ES3038997T3

ES3038997T3 - Gearbox support arrangement for a wind turbine and wind turbine

Info

Publication number: ES3038997T3
Application number: ES22162498T
Authority: ES
Inventors: Ibrahim Muhamad; Gerald Festner; Viktor Nickel
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2025-10-16
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: EP4060189A1; US12372062B2; US20220299012A1; US20250341204A1; EP4060189B1; DK4060189T3

Abstract

Un dispositivo de soporte de caja de engranajes (200) para una turbina eólica (100), comprende:- una carcasa de caja de engranajes (201),- un dispositivo de soporte de par (202),- una estructura de soporte de cojinetes de rotor (203),en donde- la carcasa de caja de engranajes (201) y la estructura de soporte de cojinetes de rotor (203) están dispuestas una al lado de la otra a lo largo de un eje longitudinal (204),- el dispositivo de soporte de par (202) acopla la carcasa de caja de engranajes (201) y la estructura de soporte de cojinetes de rotor (203) entre sí de tal manera que las cargas de par sean transmisibles entre la carcasa de caja de engranajes (201) y la estructura de soporte de cojinetes de rotor (203),- el dispositivo de soporte de par (202) comprende un dispositivo de desacoplamiento (215) configurado para transmitir dichas cargas de par entre la carcasa de caja de engranajes (201) y la estructura de soporte de cojinetes de rotor (203) y para reducir la transmisión de vibraciones y cargas de reacción entre la carcasa de caja de engranajes (201) y la estructura de soporte de cojinetes de rotor (203). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición de soporte de caja de engranajes para una turbina eólica y turbina eólica

Campo técnico

La descripción se refiere a una disposición de soporte de caja de engranajes para una turbina eólica y una turbina eólica que comprende una disposición de soporte de caja de engranajes de este tipo.

Antecedentes

Una turbina eólica puede incluir un rotor que incluye un conjunto de cubo de rotor giratorio que tiene múltiples palas de rotor. Las palas de rotor transforman la energía eólica en un par de accionamiento que acciona un generador a través de un tren de transmisión. El tren de transmisión puede comprender un vástago de rotor, una caja de engranajes, un acoplamiento, un freno de rotor y otros componentes. El generador, la caja de engranajes y los demás componentes pueden montarse dentro de una góndola que está dispuesta en la parte superior de una torre.

El documento US 2019/186467 A1 se refiere a una turbina eólica que tiene un tren de transmisión que comprende un vástago de rotor y un tren de engranajes planetarios. El vástago de rotor está soportado, en el lado opuesto al tren de engranajes planetarios, por medio de un cojinete de rodillos toroidales, en una primera estructura portante. El portasatélites está conectado al vástago de rotor de manera fija y carente de holguras mediante un cojinete de momento. El anillo exterior del cojinete de momento está conectado a una carcasa.

El documento EP 2434154 A1 describe una disposición de amortiguación activa de una turbina eólica que comprende una góndola, una placa de base que soporta un cojinete principal y una caja de engranajes soportada por la placa de base mediante brazos de par, en donde la disposición de brazo de par comprende medios amortiguadores.

Es deseable dar a conocer una disposición de soporte de caja de engranajes para una turbina eólica y una turbina eólica que permita un funcionamiento fiable.

Resumen

Realizaciones de la descripción dan a conocer una disposición de soporte de caja de engranajes para una turbina eólica. En particular, la disposición de soporte de caja de engranajes comprende:

- una carcasa de caja de engranajes,

- un dispositivo de soporte de par,

- una estructura de soporte de cojinete de rotor,

en donde

- la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor están dispuestas una junto a otra a lo largo de un eje longitudinal,

- la disposición de soporte de par acopla la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor entre sí de tal modo que es posible transmitir cargas de par entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor,

- la disposición de soporte de par comprende un dispositivo de desacoplamiento configurado para transmitir dichas cargas de par entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor y para reducir la transmisión de vibraciones y cargas de reacción entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor.

La disposición de soporte de caja de engranajes permite un funcionamiento fiable de la estructura de soporte de cojinete de rotor y la carcasa de caja de engranajes.

La estructura de soporte de cojinete de rotor está configurada para alojar uno o varios cojinetes de rotor para soportar de forma giratoria el vástago de rotor. Según realizaciones, la estructura de soporte de cojinete de rotor es una carcasa de cojinete de rotor fijada y soportada por una base o un bastidor de máquina (también denominado soporte de máquina o bastidor de base), en donde dicha base o soporte de máquina está montado de forma giratoria en la parte superior de una torre de la turbina eólica. Según realizaciones adicionales, la estructura de soporte de cojinete de rotor comprende una primera parte dimensionada para recibir el vástago de rotor a través de la misma y una segunda parte que soporta la primera parte y que está configurada para su montaje de forma giratoria en la parte superior de una torre de la turbina eólica, en donde la primera y la segunda partes están formadas integralmente entre sí.

La carcasa de caja de engranajes es la carcasa de una caja de engranajes que está configurada para transformar un par (par de accionamiento) y una velocidad de rotación del vástago de rotor en un par diferente (par de salida) y una velocidad de rotación diferente para el vástago de generador de la turbina eólica. El par de accionamiento en la caja de engranajes provoca un par contrario en la carcasa de caja de engranajes. Por lo tanto, la carcasa de caja de engranajes debe estar soportada por una estructura de soporte para que la caja de engranajes mantenga su posición.

La disposición de soporte de par permite una transmisión de cargas de par entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. En particular, la disposición de soporte de par permite la transmisión de un par contrario desde la carcasa de caja de engranajes a la estructura de soporte de cojinete de rotor. Este par contrario desde la carcasa de caja de engranajes es el resultado del par de accionamiento presente en la caja de engranajes. El par contrario desde la carcasa de caja de engranajes se transmite en forma de fuerzas tangenciales a la disposición de soporte de par y la estructura de soporte de cojinete de rotor. La estructura de soporte de cojinete de rotor absorbe el par contrario transmitido desde la carcasa de caja de engranajes a través de la disposición de soporte de par.

La disposición de soporte de par comprende un dispositivo de desacoplamiento. Por ejemplo, el dispositivo de desacoplamiento está dispuesto entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. El dispositivo de desacoplamiento está configurado para transmitir cargas de par entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. Además, el dispositivo de desacoplamiento está configurado para reducir las vibraciones y las cargas de reacción (es decir, las fuerzas de reacción y los momentos de flexión) que, por ejemplo, son causadas por deformaciones estructurales y/o por desviaciones de fabricación y montaje de los componentes de la disposición de soporte de caja de engranajes. El dispositivo de desacoplamiento reduce de este modo la emisión y la transmisión de dichas vibraciones y cargas de reacción entre la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. La carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor están desacopladas entre sí en relación con dichas cargas de reacción, vibraciones, sacudidas y/o inclinaciones, mientras que la transmisión de las cargas de par sigue siendo posible.

La disposición de soporte de par descrita en la presente memoria evita la necesidad de elementos de soporte de par, tales como brazos de par, que transmiten verticalmente el par contrario al acoplar directamente la carcasa de caja de engranajes a la base o bastidor de máquina de la góndola. Esto permite más espacio libre en la base o el bastidor de máquina para los accionamientos de guiñada y/o para que las bridas se conecten a un bastidor portador de componentes eléctricos y/o para otros componentes que deben disponerse dentro de la góndola. Es posible evitar un soporte vertical directo de la carcasa de caja de engranajes en la base o el bastidor de máquina. De este modo, es posible evitar momentos de flexión elevados y la distribución desigual de la carga en la base o el bastidor de máquina, lo que resulta particularmente ventajoso en el caso de que la base consista en una placa atornillada a un cojinete de guiñada. Además, es posible una cadena de tolerancia más corta. Además, es posible proporcionar la disposición como una disposición modular. Por ejemplo, la estructura de soporte de cojinete de rotor se puede separar fácilmente de la carcasa de caja de engranajes. Por ejemplo, esto resulta conveniente para el transporte y montaje de la turbina eólica. El peso de la caja de engranajes también puede tener un efecto de alivio sobre el cojinete o cojinetes de rotor en el caso de una conexión firme entre el vástago de rotor y el vástago de entrada de caja de engranajes. Además, es posible reducir las cargas de reacción en el cojinete o cojinetes de rotor y en el cojinete o cojinetes de la primera etapa de la caja de engranajes causadas por deformaciones estructurales y/o por desviaciones de fabricación y montaje.

Según una realización adicional, la disposición de soporte de par comprende una protuberancia en una de la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. La protuberancia sobresale a lo largo de la dirección radial con respecto al eje longitudinal. La disposición de soporte de par comprende una brida en la otra de la estructura de soporte de cojinete de rotor y la carcasa de caja de engranajes. En particular, la protuberancia y la brida forman partes funcionales de la disposición de soporte de par, mientras que la protuberancia forma estructuralmente una parte integral de la estructura de soporte de cojinete de rotor y la brida forma estructuralmente una parte integral de la carcasa de caja de engranajes. Alternativamente, la protuberancia y la brida pueden ser elementos separados que se fijan a la estructura de soporte de cojinete de rotor y/o a la carcasa de caja de engranajes, respectivamente, por ejemplo, mediante una conexión por tornillo.

La disposición de soporte de par comprende un bastidor de soporte con una abertura en donde se puede insertar la protuberancia a lo largo de la dirección radial. La protuberancia sobresale de este modo al interior de la abertura a lo largo de la dirección radial. El bastidor de soporte está fijado a la brida a lo largo de la dirección axial. Esto permite un fácil montaje de la disposición de soporte de caja de engranajes, ya que la posición de fijación del bastidor de soporte a la brida se puede adaptar a las dimensiones específicas de los componentes respectivos de la disposición de soporte de caja de engranajes.

Por ejemplo, la carcasa de caja de engranajes comprende la brida. El bastidor de soporte está fijado a la brida y, por lo tanto, está fijado a la carcasa de caja de engranajes. La estructura de soporte de cojinete de rotor comprende la protuberancia que sobresale radial. La protuberancia de la estructura de soporte de cojinete de rotor sobresale al interior de la abertura del bastidor de la carcasa de caja de engranajes. Alternativa o adicionalmente, la estructura de soporte de cojinete de rotor comprende la brida. El bastidor de soporte está fijado a la brida y, por lo tanto, fijado a la estructura de soporte de cojinete de rotor. La carcasa de caja de engranajes comprende la protuberancia que sobresale radial. La protuberancia de la carcasa de caja de engranajes sobresale al interior del bastidor de soporte de la estructura de soporte de cojinete de rotor. La disposición de soporte de par transmite las cargas de par tangencialmente a la estructura de soporte de cojinete de rotor. Las cargas de par se pueden transmitir a través de la estructura de soporte de cojinete de rotor a la torre de la turbina eólica.

Según una realización adicional, el bastidor de soporte rodea completamente la abertura en un plano tangente a la carcasa de caja de engranajes y a la estructura de soporte de cojinete de rotor. Por lo tanto, el bastidor de soporte rodea completamente la abertura en un plano tangente. En particular, el bastidor de soporte está dispuesto a ambos lados de la protuberancia a lo largo del eje longitudinal. El bastidor de soporte permite una transmisión fiable y segura de las cargas de par desde la carcasa de caja de engranajes a la estructura de soporte de cojinete de rotor.

Según una realización adicional, la disposición de soporte de par comprende una pluralidad de tornillos que fijan el bastidor de soporte a la brida. Los tornillos están alineados a lo largo de la dirección axial. Los tornillos pasan a través del bastidor de soporte hasta la brida a lo largo de la dirección axial. Esto hace posible un acoplamiento fiable y que ahorra espacio.

Según una realización adicional, la protuberancia sobresale a lo largo de la dirección axial. La disposición de soporte de par comprende dos protuberancias adicionales en la otra de la estructura de soporte de cojinete de rotor y la carcasa de caja de engranajes. Las protuberancias adicionales limitan la abertura. La protuberancia sobresale al interior de la abertura a lo largo de la dirección axial. La protuberancia se puede insertar en la abertura a lo largo de la dirección axial.

Por ejemplo, la protuberancia está dispuesta en la estructura de soporte de cojinete de rotor y sobresale a lo largo de la dirección axial al interior de la abertura entre las dos protuberancias adicionales. Las dos protuberancias adicionales están dispuestas en la carcasa de caja de engranajes.

Alternativa o adicionalmente, la carcasa de caja de engranajes comprende la protuberancia que sobresale axialmente en la abertura entre las dos protuberancias adicionales, que están dispuestas en la estructura de soporte de cojinete de rotor. La estructura de soporte de cojinete de rotor, así como la carcasa de caja de engranajes, comprenden cada una al menos una protuberancia que sobresale axialmente. Por lo tanto, se puede reducir el número de piezas y componentes y es posible una disposición que ahorra espacio.

Las protuberancias que sobresalen axialmente de la estructura de soporte de cojinete de rotor y de la carcasa de caja de engranajes pueden formar estructuralmente una parte integral de dicha estructura de soporte de cojinete de rotor y dicha carcasa de caja de engranajes. Alternativamente, las protuberancias pueden ser elementos separados que se fijan a la estructura de soporte de cojinete de rotor y/o a la carcasa de caja de engranajes, por ejemplo, mediante una conexión por tornillo.

Según una realización adicional, el dispositivo de desacoplamiento comprende dos elementos de desacoplamiento. Los elementos de desacoplamiento están dispuestos tangencialmente en lados opuestos de la protuberancia. Cada elemento de desacoplamiento está dispuesto entre la protuberancia y una pared. La pared está dispuesta opuesta a la protuberancia y limita la abertura. Por ejemplo, la pared es una pared del bastidor de soporte. Por ejemplo, la pared es una pared de las protuberancias adicionales.

Según una realización adicional, cada uno de los elementos de desacoplamiento comprende o consiste en al menos un elemento amortiguador de resorte. Estos elementos amortiguadores de resorte pueden tener una estructura hidráulica, elastomérica, elastomérica-hidráulica o plástica.

Según una realización adicional, la disposición de soporte de par comprende un elemento de anillo. El elemento de anillo está formado por separado de la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. Según realizaciones, el elemento de anillo está conectado a la carcasa de caja de engranajes y comprende la protuberancia. Según realizaciones, el elemento de anillo está conectado a la estructura de soporte de cojinete de rotor y comprende las dos protuberancias adicionales.

Según una realización adicional, el elemento de anillo comprende una pluralidad de segmentos de anillo. Según realizaciones, los segmentos de anillo se pueden extraer radialmente de la carcasa de caja de engranajes. Según realizaciones, los segmentos de anillo se pueden extraer radialmente de la estructura de soporte de cojinete de rotor.

Según una realización adicional, las protuberancias adicionales están formadas por separado de la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor. Según realizaciones, las protuberancias adicionales están conectadas a la carcasa de caja de engranajes. Según realizaciones, las protuberancias adicionales están conectadas a la estructura de soporte de cojinete de rotor.

Según realizaciones adicionales, la disposición de soporte de caja de engranajes comprende una pluralidad de disposiciones de soporte de par. Por ejemplo, cada disposición de soporte de par está configurada según una realización de la disposición de soporte de par descrita en la presente memoria.

Es posible que todas las disposiciones de soporte de par estén configuradas de la misma manera. También es posible que diferentes realizaciones de la disposición de soporte de par se combinen en una disposición de soporte de caja de engranajes.

Las disposiciones de soporte de par, por ejemplo, están dispuestas simétricamente. En algunas realizaciones, una disposición simétrica significa que la distancia angular entre cada par de disposiciones de soporte de par adyacentes alrededor de la circunferencia de la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor es idéntica. En algunas realizaciones, una disposición simétrica significa que las disposiciones de soporte de par están dispuestas simétricamente con respecto a un eje alineado con la dirección radial. El uso de la pluralidad de disposiciones de soporte de par, por ejemplo dos, tres, cuatro, cinco o más disposiciones de soporte de par, permite un diseño más pequeño y compacto de cada una de las disposiciones de soporte de par. Además, es posible una distribución más equitativa de la transmisión de par alrededor de la circunferencia de la carcasa de caja de engranajes y la estructura de soporte de cojinete de rotor.

Según una realización adicional, la disposición de soporte de caja de engranajes, en particular, la disposición de soporte de par, comprende:

- una protuberancia de una de la estructura de soporte de cojinete de rotor y la carcasa de caja de engranajes, sobresaliendo la protuberancia a lo largo de una dirección axial o una dirección radial con respecto al eje longitudinal, - una abertura en la otra de la estructura de soporte de cojinete de rotor y la carcasa de caja de engranajes, en donde la protuberancia está dispuesta dentro de la abertura al menos en partes y en donde la disposición de soporte de par está configurada de tal modo que la protuberancia se inserta en la abertura a lo largo de la dirección en que la protuberancia sobresale.

Realizaciones adicionales de la descripción dan a conocer una turbina eólica. En particular, la turbina eólica comprende una góndola. La turbina eólica comprende una disposición de soporte de caja de engranajes según al menos una de las realizaciones descritas. La turbina eólica puede tener un diseño compacto y, en particular, no es necesario tener una góndola más grande, incluso cuando las turbinas eólicas son cada vez más grandes, debido al ahorro de espacio que es posible gracias a la disposición de soporte de par.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se describirá adicionalmente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista esquemática de una turbina eólica según una realización;

la figura 2 es una vista esquemática de una disposición de soporte de caja de engranajes para una realización; la figura 3 es una vista esquemática de una disposición de soporte de caja de engranajes según una realización; la figura 4 es una vista esquemática de la disposición de soporte de caja de engranajes según la realización de la figura 3;

la figura 5 es una vista esquemática de la disposición de soporte de caja de engranajes según una realización;

la figura 6 es una vista esquemática de una disposición de soporte de caja de engranajes según una realización, y las figuras 7 y 8 son vistas esquemáticas de una disposición de soporte de caja de engranajes según una realización. Si bien la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, los detalles de la misma se han mostrado a título de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle. Debe entenderse, sin embargo, que la intención no es limitar la invención a las realizaciones particulares descritas. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que entren dentro del alcance de la invención definido por las reivindicaciones adjuntas. En todos los dibujos, los componentes idénticos y los componentes del mismo tipo y efecto pueden representarse mediante los mismos signos de referencia.

Descripción detallada de las realizaciones ilustrativas

Tal como se muestra en la figura 1, la turbina eólica 100 comprende una torre 102. La torre 102 está conectada a una cimentación 104 fija en el suelo. En un extremo superior de la torre 102 opuesto a la cimentación 104 está dispuesta una góndola 106. La góndola 106 aloja el tren de transmisión. Dentro de la góndola 106, por ejemplo, está dispuesto un generador que está conectado a través de un tren de transmisión que comprende un vástago de generador, una caja de engranajes y un vástago de rotor con un rotor 108. El rotor 108 comprende varias palas 110 de rotor. Las palas 110 de rotor están montadas en un cubo 112 de rotor. El cubo 112 de rotor está conectado al vástago de rotor.

El rotor 108 entra en funcionamiento mediante un flujo de aire, por ejemplo, viento. El movimiento de rotación del rotor 108 se transmite a través del tren de transmisión al generador. El generador convierte la energía del rotor 108 en energía eléctrica.

La figura 2 muestra la disposición 200 de soporte de caja de engranajes según una realización.

La disposición 200 de soporte de caja de engranajes comprende una estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. La estructura 203 de soporte de cojinete de rotor está diseñada para rodear un vástago 224 de rotor soportado por cojinetes de rotor. La estructura 203 de soporte de cojinete de rotor puede diseñarse como una pieza individual que rodea el vástago 224 de rotor y que está soportada por una placa 225 de base que forma parte de un sistema de guiñada en el extremo superior de la torre 102. Según una realización adicional, la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor está formada por una pluralidad de partes separadas, una de las cuales está diseñada para su fijación a un sistema de guiñada en el extremo superior de la torre 102.

La disposición 200 de soporte de caja de engranajes comprende una carcasa 201 de caja de engranajes. La carcasa 201 de caja de engranajes aloja componentes de caja de engranajes. La caja de engranajes está configurada para transformar un par de accionamiento de un vástago de rotor acoplado al rotor 108 en un par de salida para el vástago de generador del generador de la turbina eólica 100.

La carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor están dispuestas una detrás de la otra a lo largo de un eje longitudinal 204 que corresponde al eje de rotación del vástago 224 de rotor. La carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor están acopladas entre sí mediante una disposición de soporte de par. La disposición 202 de soporte de par está dispuesta para transmitir un par contrario 205 entre la carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor.

Según la realización mostrada en las figuras 2, 3 y 4, la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor comprende dos protuberancias 206 que sobresalen a lo largo de una dirección radial 208 desde la circunferencia de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. La dirección radial 208 es, en particular, transversal a la dirección axial 207.

Las protuberancias 206, por ejemplo, están formadas integralmente con la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 5, se pueden disponer más de dos protuberancias 206, por ejemplo, tres, cuatro, cinco, seis, siete o más protuberancias 206 que sobresalen radialmente. Las protuberancias 206 están formadas en un extremo de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor que está orientado hacia la carcasa 201 de caja de engranajes.

Una brida 210 está formada en la carcasa 201 de caja de engranajes. La brida 210 está dispuesta en un extremo de la carcasa 201 de caja de engranajes que está orientado hacia la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor a lo largo de una dirección axial 207. La dirección axial 207 está alineada, por ejemplo, a lo largo del eje longitudinal 204. La brida 210 se proyecta radialmente al eje longitudinal 204. La brida 210, por ejemplo, está formada integralmente con la carcasa 201 de caja de engranajes. Hay tantas bridas 210 como protuberancias 206. Alternativamente, es posible la presencia de una sola brida 210 alrededor de toda la circunferencia de la carcasa 201 de caja de engranajes.

Un bastidor 211 de soporte está fijado a la brida 210. Hay tantos bastidores 211 de soporte como protuberancias 206. En la realización mostrada, están presentes dos bastidores 211 de soporte. El bastidor 211 de soporte está fijado axialmente a la brida 110 mediante tornillos 212. Los tornillos están alineados a lo largo de la dirección axial 207. El bastidor 211 de soporte es presionado contra la brida 210 a lo largo de la dirección axial 207 mediante los tornillos 212. Los tornillos 212 pasan a través del bastidor 211 de soporte a lo largo de la dirección axial 207 hasta la brida 210.

El bastidor 211 de soporte rodea una abertura 209. El bastidor 211 de soporte rodea la abertura 209 con una pared 220. La pared 220 limita la abertura 209 en cuatro direcciones en un plano que es tangencial a la circunferencia de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y la carcasa 201 de caja de engranajes. La abertura 209 está abierta a lo largo de la dirección radial 208.

La protuberancia 206 y el bastidor 211 de soporte se pueden montar a lo largo de la dirección radial 208. Por ejemplo, el bastidor 211 de soporte se mueve a lo largo de la dirección radial 208 hasta la protuberancia 206. De este modo, la protuberancia 206 se inserta en la abertura 209 de tal modo que el bastidor 211 de soporte rodea la protuberancia 206.

Un dispositivo 215 de desacoplamiento está dispuesto para desacoplar la carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor entre sí de tal modo que las cargas de reacción, las vibraciones y las inclinaciones no se transmiten entre la carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. El dispositivo 215 de desacoplamiento está diseñado para transmitir el par contrario 205 entre la carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor.

Por ejemplo, el dispositivo 215 de desacoplamiento comprende dos elementos 216, 217 de desacoplamiento para cada protuberancia 206. El elemento 216 de desacoplamiento está dispuesto en un primer lado 218 de la protuberancia 206. El segundo elemento 217 de desacoplamiento está dispuesto en un segundo lado opuesto 219 de la protuberancia 206. Los elementos 216, 217 de desacoplamiento están dispuestos tangencialmente a la circunferencia de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor entre el bastidor 211 de soporte y la protuberancia 206. Por lo tanto, es posible una transmisión del par contrario 205 a través del dispositivo 215 de desacoplamiento.

Por ejemplo, los elementos 216, 217 de desacoplamiento tienen cada uno una función 221 de amortiguación y una función222de resorte (ilustradas esquemáticamente en la figura 6). Son posibles otras realizaciones de los elementos 216, 217 de desacoplamiento que permiten una transmisión del par contrario 205 y una reducción de las cargas de reacción y las vibraciones.

Según otras realizaciones (no mostradas explícitamente), la protuberancia radial 206 está dispuesta en la carcasa 201 de caja de engranajes. En consecuencia, la brida 210 está dispuesta en la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Por otro lado, la disposición 202 de soporte de par está construida y funciona tal como se describió anteriormente.

También es posible tener protuberancias radiales 206 en la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor, así como en la carcasa 201 de caja de engranajes. En consecuencia, cada brida 210 correspondiente se dispone entonces, respectivamente, en la otra de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y la carcasa 201 de caja de engranajes. Por lo tanto, es posible tener el bastidor 211 de soporte fijado axialmente a la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y otro bastidor 211 de soporte fijado axialmente a la carcasa 201 de caja de engranajes.

Esto hace posible una transmisión fiable del par contrario 205.

La figura 5 muestra la disposición 200 de soporte de caja de engranajes según una realización adicional. La realización según la figura 5 corresponde a las realizaciones descritas anteriormente en relación con las figuras 2 a 4. Además, la disposición 200 de soporte de caja de engranajes según la realización de la figura 5 comprende más de dos protuberancias 206 con bastidores 211 de soporte correspondientes, en particular, cuatro protuberancias 206 y bastidores 211 de soporte correspondientes, que están dispuestos simétricamente. Según la realización mostrada en la figura 5, la totalidad de las protuberancias 206 y los bastidores 211 de soporte tienen el mismo diseño y están dispuestos de la misma manera. Según otras realizaciones, las protuberancias 206 están dispuestas en parte en la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y en parte en la carcasa 201 de caja de engranajes. Por ejemplo, las disposiciones 202 de soporte de par están dispuestas de manera girada y/o de manera simétrica entre sí.

Por supuesto, son posibles otros números de protuberancias 206 y bastidores 211 de soporte correspondientes, por ejemplo, cinco protuberancias 206 y bastidores 211 de soporte correspondientes que están dispuestos igualmente separados. También es posible disponer las protuberancias 206 con los correspondientes bastidores 211 de soporte de manera no uniforme, pero con diferentes espacios uno hacia el otro. Por ejemplo, esto permite una disposición que ahorra más espacio y/o una transmisión fiable del par contrario 205.

La figura 6 muestra la disposición 200 de soporte de caja de engranajes según realizaciones adicionales. La disposición 200 de soporte de caja de engranajes corresponde generalmente a las realizaciones de la disposición 200 de soporte de caja de engranajes descritas anteriormente. Sin embargo, una de las diferencias es que la protuberancia 206 sobresale a lo largo de la dirección axial 207.

La figura 6 muestra la protuberancia 206 en la carcasa 201 de caja de engranajes. Sin embargo, también es posible que la protuberancia 206 esté dispuesta en la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor.

La protuberancia 206 sobresale axialmente al interior de la abertura 209. La abertura 209 está abierta en un extremo axial, de tal modo que la protuberancia 206 puede insertarse en la abertura 209 a lo largo de la dirección axial 207. La protuberancia 206 y la abertura 209 se pueden disponer a lo largo de la dirección axial 207. Por ejemplo, la carcasa 201 de caja de engranajes se mueve a lo largo de la dirección axial 207 hasta la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. De este modo, la protuberancia 206 se inserta en la abertura 209.

La abertura 209 está formada por dos protuberancias adicionales 213, 214. Las protuberancias adicionales 213, 214 limitan la abertura 209 con la pared 220 a lo largo de la dirección radial 208.

Las protuberancias 206, 213, 214 de la disposición 202 de soporte de par permiten el acoplamiento de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y la carcasa 201 de caja de engranajes para transmitir el par contrario 205 a modo de un acoplamiento en forma de garra. En particular, las protuberancias 206, 213, 214 forman un acoplamiento en forma de garra. Cada una de las protuberancias 206, 213, 214 sobresale a lo largo de la dirección axial 207 y, por lo tanto, forma aberturas 209 en forma de U. También hay aberturas 209 entre dos protuberancias 206 adyacentes. El acoplamiento de las protuberancias 206, 213, 214 permite la transmisión del par contrario 205. La dirección axial 207 puede estar inclinada en un ángulo 223 con respecto a la dirección horizontal.

El dispositivo 215 de desacoplamiento está dispuesto entre la protuberancia 206 y la protuberancia adicional 213, así como entre la protuberancia 206 y la protuberancia adicional 214. El elemento 216 de desacoplamiento está dispuesto en el primer lado 218 de la protuberancia 206. El elemento 217 de desacoplamiento está dispuesto en el segundo lado 219 de la protuberancia 206. Los elementos de desacoplamiento están dispuestos entre todas las protuberancias 206, 213, 214.

Puede haber cuatro protuberancias 206 y cuatro protuberancias adicionales 213, 214 o más o menos protuberancias 206 y protuberancias adicionales 213, 214. Por ejemplo, hay dos protuberancias 206 y una protuberancia adicional 213 y una protuberancia adicional 214. También es posible tener tres, cinco, seis o más protuberancias 206 y un número correspondiente de protuberancias adicionales 213, 214.

Las figuras 7 y 8 muestran la disposición 200 de soporte de caja de engranajes según una realización adicional. La disposición 200 de soporte de caja de engranajes se corresponde generalmente con las realizaciones de la disposición 200 de soporte de caja de engranajes que se muestra en la figura 6. Una de las diferencias es que la protuberancia 206 está dispuesta en un segmento 230 de anillo. En particular, el elemento 230 de anillo comprende una pluralidad de protuberancias axiales 206.

El elemento 230 de anillo comprende una pluralidad de segmentos 231, 232, 233 de anillo. Por ejemplo, el elemento 230 de anillo comprende tres o más segmentos 231, 232, 233 de anillo. Cada segmento 231, 232, 233 de anillo comprende una o más protuberancias 206.

Según la realización mostrada en las figuras 7 y 8, cada uno de los segmentos 231,232, 233 de anillo está unido a la carcasa 201 de caja de engranajes. Cada segmento 231, 232, 233 de anillo comprende una superficie 234 inferior de segmento de anillo que protege el interior del tren de transmisión del entorno. En algunas realizaciones, la superficie 234 inferior de segmento de anillo también puede servir como soporte radial del segmento 231, 232, 233 de anillo en la carcasa 201 de caja de engranajes y/o proporcionar un soporte radial a las protuberancias 213, 214 axiales adicionales.

Las protuberancias 206 están formadas en el elemento 230 de anillo, que es un elemento separado de la carcasa 201 de caja de engranajes. El elemento 230 de anillo está acoplado a la carcasa 201 de caja de engranajes, de tal modo que las cargas de par se pueden transmitir entre la carcasa 201 de caja de engranajes y el elemento 230 de anillo.

Las protuberancias 213, 214 axiales adicionales están dispuestas en la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Por ejemplo, la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor comprende seis protuberancias adicionales 213, 214, que se atornillan a la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Con tal fin, la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor, por ejemplo, comprende orificios 237 para tornillos.

Por ejemplo, las protuberancias adicionales 213, 214 son elementos separados de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Las protuberancias adicionales 213, 214 están acopladas a la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor, de tal modo que se pueden transmitir cargas de par entre las protuberancias adicionales 213, 214 y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor.

Por lo tanto, es posible una transmisión de cargas de par entre la carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor a través de las protuberancias adicionales 213, 214 fijadas a la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y al elemento 230 de anillo.

Los elementos 215, 217 de desacoplamiento están dispuestos entre las protuberancias axiales 206 de los segmentos 231,232, 233 de anillo y las protuberancias 213, 214 axiales adicionales.

Según realizaciones adicionales (no mostradas explícitamente), los segmentos 231, 232, 233 de anillo están unidos a la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. En esta realización, la carcasa 201 de caja de engranajes comprende las protuberancias 213, 214 adicionales correspondientes. En consecuencia, los orificios 237 para tornillos están dispuestos en la carcasa 201 de caja de engranajes. Por otro lado, los elementos corresponden en particular a lo descrito en la presente memoria.

Según la realización según las figuras 7 y 8, los segmentos 231, 232, 233 de anillo se pueden extraer radialmente sin necesidad de desmontar la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y/o la carcasa 201 de caja de engranajes. Esto permite un fácil acceso al interior de la disposición 200 de soporte de caja de engranajes, por ejemplo, para realizar un trabajo de montaje y/o un trabajo de mantenimiento. Esto puede incluir, por ejemplo, apretar los tornillos ubicados dentro de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y/o la carcasa 201 de caja de engranajes.

Según realizaciones, la superficie inferior 234 de los segmentos 231, 232, 232 de anillo puede comprender una abertura (no se muestra explícitamente). La abertura está alineada radialmente con una abertura 236 de la protuberancia adicional 213, 214 ubicada sobre la superficie 234 inferior de segmento de anillo en la dirección radial 208. De este modo, un técnico ubicado junto a la disposición 202 de soporte de par puede observar el interior del tren de transmisión a través de las aberturas del segmento de anillo alineadas radialmente y las aberturas 236. Por ejemplo, la abertura del segmento comprende una forma triangular.

Según realizaciones, la abertura del segmento de anillo está formada en una unión a tope entre dos segmentos 231, 232, 233 de anillo directamente adyacentes.

Según realizaciones, al menos una de las aberturas del segmento de anillo y las aberturas 236 está cubierta por una cubierta transparente para proteger el interior del tren de transmisión del entorno.

Según realizaciones, la disposición 200 de soporte de caja de engranajes comprende una o más disposiciones 202 de soporte de par, tal como se describe en relación con las figuras 2 a 5, en combinación con una o más disposiciones 202 de soporte de par, tal como se describe en relación con las figuras 6 a 8. Por lo tanto, una o ambas de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y la carcasa 201 de caja de engranajes comprenden, por ejemplo, protuberancias 206 que sobresalen radiales y axiales. Por ejemplo, una de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor y la carcasa 201 de caja de engranajes comprende protuberancias radiales 206 y la otra comprende protuberancias 206 que sobresalen axiales.

La combinación de las realizaciones de la disposición 202 de soporte de par permite reducir las fuerzas de restricción y compensar los desplazamientos causados por las tolerancias y la deformación estática de los componentes.

La disposición 200 de soporte de caja de engranajes con la disposición 202 de soporte de par según las diferentes realizaciones permite el acoplamiento de la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor con la carcasa 201 de caja de engranajes con medios de conexión paralelos al eje longitudinal 204. La abertura 209, que actúa como contrapartida de la protuberancia 206, puede fijarse directamente a la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor o la carcasa 201 de caja de engranajes, respectivamente. El par contrario se transmite a través del dispositivo 215 de desacoplamiento. La disposición 200 de soporte de caja de engranajes con la disposición 202 de soporte de par hace posible una cadena de tolerancia corta. Además, es posible un acoplamiento de la carcasa 201 de caja de engranajes para transmitir pares en ambas direcciones con el mismo componente estructural, es decir, la disposición 202 de soporte de par. Es posible evitar fuerzas verticales sobre la base o el bastidor de máquina. De este modo, es posible evitar la flexión de la base o del bastidor de máquina. No es necesario disponer elementos de soporte de par, tales como brazos de par, en la base o el bastidor de máquina. De este modo, es posible evitar la necesidad de espacio y las grandes masas.

Es posible simplificar el acoplamiento de la carcasa 201 de caja de engranajes con la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Esto hace posible una disposición 200 de soporte de caja de engranajes rentable, que tiene masas más bajas. Es posible una estructura 203 de soporte de cojinete de rotor simplificada. Por ejemplo, la disposición 202 de soporte de par es útil para trenes de transmisión con dos cojinetes de rodillos cónicos que adoptan la función de los cojinetes de rotor y están dispuestos en la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor. Son posibles más de dos disposiciones 202 de soporte de par, de tal modo que el par contrario a transmitir se distribuye en varios puntos de acoplamiento.

Además, son posibles elementos de refuerzo, por ejemplo, para protuberancias adicionales 213, 214 que limitan la abertura 209. Por ejemplo, los elementos de refuerzo están atornillados a las protuberancias adicionales 213, 214 para reforzar las protuberancias adicionales 213, 214.

Por ejemplo, la disposición 202 de soporte de par transmite únicamente el par contrario 205 del par de accionamiento de la caja de engranajes y el peso de la caja de engranajes reduce la carga sobre la carcasa 203 de cojinete de rotor, en particular, en el caso de una conexión fija radial y angularmente entre el vástago de rotor y el vástago de entrada de caja de engranajes.

La disposición 202 de soporte de par hace posible instalar primero el rotor 208 y, después, la caja de engranajes se instala y alinea. La disposición 202 de soporte de par configura una interfaz que no está altamente integrada ni es compleja. Por lo tanto, es posible lograr una modularidad de la disposición 200 de soporte de caja de engranajes. Mediante el ajuste de la rigidez y las propiedades de amortiguación del dispositivo 215 de desacoplamiento, es posible adaptarse y reaccionar a propiedades de la turbina eólica 100, por ejemplo, problemas de tonalidad, después del montaje de la turbina eólica. En general, la disposición 202 de soporte de par hace posible una transmisión de cargas de par relativamente rentable, ligera y sencilla entre la carcasa 201 de caja de engranajes y la estructura 203 de soporte de cojinete de rotor.

Referencias

100 Turbina eólica

102 Torre

104 Cimentación

106 Góndola

108 Rotor

110 Pala de rotor

112 Cubo de rotor

200 Disposición de soporte de caja de engranajes

201 Carcasa de caja de engranajes

202 Disposición de soporte de par

203 Estructura de soporte de cojinete de rotor

204 Eje longitudinal

205 Par contrario

206 Protuberancia

207 Dirección axial

208 Dirección radial

209 Abertura

210 Brida

211 Bastidor de soporte

212 Tornillos

213, 214 Protuberancias adicionales

215 Dispositivo de desacoplamiento

216, 217 Elemento de desacoplamiento

218, 219 Lados de la protuberancia

220 Pared

221 Función de amortiguación

222 Función de resorte

223 Ángulo de inclinación

224 Vástago de rotor

225 Placa de base

230 Elemento de anillo

231,232, 233 Segmento de anillo

234 Superficie inferior de segmento de anillo

236 Abertura de protuberancia adicional

237 Orificios para tornillos

Claims

REIVINDICACIONES

i.Una disposición (200) de soporte de caja de engranajes para una turbina eólica (100), que comprende:

-una carcasa (201) de caja de engranajes,

-una disposición (202) de soporte de par,

-una estructura (203) de soporte de cojinete de rotor,

en donde

-la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor están dispuestas una junto a otra a lo largo de un eje longitudinal (204),

-la disposición (202) de soporte de par acopla la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor entre sí de tal modo que es posible transmitir cargas de par entre la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor, -la disposición (202) de soporte de par comprende un dispositivo (215) de desacoplamiento configurado para transmitir dichas cargas de par entre la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor y para reducir la transmisión de vibraciones y cargas de reacción entre la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor.
2. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 1, en donde la disposición (202) de soporte de par comprende:

-una protuberancia (206) de una de la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor y la carcasa (201) de caja de engranajes, sobresaliendo la protuberancia (206) a lo largo de una dirección axial (207) o una dirección radial (208) con respecto al eje longitudinal (204),

-una abertura (209) en la otra de la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor y la carcasa (201) de caja de engranajes, en donde la protuberancia (206) está dispuesta dentro de la abertura (209) al menos en partes y en donde la disposición (202) de soporte de par está configurada de tal modo que la protuberancia (206) se inserta en la abertura (209) a lo largo de la dirección en que la protuberancia (206) sobresale.
3. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 2, en donde la disposición (202) de soporte de par comprende:

-la protuberancia (206) en una de la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor que sobresale a lo largo de la dirección radial (208) con respecto al eje longitudinal (204),

-una brida (210) en la otra de la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor,

-un bastidor (211) de soporte, que está fijado a la brida (210) a lo largo de la dirección axial (207) y que comprende la abertura (209) en donde la protuberancia (206) sobresale a lo largo de la dirección radial (208).
4. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 3, en donde el bastidor (211) de soporte rodea completamente la abertura (209) en un plano tangente a la carcasa (201) de caja de engranajes y a la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor.
5. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 3 o 4, en donde la disposición (202) de soporte de par comprende una pluralidad de tornillos (212) que fijan el bastidor (211) de soporte a la brida (210) y que están alineados a lo largo de la dirección axial (207).
6. Disposición de soporte de caja de engranajes según una de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el dispositivo (215) de desacoplamiento comprende dos elementos (216, 217) de desacoplamiento que están dispuestos tangencialmente en lados opuestos (218, 219) de la protuberancia (206), en donde cada elemento (216, 217) de desacoplamiento está dispuesto entre la protuberancia (206) y una pared (220), formando la pared (200) parte del bastidor (211) de soporte y limitando la abertura (209).
7. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 2, en donde la disposición (202) de soporte de par comprende:

-la protuberancia (206) en una de la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor que sobresale a lo largo de la dirección axial (207), -dos protuberancias adicionales (213, 214) en la otra de la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor, limitando las protuberancias adicionales (213, 214) la abertura (209), en donde la protuberancia (206) sobresale al interior de la abertura (209) a lo largo de la dirección axial (207).
8. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 7, en donde el dispositivo (215) de desacoplamiento comprende dos elementos (216, 217) de desacoplamiento que están dispuestos tangencialmente en lados opuestos (218, 219) de la protuberancia (206), en donde cada elemento (216, 217) de desacoplamiento está dispuesto entre la protuberancia (206) y una pared (220), formando la pared (200) parte de una de las dos protuberancias adicionales (213, 214) y limitando la abertura (209).
9. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 7 u 8, en donde cada uno de los elementos (216, 217) de desacoplamiento comprende un elemento amortiguador de resorte, en donde dicho elemento amortiguador de resorte puede tener una estructura hidráulica, elastomérica, elastoméricahidráulica o plástica.
10. Disposición de soporte de caja de engranajes según una de las reivindicaciones 7 a 9, en donde la disposición (202) de soporte de par comprende un elemento (230) de anillo, en donde el elemento (230) de anillo está formado por separado de la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor, y en donde el elemento (230) de anillo está conectado a la carcasa (201) de caja de engranajes y comprende la protuberancia (206) o está conectado a la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor y comprende las dos protuberancias adicionales (213, 214).
11. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 10, en donde el elemento (230) de anillo comprende una pluralidad de segmentos (231, 232, 233) de anillo, en donde cada uno de los segmentos (231, 232, 233) de anillo se puede extraer radialmente de la carcasa (201) de caja de engranajes o la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor, respectivamente.
12. Disposición de soporte de caja de engranajes según una de las reivindicaciones 7 a 11, en donde las protuberancias adicionales (213, 214) están formadas por separado de la carcasa (201) de caja de engranajes y la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor, y en donde las protuberancias adicionales (213, 214) están conectadas a la carcasa (201) de caja de engranajes o están conectadas a la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor.
13. Disposición de soporte de caja de engranajes según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende una pluralidad de disposiciones (202) de soporte de par que están dispuestas alrededor de una circunferencia de la estructura (203) de soporte de cojinete de rotor y la carcasa (201) de caja de engranajes.
14. Disposición de soporte de caja de engranajes según la reivindicación 13, en donde las disposiciones (202) de soporte de par de la pluralidad de disposiciones (202) de soporte de par están dispuestas simétricamente.
15. Turbina eólica, que comprende:

-una góndola (106);

-una disposición (200) de soporte de caja de engranajes según una de las reivindicaciones 1 a 14, que está dispuesta dentro de la góndola (106).