MX2008009356A - Rodamiento, turbina eolica y metodos para fabricar un rodamiento. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un rodamiento (7) para turbina eólica (1), el cual incluye anillos (8 y 9) con pistas (12) y al menos una hilera (10) de bolas (11) o rodillos ubicados entre las pistas del rodamiento. Al menos una de las pistas (12) incluye una o más áreas entalladas (13) con respecto a la forma estándar de las pistas. La invención también se refiere a una turbina eólica y a los métodos para fabricar un rodamiento.

Description

RODAMIENTO, TURBINA EÓLICA Y MÉTODOS PARA FABRICAR UN RODAMIENTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un rodamiento de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1, a una turbina eólica y a los métodos para fabricar un rodamiento .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los rodamientos son utilizados en una amplia variedad de campos para soportar, guiar y reducir la fricción generada por el movimiento entre diferentes partes, como por ejemplo, entre partes fijas y en movimiento . En algunos campos de la técnica, como por ejemplo, en el caso de grúas y turbinas eólicas, los rodamientos pueden encontrarse con fuerzas de carga muy elevadas . Las pistas de un rodamiento de aspa tienen que endurecerse para que el rodamiento alcance propiedades aceptables de fatiga subsuperficial . El procedimiento normal para endurecer las pistas es ya sea por medio de llama o por inducción. El proceso de endurecimiento que predomine en la industria es aquel que tenga ya sea una herramienta con llama o de inducción que recorra la circunferencia de los anillos del rodamiento hasta que la pista se haya endurecido. Debido a que la herramienta de endurecimiento sólo puede endurecer una pequeña sección/fracción de la pista a la vez, el fabricante del rodamiento de aspa tiene que empezar con el proceso en una zona arbitraria o bien definida de los anillos del rodamiento y seguir a continuación por toda la circunferencia hasta que la herramienta de endurecimiento llegue de nuevo a la posición inicial. Para evitar el recocido o el revenido de una parte de la pista ya endurecida o para evitar que el material adquiera características impredecibles , no está permitido que las posiciones inicial y final del proceso de endurecimiento se traslapen. La consecuencia de que ocurra lo anterior es que una pequeña porción de la pista estará menos endurecida, es decir, que habrá "zonas blandas" en la pista endurecida. Lo que se tiene entendido actualmente en el campo técnico de los rodamientos es que las áreas con "zonas blandas son tan pequeñas que no influyen en la vida del rodamiento. No obstante, éste no es siempre el caso y el objeto de la presente invención es instituir una técnica para rodamientos que prolongue la vida útil los mismos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención presenta un rodamiento en el cual, al menos una de las pistas contiene una o más áreas entalladas con respecto a la forma estándar de las pistas. De esta manera es posible instituir una técnica para rodamientos que permita que el rodamiento tenga una mayor vida útil al transferirle a los elementos rodantes del rodamiento fuerzas de carga menores en posiciones especificas de la pista. La expresión "forma normal de las pistas" deberá entenderse como la geometría o contorno normal de fabricación de las pistas, por ejemplo, una geometría axial / rotacional simétrica. El uso de una o más áreas entalladas en porciones de superficie de la pista del rodamiento está en contra de las enseñanzas del campo técnico. Por lo general, se considera que la uniformidad y la continuidad de las pistas y la fuerza de carga sobre la hilera de bolas del rodamiento tienen una gran importancia al crear un rodamiento. En un aspecto de la invención, los elementos rodantes del rodamiento son bolas o rodillos para rodamientos.

En otro aspecto de la invención, el rodamiento es el medio de conexión entre diferentes partes de una turbina eólica, como por ejemplo, un rodamiento de aspa, de orientación, del rotor, de un engrane o del generador de la turbina eólica. Los rodamientos de una turbina eólica trabajan, por lo general, en arduas condiciones de carga, en las que pueden estar sometidas a fuerzas axiales y radiales, asi como a momentos de flexión/de inversión grandes. En especial, los rodamientos de las aspas trabajan en arduas condiciones de carga, debido a la presencia de fuerzas axiales y radiales, asi como a momentos de flexión/de inversión grandes mientras efectúan movimientos oscilatorios limitados en vez de un movimiento giratorio continuo. Con la finalidad de obtener una larga vida útil del rodamiento, es muy ventajoso transferir fuerzas de carga más bajas con los elementos rodantes del rodamiento ubicados en posiciones especificas de la pista, como por ejemplo, áreas donde la fuerza de carga sea mayor o la resistencia del rodamiento sea menor. En algunos aspectos de la invención, una pista o cada una de las pistas contienen un área entallada. De esta manera, se asegura que algunas o todas las "zonas blandas" de las pistas del rodamiento estén sometidas a fuerzas de carga menores provenientes de los elementos rodantes del rodamiento, como por ejemplo, las áreas menos endurecidas y las áreas del tapón de llenado. En un aspecto de la invención, el área entallada se ubica al menos en una zona del material del rodamiento cuyas características son menores que las del material endurecido de la pista, por ejemplo, material de pista más débil por estar menos endurecido, por no estar endurecido o por ser más frágil. El área entallada asegura la transferencia de una menor fuerza de carga hacia al menos una parte del área del material de rodamiento más débil. De este modo se evita que el material del rodamiento de dicha área se desprenda y reduzca, finalmente, la vida útil del rodamiento. En un aspecto de la invención, el área entallada incluye un área de material de rodamiento más débil característico y áreas de transición en el material endurecido adyacente de la pista. De esta manera, es posible crear un área tratada, donde se asegure la transferencia de una menor fuerza de carga del elemento rodante del rodamiento a toda el área de material de rodamiento más débil. Con la expresión "material de rodamiento más débil característico" se entenderá, en especial, material del rodamiento que está menos endurecido en comparación con el material endurecido adyacente. Se considera que el área menos endurecida es material con una dureza al menos 15 por ciento menor con relación al resto de la pista. En un aspecto de la invención, el área entallada tiene forma de orificio o de ranura con una profundidad mínima en las áreas de transición. De esta manera, es posible transferir una menor fuerza de carga del elemento rodante del rodamiento al área entallada. En un aspecto de la invención, la forma del área entallada está bien definida, tiene una profundidad mínima en las áreas de transición y puede ser reproducida por una máquina. De esta manera, es posible crear áreas entalladas semejantes o incluso idénticas tanto en diferentes pistas como en otros rodamientos, utilizando los mismos procedimientos de maquinado . En un aspecto de la invención, el área entallada tiene forma de curva doble, de orificio con forma de tazón o de ranura cuya profundidad mínima es Xihi/ Xih2 en las áreas de transición. De esta manera, es posible que los elementos rodantes del rodamiento pasen, en forma continua y a través del área entallada, de elevadas fuerzas de carga a bajas fuerzas de carga y viceversa . En un aspecto de la invención, la forma del área entallada es continua o uniforme y tiene una profundidad mínima Xihi, Xih2 en las áreas de transición. La expresión "continua o uniforme" deberá ser entendida como una línea o curva que se extiende sin interrupciones ni irregularidades, tales como un borde (es decir, la derivada del contorno de la entalla debe ser una función continua) . La forma continua asegura que el elemento rodante del rodamiento pase de fuerzas de carga elevadas a fuerzas de carga bajas y viceversa sin que rueden sobre bordes que rápidamente desgastarían el rodamiento y enviarían el material desprendido al interior del mismo. En un aspecto de la invención, el área entallada se extiende en forma perpendicular a través de la pista de un borde al otro de la misma. De esta manera, se asegura que los elementos rodantes del rodamiento transfieran una menor fuerza de carga al área entallada sin importar las fuerzas axiales o radiales, así como momentos de flexión/inversión grandes sobre el rodamiento. En otro aspecto de la invención, el área 52-523 entallada se extiende únicamente en partes de la pista, como por ejemplo, los lados o el fondo de la misma. De esta manera, es posible que el elemento rodante del rodamiento transfiera una menor fuerza de carga al área entallada cuando el rodamiento se encuentra frente a fuerzas axiales o radiales, asi como a momentos de flexión/inversión grandes. En otro aspecto de la invención, la mínima profundidad Xihi ih2 en el área de transición del área entallada es por lo menos de 1 milésima parte del diámetro Db de las bolas del rodamiento, por ejemplo, en el intervalo de 2 a 20 milésimas partes. De esta manera, es posible reducir, inicialmente , o eliminar la fuerza de carga transferida por las bolas del rodamiento en un grado tal que el material de la pista no se desprenderá, deteriorará, así como tampoco reducirá la vida útil del rodamiento. En otro aspecto de la invención, la mínima profundidad Xihi, Xih2 en el área de transición del área entallada es por lo menos de 0.7 milésimas parte del diámetro Db de los rodillos del rodamiento, por ejemplo, en el intervalo de 1 a 50 milésimas partes. De esta manera, es posible reducir, inicialmente, o eliminar la fuerza de carga transferida por los rodillos del rodamiento en un grado tal que el material 52-523 no se desprenderá, deteriorará, así como tampoco reducirá la vida útil del rodamiento. En otro aspecto de la invención, las áreas entalladas son entalladuras con respecto a la línea base o forma normal de las pistas. En un aspecto de la invención, la o las áreas entalladas tienen, en el área de transición ta, una profundidad mínima Xihi y Xih2 de por lo menos 0.04 milímetros, por ejemplo, en el intervalo de 0.1 a 1.5 milímetros, como puede ser, entre 0.2 y 0.6 milímetros con respecto al diámetro Db de las bolas de rodamiento, cuyo diámetro es al menos de 30 milímetros, por ejemplo, aproximadamente de 38.10, 44.45, 50.80, 53.98, 63.50, 76.20 o 101.60 milímetros, así como otras medidas. En otro aspecto de la invención, la o las áreas entalladas tienen una profundidad mínima de Xihi, Xih2 en el área de transición ta de al menos 0.04 milímetros con relación al diámetro Db de los rodillos del rodamiento que es al menos de 20 milímetros. En un aspecto adicional de la invención, cada una de la o las áreas entalladas es menor de 360 grados, por ejemplo, menor de 15 grados de la longitud de una pista. De esta manera, es posible reducir o eliminar la fuerza de carga al menos sobre un elemento 52-523 rodante sin influir significativamente en la función general del rodamiento. En otro aspecto más de la invención, cada una de la o las áreas entalladas, para los elementos rodantes, están ubicadas al menos en la zona de contacto de una pista del rodamiento. De esta manera, es posible reducir o eliminar la fuerza de carga al menos sobre un elemento rodante sin influir significativamente en la función general del rodamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describirá a continuación con referencia a los figuras, en las cuales: La Figura 1 ilustra una turbina eólica grande y moderna. La figura 2 ilustra un ejemplo de un rodamiento de aspa de turbina eólica. La figura 3 ilustra una hilera de bolas de rodamiento, como por ejemplo, una hilera del rodamiento de aspa ilustrado en la figura 2. La figura 4 ilustra las zonas de contacto de un rodamiento. La figura 5 ilustra una vista en sección transversal de una sección de un rodamiento de 52-523 conformidad con la invención. La figura 6a ilustra esquemáticamente una vista lateral de una modalidad de un rodamiento de conformidad con la invención provisto de bolas de rodamiento . La figura 6b ilustra esquemáticamente una vista lateral de una modalidad de un rodamiento radial de rodillos de conformidad con la invención provisto de rodillos de rodamiento. La figura 6c ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal de un rodamiento de tres hileras de rodillos en una modalidad de conformidad con la invención. La figura 7 ilustra una vista en perspectiva de una sección de una pista de rodamiento que tiene una entalladura de conformidad con una modalidad preferida de la invención. La figura 8 ilustra una sección del rodamiento que muestra con mayor detalle un área entallada. La figura 9 ilustra de manera esquemática la fuerza de carga de un elemento rodante del rodamiento en diferentes posiciones del área entallada. La figura 10 ilustra diferentes medios de un proceso de fabricación de rodamientos de conformidad con la invención. 52-523 La figura lia ilustra una modalidad de la invención con un primer tipo de área entallada. La figura 11b ilustra una modalidad de la invención con un segundo tipo de área entallada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 ilustra una moderna turbina eólica 1 instalada sobre la cimentación 6. La turbina eólica contiene una torre 2 que incluye varias secciones de torre y una góndola 3 de turbina eólica colocada en la parte superior de la torre 2. El mecanismo de orientación, que tiene un rodamiento de orientación y motores, permite que la góndola gire con respecto a la torre de tal manera que el rotor de la turbina eólica pueda ponerse de frente al viento. El rotor de la turbina eólica, incluye al menos un aspa, aunque en la figura se ilustra con tres aspas 5 de turbina eólica, está conectado con el buje 4 por medio de los mecanismos de cambio del ángulo de paso. Cada mecanismo de cambio del ángulo de paso incluye un rodamiento 7 de aspa que permite que el aspa cambie su ángulo de paso con respecto al viento. El buje está conectado con la góndola por medio de la flecha que se extiende hacia fuera del frente de la góndola. La flecha está directamente conectada con un 52-523 generador o en forma indirecta por medio de un mecanismo de engranes y flechas de baja y alta velocidad, donde las conexiones pueden incluir uno o más rodamientos de flecha, como por ejemplo, rodamientos de rotor y de generador. La figura 2 ilustra un ejemplo de un rodamiento 7 de aspa de turbina eólica. El aspa 5 de turbina eólica está conectada con el anillo interno 8 del rodamiento 7 del aspa por medio de varios tornillos. El anillo externo 9 del rodamiento del aspa también está conectado con el buje 4 por medio de varios tornillos. Entre las pistas de los anillos 8 y 9 del rodamiento se ubican dos hileras 10 de bolas de rodamiento que permiten que el aspa 5 de la turbina eólica cambie su ángulo de paso con respecto al buje 4. En otras modalidades, el aspa de la turbina eólica también puede estar conectada con el anillo externo y el buje con el anillo interno. Quienes tienen experiencia en el campo técnico conocerán otros tipos de rodamientos, como por ejemplo, rodamientos para turbinas eólicas y grúas. Son ejemplos de tipos posibles de rodamientos: rodamiento de bolas de 4 puntos de contacto; rodamientos de empuje, por ejemplo, rodamientos de empuje de rodillos esféricos, 52-523 rodamientos de empuje de bolas, rodamientos de bolas de contacto angular y rodamientos de empuje de rodillos cilindricos o rodamientos de rotación horizontal, por ejemplo, los rodamientos de tres hileras de rodillos (3 RRB) o los rodamientos de dos hileras de rodillos + una hilera de bolas (2 RRB + 1 RBB) o incluso rodamientos de bolas autoalineables , rodamientos de bolas de ranura profunda o rodamientos de bolas de contacto angular. La forma de los rodillos puede ser, por ejemplo, cilindrica, de aguja, cónica, de barril o esférica . Adicionalmente, los rodamientos pueden incluir sólo una hilera de bolas de rodamiento o más de dos hileras de bolas de rodamiento, como por ejemplo, tres hileras. Además, las hileras pueden estar ubicadas encima de o una a continuación de la siguiente. La figura 3 ilustra una hilera de bolas de rodamiento, como por ejemplo, una hilera del rodamiento de aspa ilustrado en la figura 2. El rodamiento incluye un anillo interno 8 y un anillo externo 9, asi como varios elementos rodantes 11 del rodamiento entre y en contacto con los anillos del 52-523 rodamiento. Los elementos rodantes pueden ser bolas de rodamiento, como las que se ilustran en la figura 2, o rodillos de rodamiento. La hilera de elementos rodantes 11 del rodamiento puede moverse en las pistas de los anillos 8 y 9 del rodamiento y, de este modo, los anillos del rodamiento pueden girar libremente en ambas direcciones, como las flechas lo indican. Los elementos rodantes del rodamiento pueden mantenerse separados o restringidos utilizando diferentes tipos de medios separadores, tales como separadores de plástico o una jaula o metálica. Adicionalmente se ilustra que cada uno de los anillos interno 8 y externo 9 del rodamiento tiene un área de pista lh que tiene una o más características materiales relevantes, una de las cuales es un valor menor que el de la pista en general. Una característica material relevante podría ser un menor endurecimiento del metal o una mayor fragilidad en el área lh, en comparación con el resto de la pista. Se considera que el área menos endurecida es material con una dureza al menos 15 por ciento menor con relación al resto de la pista. Lo anterior se aplica tanto al método de determinación de dureza Rockwell C (RHC) como al Vickers . 52-523 Las dos áreas lh ilustradas tienen diferente tamaño, donde el área lh más grande en el anillo interno 8 del rodamiento puede ser el área del tapón de llenado. El tapón cierra el orificio utilizado para introducir las bolas en el rodamiento, mismo que, posteriormente, puede ser utilizado como un orificio para inspeccionar el rodamiento. El área del orificio tapado marca, normalmente, el principio y el fin del proceso de endurecimiento, tal y como se describió en lo anterior. El área lh más chica en el anillo externo del rodamiento ilustra el principio y el fin del proceso de endurecimiento de un anillo de rodamiento sin orificio de llenado tapado. El área lh también puede ser un área del anillo del rodamiento que tiene características relevantes del material más bajas, debido al traslape en el proceso de endurecimiento. La figura 4 ilustra las zonas de contacto 16 de un anillo 12 de un rodamiento de bolas. Las zonas de contacto 16 corresponden a la pista de un anillo de rodamiento en el que los elementos rodantes (ilustrados por medio de una bola 11) pueden estar en contacto con los anillos del rodamiento y pueden transferir la fuerza de carga. El grado de contacto del elemento 52-523 rodante con los anillos del rodamiento puede cambiar según la magnitud de la fuerza de carga. En el caso del diseño del rodamiento de rodillos existe una o más zonas de contacto semejantes (ver, por ejemplo, las figuras 6b y 6c) . La figura 5 ilustra una vista transversal de una sección de una modalidad preferida del rodamiento de conformidad con la invención. La sección incluye cuatro elementos rodantes idénticos del rodamiento que se ilustran como las bolas 11 entre los anillos 8 y 9 y las pistas 12 del rodamiento. Las pistas de los dos anillos 8 y 9 del rodamiento incluyen un área entallada 13 que está ubicada al menos en el área lh de los anillos del rodamiento. La figura ilustra que las bolas del rodamiento, que rodean a una de las bolas que están en el área entallada 13, soportan una elevada fuerza de carga Fh, mientras que una de las bolas que están en el área entallada 13 soporta sólo una fuerza de carga Fi menor, preferentemente, una fuerza de carga despreciable o nula. En consecuencia, las áreas entalladas se ven sometidas a una fuerza de carga menor o nula procedente de las bolas del rodamiento que están en las áreas entalladas. La fuerza de carga Fi de la bola en el área 52-523 entallada 13 es pequeña o inexistente. La distancia del área entallada 13 con respecto a dos zonas de contacto 16 opuestas del rodamiento es semejante o mayor que el diámetro de la bola del rodamiento. En consecuencia, las otras bolas del rodamiento que estén ubicadas en la parte endurecida de la pista soportan la gran fuerza de carga Fh del rodamiento. La figura 6a ilustra esquemáticamente el área entallada 13 en una sección de la pista 12 del rodamiento. La ilustración se observa desde el centro del rodamiento, radialmente hacia fuera hacia los anillos del rodamiento, del que se ha quitado, por ejemplo, el anillo interno. O los anillos del rodamiento, vistos desde afuera, radialmente hacia el centro del rodamiento, del cual se ha quitado el anillo externo. En la pista se ubican tres bolas de rodamiento (ilustradas con lineas punteadas) y se aprecia que la segunda bola está ingresando en el área entallada 13. La figura también ilustra una modalidad en la cual, la pista del rodamiento está dividida en una porción endurecida y una porción menos endurecida o área lh de la pista. La porción menos endurecida tiene una longitud Lih que es mucho más pequeña que la longitud Lh de la porción endurecida, por ejemplo, una longitud Lih que esencialmente corresponde al tamaño del 52-523 orificio del tapón de llenado, es decir, un poco mayor que el diámetro de una bola de rodamiento y menor que dos veces el diámetro de la bola. La figura también ilustra que el área entallada 13 puede ir más allá del área de la porción menos endurecida y extenderse hacia la parte endurecida de la pista, por ejemplo, al hacer que la longitud Ld sea mayor que Lih. La figura también muestra que la longitud Ld del área entallada y tratada 13 puede extenderse más allá de la porción menos endurecida o no endurecida de la pista, por ejemplo, hacia una o las dos áreas próximas a la porción endurecida (como se explicará adicionalmente en relación con la figura 9) . La longitud Lih puede estar, por ejemplo, entre 0.5 y 1 centímetro con respecto al diámetro total del rodamiento que es de más de un metro. La longitud Ld del área entallada es, de preferencia, menor de 15 grados de la longitud de una pista. La longitud Ld del área entallada que corresponde esencialmente al diámetro Db de una bola, por ejemplo, la que corresponde al área del tapón de llenado en un anillo de rodamiento, podría darse el caso de lo siguiente: 7.9 grados de un rodamiento de bolas de rotación horizontal con anillo de 4 puntos de contacto y bolas 52-523 de 40 milímetros y un radio de rodamiento de 291.5 milímetros. O para el mismo tipo rodamiento con bolas de 53.98 milímetros y un radio de rodamiento de 955 milímetros es igual a 3.2 grados. El diámetro de una bola de rodamiento puede ser, por ejemplo, de 38.10, 44.45, 50.80, 53.98, 63.50, 76.20 o 101.60 milímetros, así como de otras medidas. La figura 5b ilustra esquemáticamente el área entallada 13 en una sección de la pista 12 del rodamiento. La ilustración se observa desde el centro del rodamiento radialmente hacia fuera hacia los anillos del rodamiento, del cual se ha quitado, por ejemplo, el anillo interno. O los anillos del rodamiento vistos desde afuera, radialmente hacia el centro del rodamiento, donde se ha quitado el anillo externo . En la pista se ubican tres rodillos 15 de rodamiento (ilustrados con líneas punteadas) y se aprecia que el segundo rodillo está ingresando en el área entallada 13. La porción menos endurecida tiene una longitud Lih que es mucho más pequeña que la longitud Lh de la porción endurecida y menor que el diámetro del rodillo (o de la bola), por ejemplo, aproximadamente 0.2 del diámetro del rodillo (o de la bola) . 52-523 La figura 6c ilustra esquemáticamente una sección transversal de una modalidad de un rodamiento de rotación horizontal de conformidad con la invención. El rodamiento es ilustrado como un rodamiento de tres hileras de rodillos (3RRB), sin embargo, también puede incluir dos hileras de rodillos (hilera superior e inferior; que soportan los momentos de flexión/inversión, tanto como la fuerza de carga axial) y una sola hilera (la hilera de enmedio; que soporta la fuerza de carga radial) de bolas (2 RRB + 1 RBB) . Cada área entallada 13 de las seis pistas del rodamiento se ilustra con lineas punteadas. La combinación de las hileras radial y de empuje de los elementos rodantes del rodamiento 3RRB o 2RRB + 1RBB puede utilizarse en aplicaciones de cargas muy fuertes, como por ejemplo, en turbinas eólicas o grúas . La figura 7 ilustra una modalidad preferida de un rodamiento de conformidad con . la invención y, en especial, una sección de la pista 12 de un rodamiento, en perspectiva, que incluye una bola 11 de las muchas bolas de la hilera del rodamiento. Las bolas pueden permanecer en su posición o moverse en la pista durante el movimiento entre las piezas fija y móvil que están unidas por medio del rodamiento. Por otra parte, las 52-523 otras bolas del rodamiento transferirán la fuerza de carga completa de un anillo del rodamiento al anillo opuesto del rodamiento cuando una o más de las bolas estén en las áreas entalladas y transfieran una fuerza de carga menor o nula. Una pista estándar de rodamiento contiene, por lo general, de 30 a 120 elementos rodantes de rodamiento. La figura también ilustra un área entallada 13 en la pista, donde la longitud del área es más pequeña que el diámetro de la bola 11 del rodamiento. El área entallada es una entalladura al menos en una parte menos endurecida o no endurecida de la pista, como se explicó en lo anterior. El área entallada se extiende de un borde lateral al otro de la pista y adopta, por ejemplo, la forma de un orificio o una ranura. Por otra parte, el área incluye una doble curvatura u otra forma continua semejante en la dirección de la pista. El área entallada también puede estar en otras partes de la pista, por ejemplo, en los lados de la pista y no en la parte baja de la misma, como también se explicó arriba (ver la figura lia) . La figura 8 ilustra, con mayor detalle, un elemento rodante de rodamiento ubicado en el área entallada y entre los anillos 8 y 9 del rodamiento.

La bola 11 del rodamiento tiene un diámetro Db, donde el diámetro es mucho mayor que la profundidad X del área en cualquier punto a lo largo de la entalladura . La profundidad de la linea o forma base B de la pista al punto más bajo del área entallada debe ser tal que el elemento rodante del rodamiento puede regresar sin problemas a la superficie normal del rodamiento . Las flechas grandes MD de la figura ilustran las posibles direcciones de movimiento del elemento rodante del rodamiento que corresponden a la dirección de la pista 12. En otra modalidad de la invención, las dos pistas opuestas pueden contener áreas entalladas, es decir, una bola de rodamiento puede ingresar en dos áreas entalladas en vez de sólo a una. La figura 9 ilustra esquemáticamente la fuerza de carga F de un elemento rodante del rodamiento en diferentes posiciones del área entallada 13. La linea B define una forma de contorno normal de una pista de rodamiento . El área entallada 13 incluye, de preferencia, un área de material de rodamiento más débil característico Ih y dos áreas de transición o "ta", por sus siglas en inglés, en el material endurecido adyacente de la pista. Las áreas de transición representan el declive de la forma del contorno normal de la pista hacia las profundidades mínimas Xihi, Xih2 en la transición entre el material endurecido y el área del material de rodamiento más débil característico lh. Por lo general, el área entallada tiene una profundidad máxima entre las dos profundidades mínimas Xihi, Xih2 en los extremos de las áreas de transición (es decir, en la transición hacia el material de rodamiento más débil) . La pista continúa con la forma/contorno normal en los otros lados de las áreas de transición ta. La forma del área entallada se observa en la dirección de rotación del rodamiento y es continua, es decir, no tiene bordes. La bola del rodamiento se someterá a una transición continua de fuerza de carga completa F a una fuerza de carga menor o nula Fih en el extremo de las áreas de transición a una fuerza de carga nula o menor Fi en el área del material de rodamiento más débil. La fuerza de carga Fih menor debe ser cercana a una fuerza de carga nula, de tal forma que toda el área lh observa una fuerza de carga pequeña o nula. Es posible obtener una fuerza de carga nula o cercana a cero cuando se tiene una relación del diámetro a la profundidad que corresponde aproximadamente a 38.10 milímetros/O .2 milímetros o a 53.98 milímetros/O .6 milímetros, dependiendo del tamaño del rodamiento, de la concordancia de la pista, de las cargas en el rodamiento, así como de la rigidez de la estructura circundante en la que está instalado el rodamiento . El área entallada puede adoptar una forma de doble curvatura, de orificio con forma de tazón, de ranura o una forma continua semejante. La forma debe estar bien definida para que pueda ser reproducida por una máquina. La figura 10 ilustra un paso en el proceso de fabricación de un anillo de rodamiento que tiene un área entallada de conformidad con la invención. Para formar el área entallada 13 se utiliza un proceso de eliminación de material, como por ejemplo, un proceso de rectificado. El proceso para eliminar el material del área entallada puede, en una modalidad del método de fabricación, efectuarse introduciendo en la parte inferior de la pista una máquina de rectificación o fresado 14 que elimine el material, de preferencia, de uno de los bordes y hasta el fondo de la pista, es decir, en forma perpendicular a la dirección de la pista. Posteriormente, el anillo del rodamiento se inclina en el otro sentido y el proceso se repite desde el otro borde y hasta el fondo de la pista. En la pista se forma, de esta manera, el área entallada perpendicular a la dirección de rotación del rodamiento, desde un borde hasta el otro. El proceso también puede realizarse en un solo paso introduciendo una máquina con una piedra desbastadora,. cuyo diámetro sea, esencialmente, equivalente al diámetro de la pista. En otra modalidad del proceso de fabricación, también pueden formarse, en primer término, las áreas entalladas, aplicando el proceso de eliminación de material y, posteriormente, puede aplicarse el proceso de endurecimiento de los anillos del rodamiento, por ejemplo, empezando y terminando en las áreas entalladas . La figura lia ilustra una modalidad de la invención en la cual, el área entallada 13 (lineas punteadas) se ha formado únicamente en los lados internos del anillo del rodamiento. No obstante, el área entallada también puede formarse en el fondo del anillo del rodamiento o en el fondo y en otras posiciones, con la finalidad de formar un área entallada cuya cobertura sea menor que la de borde a borde del anillo (a través de la pista) . La figura 11b ilustra una modalidad de la invención en la cual, el área entallada 13 se formó desde un borde hasta el otro del anillo del rodamiento (a través de la pista) . La invención ha sido ilustrada en lo anterior, con referencia a ejemplos específicos de rodamientos para aspas de una turbina eólica. Debe entenderse que, sin embargo, la invención no está limitada a estos ejemplos particulares, sino que puede diseñarse y ser modificada en una multitud de formas dentro del alcance de la invención, tal y como se especifica en las reivindicaciones, por ejemplo, tanto en lo que se refiere a otros rodamientos de turbina eólica como a otras aplicaciones que impliquen el uso de rodamientos muy grandes que estén sometidos tanto a fuerzas de carga axiales y radiales como a momentos de flexión/inversión, como por ejemplo, rodamientos para grandes grúas, radares o antenas satelitales. 52-523 LISTA: Turbina eólica. Torre de turbina eólica que incluye al menos dos secciones de torre. Góndola de la turbina eólica. Buje de la turbina eólica. Aspa de la turbina eólica. Cimentación de la turbina eólica. Rodamiento de aspa para el mecanismo de cambio del ángulo de paso de un aspa de turbina eólica.

Anillos de rodamiento con pistas para los elementos rodantes del rodamiento. Hilera de elementos rodantes del rodamiento, como por ejemplo, bolas o rodillos de rodamiento . Bola de rodamiento. Pista del rodamiento. Área de la pista tratada con un proceso de eliminación de material, por ejemplo, un proceso de rectificado. Máquina que elimina material, por ejemplo, una máquina rectificadora/desbastadora . Rodillos de rodamiento. Zona de contacto entre los anillos y los elementos rodantes del rodamiento. Linea base o forma de la pista del rodamiento.

Elevada fuerza de carga sobre un elemento rodante del rodamiento. Baja fuerza de carga sobre un elemento rodante del rodamiento en el área entallada. Fuerza de carga mínima sobre un elemento rodante del rodamiento en el área entallada. Diámetro de la bola o rodillo de rodamiento.

Area menos endurecida, no endurecida o quebradiza de la pista, es decir, material de rodamiento más débil. Longitud de la porción endurecida de la pista.

Longitud del área de material de rodamiento más débil de la pista, por ejemplo, de la porción menos endurecida o no endurecida de la pista.

Longitud del área tratada. Dirección de rotación de los elementos rodantes. Área de transición entre el material de rodamiento más débil y el material con endurecimiento estándar de la pista. Profundidad del área tratada. Profundidad del área tratada en la transición entre el área de transición y el material de rodamiento más débil.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES : 1. Un rodamiento (7) que contiene: anillos (8 y 9) de rodamiento que tienen pistas (12) y al menos una hilera (10) de elementos rodantes (11 y 15) de rodamiento ubicados entre dichos anillos y en contacto con las pistas, caracterizada porque al menos una de las pistas (12) tiene una o más áreas entalladas (13) en relación con la forma estándar de las pistas, donde el área entallada (13) está ubicada al menos en un material de rodamiento más débil característico que el del material endurecido de la pista. 2. Un rodamiento (7) según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos rodantes del rodamiento son bolas (11) o rodillos (15) de rodamiento o combinaciones de los mismos. 3. Un rodamiento (7) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el rodamiento es el medio de conexión entre diferentes partes de una turbina eólica (1), como por ejemplo, el rodamiento del aspa, de giro, del rotor, del engrane o del generador de la turbina eólica (1) . 4. Un rodamiento (7) según cualquiera de las 52-523 reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una pista contiene un área entallada (13). 5. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada pista contiene un área entallada (13) . 6. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el área entallada (13) está ubicada al menos en un material que está menos endurecido, que no está endurecido o cuya fragilidad es mayor que la del material endurecido de la pista. 7. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el área entallada (13) contiene un área de material de rodamiento más débil característico y áreas de transición (ta) en el material endurecido adyacente de la pista. 8. Un rodamiento (7) según la reivindicación 7, caracterizado porque el área entallada (13) incluye un orificio o una forma de ranura que, en las áreas de transición (ta) , tiene una profundidad mínima (Xihi y Xlh2) · 9. Un rodamiento (7) según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la forma del área entallada (13) está bien definida y puede ser 52-523 reproducida en una máquina, donde el área entallada tiene en las áreas de transición (ta) una profundidad minima (Xihi y Xih2) · 10. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el área entallada (13) incluye un orificio con forma tazón o una ranura que, en las áreas de transición (ta), tiene una profundidad minima (Xihi y Xih2) · 11. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el área entallada (13) tiene una forma continua y uniforme que, en las áreas de transición (ta), tiene una profundidad minima (Xihi y Xih2) · 12. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el área entallada (13) se extiende de borde a borde de la pista en forma esencialmente perpendicular a la dirección (MD) de rotación de los elementos rodantes. 13. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el área entallada (13) se extiende únicamente en partes de la pista (12), como por ejemplo, en los lados o el fondo de la pista. 14. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque la 52-523 profundidad mínima (Xihi y Xih2) en el área de transición del área entallada es por lo menos de 1 milésima parte del diámetro (Db) de las bolas del rodamiento, por ejemplo, en el intervalo de 2 a 20 milésimas partes. 15. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque la profundidad mínima (Xihi y Xih2) en el área de transición del área entallada (13) es por lo menos de 0.7 milésimas partes del diámetro (Db) de los rodillos de rodamiento, por ejemplo, en el intervalo de 1 a 50 milésimas partes. 16. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque las áreas entalladas (13) son entalladuras con respecto a la forma o línea base normal (B) de las pistas. 17. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 16, caracterizado porque la o las áreas entalladas (13) tienen una profundidad mínima (Xihi y ih2) en el área de transición (ta) de por lo menos 0.04 milímetros, por ejemplo, en el intervalo de 0.1 a 1.5 milímetros, como puede ser, entre 0.2 y 0.6 milímetros con respecto al diámetro (Db) de las bolas de rodamiento cuyo diámetro es al menos de 30 milímetros, por ejemplo, aproximadamente de 38.10, 44.45, 50.80, 53.98, 63.50, 76.20 o 101.60 milímetros, 52-523 asi como otras medidas. 18. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 16, caracterizado porque la o las áreas entalladas (13) tienen, en el área de transición (ta) , una profundidad mínima (Xihi y ih2) de al menos 0.04 milímetros con relación al diámetro (Db) de los rodillos del rodamiento que es al menos de 20 milímetros . 19. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de la o las áreas entalladas (13) es menor de 360 grados, por ejemplo, menor de 15 grados de la longitud de una pista. 20. Un rodamiento (7) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada una de la o las áreas entalladas (13) están ubicadas al menos en una zona de contacto (16) de una pista para los elementos rodantes (11 y 15) del rodamiento. 21. Una turbina eólica (1) que incluye: medios de conexión entre diferentes partes de la turbina eólica, como por ejemplo, entre partes fijas y móviles, donde los medios de conexión incluyen uno o más rodamientos (7) que tienen una o más áreas entalladas (13) de conformidad con cualquiera de las 52-523 reivindicaciones 1 a 18. 22. Una turbina eólica según la reivindicación 21, donde los rodamientos son rodamientos de aspa, de giro, de engrane o de generador. 23. Método para fabricar un rodamiento, el método comprende los pasos de: formar al menos dos anillos de rodamiento; endurecer, con un proceso de endurecimiento, una gran parte de la pista de cada uno de los anillos del rodamiento y formar un área entallada en la pista, donde el área entallada está ubicada al menos en un material de rodamiento más débil característico que el material endurecido de la pista. 24. Método para fabricar un rodamiento, el método comprende los pasos de: formar al menos dos anillos de rodamiento; formar un área entallada al menos en una pista y endurecer cada anillo de rodamiento utilizando para ello un proceso de endurecimiento, donde el área entallada está ubicada al menos en un material de rodamiento más débil característico que el material endurecido de la pista. 52-523 25. Método para fabricar un rodamiento según las reivindicaciones 23 o 24, donde el área entallada se forma utilizando en la pista un proceso de eliminación de material, como por ejemplo, un proceso de rectificado o fresado, aplicado con una máquina de rectificadora o fresadora. 26. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, donde en cada pista del rodamiento se forman las áreas entalladas. 27. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, donde el área entallada se forma en un área de la pista que tiene características materiales más débiles, es decir, la longitud (Ld) del área entallada es igual o menor que la longitud (Lih) del área con características materiales más débiles de la pista. 28. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, donde el área entallada se forma en un área (lh) de la pista que tiene características materiales más débiles y las áreas de transición se forman en el material endurecido adyacente de la pista, es decir, la longitud (Ld) del área entallada es mayor que la longitud (Lih) del área con características materiales más débiles de la pista. 52-523 29. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, donde el proceso de eliminación de material forma un área entallada en la pista utilizando una máquina fresadora de extremos o una máquina desbastadora. 30. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 29, donde el proceso de eliminación de material le da al área entallada una forma continua y uniforme, como por ejemplo, la de un orificio con forma de tazón o una ranura, que tiene una profundidad mínima (Xim y ih?) en las áreas de transición. 31. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30, donde el proceso de eliminación de material forma un área entallada (13) de un borde al otro de la pista (12). 32. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30, donde el proceso de eliminación de material forma un área entallada (13) en partes de la pista (12), por ejemplo, en los lados o el fondo de la pista. 33. Método para fabricar un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 32, donde la o las áreas entalladas (13) están ubicadas con respecto a la forma o línea base (B) de las pistas (12) . 52-523 34. El uso de un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 en un turbina eólica con regulación por pérdida aerodinámica activa o por cambio del ángulo de paso que tiene una velocidad fija o variable, tal como por ejemplo, el rodamiento de aspa de un mecanismo de cambio del ángulo de paso. 35. El uso de un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 como el rodamiento de orientación, del rotor, de un engrane o del generador de una turbina eólica. 36. El uso de un rodamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 en rodamientos muy grandes que estén sometidos tanto a fuerzas de carga axiales y radiales como a momentos de flexión/inversión . 52-523