del tubo de paso 103. De este modo se crea una unión resistente a la torsión entre el elemento de fijación 101 y el tubo de paso 103. El elemento de fijación presenta además una ranura 111 que se desarrolla en dirección perimetral alrededor del tubo de paso 103 y que está abierta hacia el interior. El tubo de paso 103 presenta una ranura correspondiente 111. Ambas ranuras 111, 113 están orientadas con sus orificios la una hacia la otra, de manera que puedan recibir conjuntamente un anillo de seguridad 115. El anillo de seguridad 115 proporciona una fijación axial entre el elemento de fijación 101 y el tubo de paso 103.

El elemento de fijación 101 se fija de forma rígida en el soporte de piñón 105, es decir, una fijación entre el elemento de fijación 101 y el soporte de piñón 105 no permite ningún movimiento relativo entre el elemento de fijación 101 y el soporte de piñón 105.

El elemento de fijación 101 se compone de un aislante eléctrico. En el ejemplo de realización aquí descrito, como aislante eléctrico se puede utilizar la poliamida.

Como se representa en la figura 2, por el lado del generador está prevista una junta laberíntica 201 que también se compone de un aislante, aquí de poliamida. Por una parte, la junta laberíntica 201 impermeabiliza el tubo de paso 103 con respecto a la salida del aceite para engranajes y, por otra parte, garantiza un aislamiento eléctrico.

Referencias

101 Elemento de fijación

103 Tubo de paso

105 Soporte de piñón

107 Saliente

109 Rebajo

111 Ranura

113 Ranura

115 Anillo de seguridad

201 Junta laberíntica

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo con un engranaje para un aerogenerador, con un tubo de paso (103) y con un elemento de fijación (101); fijándose el tubo de paso (103) en el engranaje mediante el elemento de fijación (101); caracterizado por que el elemento de fijación (101) se compone de un aislador eléctrico.

2. Dispositivo según la reivindicación 1; caracterizado por que el tubo de paso (103) se fija en el elemento de fijación de forma axialmente inmóvil.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por que el tubo de paso (103) se fija mediante el elemento de fijación (101) en un eje o en un soporte de piñón (105) del engranaje apoyado de forma giratoria.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por que el elemento de fijación (101) presenta un agujero central de paso; uniéndose el elemento de fijación (101) al tubo de paso (103) en el agujero.

5. Dispositivo según la reivindicación anterior con referencia a la reivindicación 2; caracterizado por que el elemento de fijación (101) se une a lo largo de su borde radialmente exterior al eje o al soporte de piñón (105).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por que el elemento de fijación (101) tiene la forma básica de un disco alineado radialmente.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por una junta (201) separada axialmente del elemento de fijación (101);

impermeabilizándose el tubo de paso (101) de forma impermeable al fluido con respecto a una carcasa del engranaje por medio de la junta (201); y

siendo el tubo de paso (101) axialmente desplazable relativamente con respecto a la junta (201).