ES2947947T3 - Rodamiento de pitch de turbina eólica con elementos rodantes de contacto lineal - Google Patents
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Abstract
Un cojinete de paso 50 para acoplar una pala de rotor 20 a un cubo 18 de una turbina eólica 10 incluye una pista exterior 52 configurada para acoplarse al cubo 18, una pista interior 54 giratoria con respecto a la pista exterior 52 y configurada para acoplarse a la pala de rotor 20, y una primera pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56. La pista exterior 52 define una primera pared exterior de la pista de rodadura y la pista interior 54 define una primera pared interior de la pista de rodadura. La primera pluralidad de elementos rodantes 56 en contacto lineal está dispuesta entre las primeras paredes interior y exterior de la pista de rodadura. Cada uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56 define un ángulo de contacto predeterminado 80, 82. El ángulo de contacto predeterminado 80, 82 se define como un ángulo entre una línea de referencia 73, 74 que se extiende perpendicular a un eje longitudinal de uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56 y una línea de referencia 75 que se extiende paralela a un plano horizontal del cojinete primitivo 50. Además, el ángulo de contacto predeterminado 80, 82 incluye ángulos entre 0° y 90°. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Rodamiento de pitch de turbina eólica con elementos rodantes de contacto lineal
[0001] La presente materia se refiere en general a turbinas eólicas y, más en particular, a un rodamiento de pitch (“pitch bearing") para una turbina eólica que utiliza elementos rodantes de contacto lineal. A partir del documento DE 102014205816 A1 (SKF AB) es conocida una disposición de rodamiento de línea de la técnica anterior.
[0002] La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medioambiente disponibles en la actualidad, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y una o más palas de rotor. Las palas de rotor capturan energía cinética del viento usando principios aerodinámicos conocidos y transmiten la energía cinética a través de energía de rotación para hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a una caja de engranajes, o, si no se usa una caja de engranajes, directamente al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que se puede distribuir en una red de suministro.
[0003] Además, la turbina eólica puede incluir diversos rodamientos (“bearings") para facilitar la rotación de sus diversos componentes. Dos ejemplos de dichos rodamientos incluyen rodamientos de pitch y rodamientos de orientación (“yaw bearing"). Más específicamente, los rodamientos de orientación están configurados para hacer rotar la góndola con respecto a la torre en función del viento entrante. Además, los rodamientos de pitch están dispuestos entre una raíz de pala de las palas de rotor y el buje. Por lo tanto, los rodamientos de pitch hacen rotar o pitchean las palas de rotor con respecto al viento entrante.
[0004] Dichos rodamientos en general incluyen una pista exterior, una pista interior rotatoria en relación con la pista exterior y una pluralidad de elementos rodantes entre ellas. Muchos rodamientos de turbina eólica incluyen elementos rodantes de contacto puntual, por ejemplo, los rodamientos de bolas 1, tales como los ilustrados en la FIG. 1. De forma alternativa, como se muestra en la FIG. 2, algunos rodamientos de turbina eólica pueden incluir elementos rodantes de contacto lineal, tales como los elementos rodantes cilíndricos 2, que tienen una configuración de ángulo de contacto de 0° y 90°.
[0005] Los elementos rodantes de contacto lineal convencionales incluyen típicamente los elementos rodantes dispuestos en una configuración de ángulo de contacto de 0° y 90°. Más específicamente, como se muestra en la FIG. 3, se ilustra una vista en sección transversal parcial de un rodamiento de elemento rodante de contacto lineal 3 de acuerdo con una construcción convencional. Como se muestra, el contacto lineal mostrado en la FIG. 3, se ilustra una vista en sección transversal parcial de un rodamiento de elemento rodante de contacto lineal 3 de acuerdo con una construcción convencional. Como se muestra, el rodamiento de elemento rodante de contacto lineal 3 incluye una pista exterior 7 y una pista interior 8 rotatoria en relación con la pista exterior 7 por medio de una pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 4, 5, 6. Más específicamente, como se muestra, los elementos rodantes de contacto lineal superior e inferior 4, 5 tienen un ángulo de contacto de 90°, mientras que el elemento rodante de contacto lineal medio 6 tiene un ángulo de contacto de 0°.
[0006] En dichas configuraciones, los elementos rodantes que tienen un ángulo de contacto de 90° experimentan un deslizamiento relativo entre ellos así como con la pista de rodadura para poder funcionar. La utilización exitosa de elementos rodantes de contacto lineal en una configuración de ángulo de contacto de 90° típicamente se basa en la operación en regímenes lambda de lubricación mayores que uno, de modo que el deslizamiento relativo no perjudique el rendimiento del rodamiento. Sin embargo, los rodamientos de pitch de turbina eólica experimentan proporciones lambda cercanas a cero. Por tanto, cuando se usan rodamientos de elementos rodantes de contacto lineal como rodamientos de pitch, dicho deslizamiento puede rayar y desgastar las superficies de interconexión, generando calor y desechos en el interior del rodamiento.
[0007] En consecuencia, un rodamiento de pitch que tenga elementos rodantes de contacto lineal que aborde los problemas mencionados anteriormente sería bienvenido en la tecnología. En particular, sería beneficioso un rodamiento de pitch con menos de tres hileras de elementos rodantes de contacto lineal.
Breve descripción
[0008] Se expondrán, en parte, aspectos y ventajas de la invención en la siguiente descripción, o pueden ser obvios a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de la invención.
[0009] En un aspecto, la presente descripción se refiere a un rodamiento de anillo giratorio para una turbina eólica. El rodamiento de anillo giratorio comprende una pista exterior que define una primera pared de pista de rodadura (“raceway”) exterior, una pista interior rotatoria en relación con la pista exterior, definiendo la pista interior una primera pared de pista de rodadura interior, y una primera pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal dispuestos entre las primeras paredes de pista de rodadura interior y exterior. La pista exterior define además una segunda pared de pista de rodadura exterior y la pista interior define además una segunda pared de pista de
rodadura interior, y el rodamiento de anillo giratorio comprende además una segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal dispuestos entre las segundas paredes de pista de rodadura interior y exterior. Cada uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal define un ángulo de contacto predeterminado, el ángulo de contacto predeterminado definido como un ángulo entre una línea de referencia que se extiende perpendicular a un eje longitudinal de uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal y una línea de referencia que se extiende paralela a un plano horizontal del rodamiento de pitch, comprendiendo el ángulo de contacto predeterminado ángulos entre 0 grados (°) y 90°. La primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal comprenden elementos rodantes ahusados, y los ejes longitudinales de la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes ahusados convergen en un punto común en el eje principal del rodamiento.
[0010] En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida al uso del rodamiento de anillo giratorio de acuerdo con el primer aspecto, en el que el rodamiento de anillo giratorio es al menos uno de un rodamiento de pitch o un rodamiento de orientación de una turbina eólica.
[0011] Estos y otros rasgos característicos, aspectos y ventajas de la presente invención se respaldarán y describirán además con referencia a la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de la presente memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.
Breve descripción de los dibujos
[0012] Una divulgación completa y suficiente de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, se expone en la memoria descriptiva, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:
La FIG. 1 ilustra un elemento rodante de contacto puntual de acuerdo con una construcción convencional; la FIG. 2 ilustra un elemento rodante de contacto lineal de acuerdo con una construcción convencional;
la FIG. 3 ilustra una vista en sección transversal parcial de un rodamiento de elementos rodantes de contacto lineal de acuerdo con una construcción convencional;
la FIG. 4 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;
la FIG. 5 ilustra una vista en perspectiva de una de las palas de rotor de la turbina eólica mostrada en la FIG. 4; la FIG. 6 ilustra una vista interna en perspectiva de la góndola de la turbina eólica mostrada en la FIG. 4;
la FIG. 7 ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización de una pala de rotor acoplada a un buje de turbina eólica por medio de un rodamiento de pitch de acuerdo con la presente divulgación;
la FIG. 8 ilustra una vista en sección transversal de primer plano de una parte del rodamiento de pitch ilustrado en la FIG. 7;
la FIG. 9 ilustra una vista en sección transversal en primer plano de otro modo de realización de una parte del rodamiento de pitch según la presente descripción;
la FIG. 10 ilustra una vista en sección transversal en primer plano de aún otro modo de realización de una parte del rodamiento de pitch de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular cestos configurados con los elementos rodantes; y
la FIG. 11 ilustra una vista en sección transversal en primer plano de aún otro modo de realización de una parte del rodamiento de pitch de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular una configuración de elementos rodantes de tres hileras.
[0013] Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, de los que se ilustran uno o más ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de las reivindicaciones. Por tanto, se pretende que la presente invención abarque dichas modificaciones y variaciones que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0014] En general, la presente materia objeto está dirigida a configuraciones de rodamiento para una turbina eólica. En varios modos de realización, un rodamiento de pitch de la turbina eólica puede incluir primera y segunda hileras de elementos rodantes de contacto lineal dispuestos entre las pistas interior y exterior del rodamiento. Se
debe apreciar que los rodamientos de pitch divulgados se han configurado únicamente para controlar la carga dinámica de una turbina eólica. Específicamente, debido a la carga de momento errático y al hecho de que cada rodamiento de pitch está montado directamente en una pala de rotor relativamente flexible, los rodamientos de pitch deben estar equipados para controlar cargas axiales y radiales que pueden variar significativamente con el tiempo. Como se describirá a continuación, los rodamientos divulgados proporcionan ángulos de contacto distintos de 0° y distintos de 90°, reduciendo de este modo las cargas resultantes aplicadas a través de cada elemento rodante y eliminando el deslizamiento entre ellos. En consecuencia, cada elemento rodante se puede desviar menos y, por tanto, puede retener más de la parte proporcional de la carga total, disminuyendo de este modo la tensión sobre el rodamiento.
[0015] También se debe apreciar que, aunque la presente materia objeto se describirá en general en el presente documento con referencia a los rodamientos de pitch, las configuraciones de rodamiento divulgadas se pueden utilizar dentro de cualquier rodamiento de turbina eólica adecuado. Por ejemplo, los rodamientos de orientación a menudo están sujetos a cargas dinámicas durante el funcionamiento de una turbina eólica. Por tanto, las configuraciones de rodamiento divulgadas también se pueden implementar dentro del rodamiento de orientación de una turbina eólica para reducir las tensiones dentro del rodamiento.
[0016] En referencia ahora a los dibujos, la FIG. 4 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica 10 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la turbina eólica 10 en general incluye una torre 12, una góndola 14 montada en la torre 12 y un rotor 16 acoplado a la góndola 14. El rotor 16 incluye un buje 18 rotatorio y al menos una pala de rotor 20 acoplada a y que se extiende hacia afuera desde el buje 18. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el rotor 16 incluye tres palas de rotor 20. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el rotor 16 puede incluir más o menos de las reivindicaciones de tres palas de rotor 20. Cada pala de rotor 20 se puede espaciar alrededor del buje 18 para facilitar la rotación del rotor 16 para posibilitar que la energía cinética del viento se convierta en energía mecánica utilizable y, posteriormente, en energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 18 se puede acoplar de forma rotatoria a un generador eléctrico 25 (FIG. 5) posicionado dentro de la góndola 14 para permitir que se produzca energía eléctrica.
[0017] En referencia ahora a la FIG. 5, se ilustra una vista en perspectiva de una de las palas de rotor 20 mostradas en la FIG. 4 de acuerdo con aspectos de la presente materia objeto. Como se muestra, la pala de rotor 20 incluye una raíz de pala 22 configurada para montar la pala de rotor 20 en el buje 18 de la turbina eólica 10 (FIG. 4) y una punta de pala 24 dispuesta opuesta a la raíz de pala 22. Un cuerpo 26 de la pala de rotor 20 se puede extender longitudinalmente entre la raíz de pala 22 y la punta de pala 24 y, en general, puede servir de concha exterior de la pala de rotor 20. Como se entiende en general, el cuerpo 26 puede definir un perfil aerodinámico (por ejemplo, definiendo una sección transversal conformada como perfil alar, tal como una sección transversal conformada como perfil alar simétrico o arqueado) para posibilitar que la pala de rotor 20 capture energía cinética del viento usando principios aerodinámicos conocidos. Por tanto, el cuerpo 26 puede incluir, en general, un lado de presión 28 y un lado de succión 30 que se extienden entre un borde de ataque 32 y un borde de salida 34. Adicionalmente, la pala de rotor 20 puede tener una envergadura 36 que define la longitud total del cuerpo 26 entre la raíz de pala 22 y la punta de pala 24 y una cuerda 38 que define la longitud total del cuerpo 26 entre el borde de ataque 32 y el borde de salida 34. Como se entiende en general, la cuerda 38 puede variar en longitud con respecto a la envergadura 26 a medida que el cuerpo 26 se extiende desde la raíz de pala 22 hasta la punta de pala 24.
[0018] Además, como se muestra, la pala de rotor 20 también puede incluir una pluralidad de pernos en T o conjuntos de fijación de raíz 40 para acoplar la raíz de pala 20 al buje 18 de la turbina eólica 10. En general, cada conjunto de fijación de raíz 40 puede incluir una tuerca anclada semicilíndrica 42 montada dentro de una parte de la raíz de pala 22 y un perno de raíz 44 acoplado a y que se extiende desde la tuerca anclada semicilíndrica 42 para sobresalir hacia afuera desde un extremo de raíz 46 de la raíz de pala 22. Sobresaliendo hacia afuera desde el extremo de raíz 46, los pernos de raíz 44 se pueden usar, en general, para acoplar la raíz de pala 22 al buje 18 (por ejemplo, por medio de uno de los rodamientos de pitch 50), como se describirá con mayor detalle a continuación.
[0019] En referencia ahora a la FIG. 6, se ilustra una vista interna simplificada de un modo de realización de la góndola 14 de la turbina eólica 10 mostrada en la FIG. 4. Como se muestra, el generador 25 puede estar dispuesto dentro de la góndola 14. En general, el generador 25 se puede acoplar al rotor 16 de la turbina eólica 10 para generar potencia eléctrica a partir de la energía de rotación generada por el rotor 16. Por ejemplo, el rotor 16 puede incluir un eje de rotor 27 acoplado al buje 18 para su rotación con el mismo. A continuación, el generador 25 se puede acoplar al eje de rotor 27 de modo que la rotación del eje de rotor 27 accione el generador 25. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el generador 25 incluye un eje de generador 29 acoplado de forma rotatoria al eje de rotor 27 a través de una caja de engranajes 31. Sin embargo, en otros modos de realización, se debe apreciar que el eje de generador 29 se puede acoplar directamente de forma rotatoria al eje de rotor 27. De forma alternativa, el generador 25 se puede acoplar directamente de forma rotatoria al eje de rotor 27 (a menudo denominado "turbina eólica de accionamiento directo").
[0020] En referencia todavía a la FIG. 6, la turbina eólica 10 puede incluir numerosos rodamientos de anillo giratorio para permitir la rotación de diversos componentes de la turbina eólica 10. Por ejemplo, se debe apreciar que, como se usa en el presente documento, el término "rodamiento de anillo giratorio" se puede usar para referirse
al rodamiento de orientación 35 de la turbina eólica 10 y/o uno de los rodamientos de pitch 50 de la turbina eólica 10. De forma similar, se debe apreciar que los rodamientos de anillo giratorio 35, 50 pueden tener, en general, cualquier configuración adecuada, incluyendo una o más de las configuraciones de rodamiento descritas a continuación. Por ejemplo, en varios modos de realización, los rodamientos de anillo giratorio 35, 50 pueden incluir una pista interior y una pista exterior rotatoria en relación con la pista interior, estando dispuestas una o más hileras de elementos rodantes entre las pistas interior y exterior.
[0021] Adicionalmente, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más mecanismos de accionamiento de orientación 33 montados en y/o a través de una bancada (“bedplate") 15 posicionada encima de la torre de turbina eólica 12. Específicamente, cada mecanismo de accionamiento de orientación 33 se puede montar en y/o a través de la bancada 15 para engranar el rodamiento de orientación 35 acoplado entre la bancada 15 y la torre 12 de la turbina eólica 10. El rodamiento de orientación 35 se puede montar en la bancada 15 de modo que, a medida que el rodamiento de orientación 35 rota alrededor de un eje de orientación (no mostrado) de la turbina eólica 10, la bancada 15 y, por tanto, la góndola 14 rotan de forma similar alrededor del eje de orientación. Se debe apreciar que, aunque la turbina eólica 10 ilustrada se muestra como que incluye dos mecanismos de accionamiento de orientación 232, la turbina eólica 10, en general, puede incluir cualquier número adecuado de mecanismos de accionamiento de orientación 232.
[0022] En referencia todavía a la FIG. 6, la turbina eólica 10 también puede incluir una pluralidad de rodamientos de pitch 50 (de los que se muestra uno), con cada rodamiento de pitch 50 acoplado entre el buje 18 y una de las palas de rotor 20. Como se describirá a continuación, los rodamientos de pitch 50 se pueden configurar para permitir que cada pala de rotor 20 rote alrededor de su eje de pitch 39 (por ejemplo, por medio de un mecanismo de ajuste de pitch 45), permitiendo de este modo que la orientación de cada pala 20 se ajuste en relación con la dirección del viento.
[0023] En general, se debe apreciar que los mecanismos de accionamiento de pitch y orientación 33, 45 pueden tener cualquier configuración adecuada y pueden incluir cualquier componente adecuado conocido en la técnica que permita que dichos mecanismos 33, 45 funcionen como se describe en el presente documento. Por ejemplo, como se muestra en el modo de realización ilustrado, el mecanismo de ajuste de pitch 45 puede incluir un motor de accionamiento de pitch 37 (por ejemplo, un motor eléctrico), una caja de engranajes de accionamiento de pitch 41 y un piñón de accionamiento de pitch 43. En un modo de realización de este tipo, el motor de accionamiento de pitch 37 se puede acoplar a la caja de engranajes de accionamiento de pitch 41 de modo que el motor 37 confiera fuerza mecánica a la caja de engranajes 41. De forma similar, la caja de engranajes 41 se puede acoplar al piñón de accionamiento de pitch 43 para su rotación con el mismo. El piñón 43, a su vez, se puede engranar de forma rotatoria con la pista interior 54.
[0024] En referencia ahora a las FIGS. 7 y 8, se ilustran vistas en sección transversal parciales de la pala de rotor 20 mostrada en la FIG. 5, que ilustran en particular la pala de rotor 20 montada sobre el buje 18 por medio de uno de los rodamientos de pitch 50 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, el rodamiento de pitch 50 incluye una pista de rodamiento exterior 52, una pista de rodamiento interior 54 y una pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 (por ejemplo, una primera pluralidad de elementos rodantes 56 y una segunda pluralidad de elementos rodantes 58) dispuestos entre las pistas exterior e interior 52, 54. Más específicamente, como se muestra en las FIGS. 8 y 10, la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 pueden incluir elementos rodantes ahusados 76, 78. De forma alternativa, como se muestra en la FIG. 9, la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 pueden incluir elementos rodantes cilíndricos 80, 82.
[0025] Además, como se muestra, la pista exterior 52 se puede configurar, en general, para montarse en una brida de buje 60 del buje 18 usando una pluralidad de pernos de buje 62 y/u otros mecanismos de sujeción adecuados. De forma similar, la pista interior 54 se puede configurar para montarse en la raíz de pala 22 usando los pernos de raíz 44 de los conjuntos de fijación de raíz 40. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 7, cada perno de raíz 44 se puede extender entre un primer extremo 64 y un segundo extremo 66. El primer extremo 64 se puede configurar para acoplarse a una parte de la pista interior 54, tal como acoplando el primer extremo 64 a la pista interior 54 usando una tuerca de fijación y/u otro mecanismo de sujeción adecuado. El segundo extremo 66 de cada perno de raíz 44 se puede configurar para acoplarse a la raíz de pala 22 por medio de la tuerca anclada semicilíndrica 42 de cada conjunto de fijación de raíz 40.
[0026] Como se entiende en general, la pista interior 54 se puede configurar para rotar en relación con la pista exterior 52 (por medio de los elementos rodantes 56, 58) para permitir que se ajuste el ángulo de pitch de cada pala de rotor 20. Como se muestra en la FIG. 7, dicha rotación relativa de las pistas exterior e interior 52, 54 se puede lograr usando un mecanismo de ajuste de pitch 45 montado dentro de una parte del buje 18. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 7, se puede formar una pluralidad de dientes de engranaje 55 a lo largo de la circunferencia interior de la pista interior 54 del rodamiento de pitch 50, estando configurados los dientes de engranaje 47 para engranarse con los dientes de engranaje 47 correspondientes formados en el piñón 78. Por tanto, debido al engrane de los dientes de engranaje 47, 55, la rotación del piñón de accionamiento de pitch 43 da como resultado la rotación
de la pista interior 54 en relación con la pista exterior 52 por medio de la pluralidad de elementos rodantes 56, 58 y, por tanto, la rotación de la pala de rotor 20 en relación con el buje 18.
[0027] En referencia ahora a la FIG. 8, se ilustra una vista en sección transversal en primer plano de una parte del rodamiento de pitch 50 mostrado en la FIG. 7 de acuerdo con aspectos de la presente materia objeto. Como se muestra, los elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 se reciben dentro de pistas de rodadura separadas definidas entre las pistas interior y exterior 52, 54. Específicamente, se define una primera pista de rodadura 70 entre las pistas interior y exterior 52, 54 para recibir la primera pluralidad de elementos rodantes 56 y se define una segunda pista de rodadura 72 entre las pistas interior y exterior 52, 54 para recibir la segunda pluralidad de elementos rodantes 58. En un modo de realización de este tipo, cada pista de rodadura 70, 72 se puede definir por paredes separadas de las pistas exterior e interior 52, 54.
[0028] Además, como se muestra, los elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 corresponden a una primera y segunda pluralidad de elementos rodantes ahusados 76, 78. En dichos rodamientos, las pistas interior y exterior 52, 54 son segmentos de conos y los elementos rodantes 56, 58 están ahusados de modo que las superficies cónicas de las pistas 52, 54 y los ejes de elementos rodantes, si sobresalen, se encuentren en un punto común en el eje principal del rodamiento 50. Esta geometría evita el movimiento deslizante entre los elementos rodantes 56, 58 dentro de las pistas exterior e interior 52, 54. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, las líneas de referencia 57, 59 trazadas a través de los ejes de elementos rodantes sobresalen y convergen en el punto común 84 del rodamiento de pitch 50. Además, las superficies de las pistas y elementos rodantes también convergen en el mismo punto. Como tal, el ángulo de ahusamiento 87 se diseña y elige para minimizar el patinado de los elementos rodantes ahusados 56, 58. Más específicamente, en determinados modos de realización, el ángulo de ahusamiento 87 puede incluir ángulos que varían de aproximadamente 0,25° a aproximadamente 6°.
[0029] En referencia todavía a la FIG. 8, cada uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 define un ángulo de contacto 80, 82 predeterminado. Más específicamente, un primer ángulo de contacto 80 predeterminado se define como el ángulo entre una línea de referencia 73 que se extiende perpendicular a un eje longitudinal 57 de uno de la primera pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 56 y una línea de referencia 75 que se extiende paralela a un plano horizontal del rodamiento de pitch 50. De forma similar, un segundo ángulo de contacto 82 predeterminado se define como el ángulo entre una línea de referencia 74 que se extiende perpendicular a un eje longitudinal 59 de uno de la segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal 58 y una línea de referencia 75 que se extiende paralela a un plano horizontal del rodamiento de pitch 50. Además, los ángulos de contacto 80, 82 predeterminados pueden incluir cualquier ángulo distinto de 0° y ángulo distinto de 90°. Por ejemplo, en un modo de realización, los ángulos de contacto 80, 82 predeterminados pueden incluir ángulos entre 0 grados (°) y 90°. Además, los ángulos de contacto 80, 82 predeterminados pueden incluir ángulos mayores de ángulos de 90°.
[0030] También se debe apreciar que los primer y segundo ángulos de contacto 80, 82 pueden ser el mismo ángulo o ángulos diferentes. Específicamente, a medida que el ángulo de contacto se acerca a cero grados, los elementos rodantes correspondientes pueden estar mejor equipados para controlar cargas radiales mientras que, a medida que el ángulo de contacto se acerca a noventa grados, los elementos rodantes correspondientes pueden estar mejor equipados para controlar cargas axiales. Por tanto, al diferenciar los ángulos de contacto 80, 82, cada hilera de elementos rodantes 56, 58 puede ser más rígida en una dirección dada, tal como al configurar la primera pluralidad de elementos rodantes 56 para que sean axialmente más rígidos (por ejemplo, al seleccionar el primer contacto ángulo 80 para que esté más cerca de 90 grados) y la segunda pluralidad de elementos rodantes 58 para que sean radialmente más rígidos (por ejemplo, al seleccionar el segundo ángulo de contacto 82 para que esté más cerca de 0 grados).
[0031] Aunque los rodamientos descritos en el presente documento pueden lograr la carga radial, axial y de momento requerida con solo dos hileras de elementos rodantes de contacto lineal, se debe entender además que también se pueden utilizar hileras adicionales según se desee. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 11, el rodamiento de pitch 50 puede incluir además al menos una pluralidad adicional de elementos rodantes 65.
[0032] En referencia en general a las FIGS. 8-10, el rodamiento de pitch 50 también puede incluir una nervadura de pista de rodadura 68 que separa al menos parcialmente la primera pista de rodadura 70 de la segunda pista de rodadura 72. En varios modos de realización, la nervadura de pista de rodadura 68 puede formar una extensión de la pista exterior 52. Por ejemplo, como se muestra en la vista en sección transversal de la FIG. 8, la nervadura de pista de rodadura 68 puede corresponder a un saliente radial de la pista exterior 52 que se extiende entre los elementos rodantes de contacto lineal 56, 58. De forma alternativa, la nervadura de pista de rodadura 68 se puede configurar para formar una extensión de la pista interior 54. Por ejemplo, la nervadura de pista de rodadura 68 puede corresponder a un saliente radial de la pista interior 54 configurada para extenderse entre los elementos rodantes 56, 58.
[0033] Se debe apreciar que los elementos rodantes 56, 58 contenidos dentro de cada hilera se pueden espaciar circunferencialmente entre sí usando cestos y/o espaciadores. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 10, se
pueden disponer uno o más cestos 90 con los elementos rodantes de contacto lineal 56, 58 para mantener el espaciado de los mismos.
[0034] También se debe apreciar que la(s) configuración/configuraciones de rodamiento mostrada(s) en las FIGS.
7-10 se puede(n) utilizar con cualquier otro rodamiento de turbina eólica adecuado. Por ejemplo, en varios modos de realización, la(s) configuración/configuraciones de rodamiento se puede(n) utilizar dentro del rodamiento de orientación 35 de la turbina eólica 10.
Claims (7)
1. Un rodamiento de anillo giratorio (35, 50) para una turbina eólica (10), comprendiendo el rodamiento de anillo giratorio (35, 50):
una pista exterior (52) que define una primera pared de pista de rodadura exterior;
una pista interior (54) rotatoria en relación con la pista exterior (52), definiendo la pista interior (54) una primera pared de pista de rodadura interior; y,
una primera pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal (56, 58) dispuestos entre las primeras paredes de pista de rodadura interior y exterior,
en el que la pista exterior (52) define una segunda pared de pista de rodadura exterior y la pista interior (54) define una segunda pared de pista de rodadura interior, comprendiendo además el rodamiento de anillo giratorio (35, 50)
una segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal (56, 58) dispuestos entre las segundas paredes de pista de rodadura interior y exterior,
en el que cada uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal (56, 58) define un ángulo de contacto (80, 82) predeterminado, el ángulo de contacto (80, 82) predeterminado definido como un ángulo entre una línea de referencia (73, 74) que se extiende perpendicular a un eje longitudinal (57, 59) de uno de la pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal (56, 58) y una línea de referencia (75) que se extiende paralela a un plano horizontal del rodamiento de pitch (50), comprendiendo el ángulo de contacto (80, 82) predeterminado ángulos entre 0 grados (°) y 90°;
la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes de contacto lineal (56, 58) comprenden elementos rodantes ahusados (76, 78); y
los ejes longitudinales (57, 59) de la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes ahusados (56, 58) convergen en un punto común (84) en el eje principal (85) del rodamiento (50).
2. El rodamiento de anillo giratorio (35, 50) de la reivindicación 1, en el que las superficies cónicas de la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes ahusados (56, 58) convergen en el punto común (84) y definen un ángulo ahusado (87), el ángulo ahusado (87) configurado para minimizar el patinado de los elementos rodantes ahusados (56, 58).
3. El rodamiento de anillo giratorio (35, 50) de la reivindicación 2, en el que el ángulo ahusado (87) comprende ángulos que varían de aproximadamente 0,25° a aproximadamente 6°.
4. El rodamiento de anillo giratorio (50) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además al menos una pluralidad adicional de elementos rodantes (56, 58).
5. El rodamiento de anillo giratorio (50) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una nervadura de pista de rodadura (68) que se extiende entre la primera y la segunda pluralidad de elementos rodantes (56, 58).
6. El rodamiento de anillo giratorio (35, 50) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el rodamiento de anillo giratorio comprende al menos uno de un rodamiento de pitch (50) o un rodamiento de orientación (35) de una turbina eólica (10).
7. El uso del rodamiento de anillo giratorio (35, 50) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el rodamiento de anillo giratorio es al menos uno de un rodamiento de pitch (50) o un rodamiento de orientación (35) de una turbina eólica (10).
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