ES2874048T3 - Turbina eólica y cojinete de paso de la turbina eólica - Google Patents

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Soto Jose Javier Gil
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Abstract

Cojinete de paso (1) que comprende al menos dos anillos (4, 5), estando adaptado para ser fijado cada uno de los al menos dos anillos (4, 5) a un componente (2, 3) de la turbina eólica, siendo un primer componente de la turbina eólica una pala (2) y un segundo componente de la turbina eólica un buje (3), y comprendiendo adicionalmente al menos un refuerzo de cojinete (6) fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5); donde el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende un grosor (RT) de refuerzo de cojinete que es variable a lo largo de una dirección circunferencial del cojinete de paso (1), donde el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende dos extremos y una parte central dispuesta entre los extremos en una dirección circunferencial del cojinete de paso (1) en el que el grosor (RT) del refuerzo de cojinete del al menos un refuerzo de cojinete (6) es variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso (1) desde los extremos hacia la parte central del al menos un refuerzo de cojinete (6), caracterizado porque el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5) de modo que, en uso, el al menos uno de los dos anillos (4, 5) está dispuesto, a lo largo de la dirección axial del cojinete de paso (1), entre el al menos un refuerzo de cojinete (6) y el componente (2, 3) de la turbina eólica al que está fijado el al menos uno de los dos anillos (4, 5).

Description

DESCRIPCION
Turbina eólica y cojinete de paso de la turbina eólica
Objeto de la invención
La presente invención divulga una turbina eólica que comprende al menos un cojinete de paso que comprende al menos dos anillos, fijado cada uno de los al menos dos anillos a un componente de la turbina eólica, siendo un primer componente de la turbina eólica una pala y un segundo componente de la turbina eólica un buje, y comprendiendo adicionalmente al menos un refuerzo de cojinete fijado a al menos uno de los dos anillos. La invención se refiere también al cojinete de paso de la turbina eólica.
Antecedentes de la invención
Una turbina eólica comprende generalmente una torre y una góndola colocada en la parte superior de la torre. Se conecta un rotor de turbina eólica con tres palas de turbina eólica a la góndola a través de un árbol de baja velocidad.
Las turbinas eólicas modernas están provistas con un sistema de control de paso que se configura para cambiar el paso de las palas hacia y contra la dirección del viento para modular la captura de energía cuando disminuye o se incrementa el viento y con ello controlar la carga sobre el rotor. Se varía el paso de las palas para optimizar la producción y para proteger a la turbina eólica frente a una carga excesiva que podría dañar la turbina eólica.
Para realizar el control de paso cada pala está provista con un cojinete de paso localizado entre el buje y la pala, y un mecanismo, normalmente un cilindro hidráulico o un motor eléctrico, para proporcionar la fuerza necesaria para variar el paso de la pala. La disposición de variación de paso permite que cada pala se gire aproximadamente 90° alrededor de su eje longitudinal.
Los rotores de las turbinas eólicas modernas están haciéndose cada vez más grandes para incrementar la captura de energía. Esto implica el uso de palas más largas y pesadas lo que a su vez implica un incremento de las cargas sobre las palas.
En turbinas eólicas de paso controlado, estas cargas, que no son constantes y dependen del ángulo de paso de la pala en cada momento, se transfieren desde las palas al buje a través del cojinete de paso.
Los cojinetes de paso han de ser capaces de transferir al buje el momento producido por la carga del viento y al mismo tiempo permitir que las palas aún puedan girar para controlar el ángulo de paso.
Esto puede asegurarse simplemente haciendo los cojinetes de paso más grandes (sea el diámetro, el grosor o la altura más grandes) pero el uso de cojinetes más grandes sería económicamente desventajoso dado que se incrementaría tanto el tamaño del anillo como el tamaño de los rodillos y por ello se incrementa significativamente el peso y el coste del cojinete.
En cualquier caso, las áreas en las que el cojinete de paso se somete a las máximas tensiones dependen de la posición a lo largo de la circunferencia del cojinete, pero como se ha explicado, generalmente el cojinete se diseña considerando que las tensiones máximas pueden aparecer alrededor de todo el cojinete. Esto es, dado que el diseño del cojinete de paso se determina por las tensiones máximas asociadas a un ángulo de paso específico el cojinete se sobredimensiona para todos los otros ángulos diferentes.
Como se ha explicado, es frecuente encontrar partes específicas de los anillos del cojinete sometidas a tensiones más altas que otras partes del cojinete durante la operación de la turbina eólica. A veces, hay puntos específicos en los anillos de cojinete en donde puede descubrirse que las concentraciones de tensiones provocan el fallo del cojinete. Estas concentraciones de tensiones puede ser provocadas por:
- elevada rugosidad de los orificios de los tornillos (los tornillos se usan para la unión de los cojinetes a la raíz de la pala y al buje);
- defectos locales provocados durante la fabricación;
- secciones debilitadas de los cojinetes (generalmente las áreas en las que se introducen las bolas de los cojinetes); - elevada corrosión en los orificios de los tornillos;
- secciones críticas debido a cargas incrementadas en localizaciones particulares de la turbina eólica.
Una solución a esto es el uso de refuerzos locales conseguidos por medio de placas de refuerzo, en lugar del uso de cojinetes mayores con anillos más gruesos. Por ello, pueden usarse cojinetes más delgados que se refuerzan específicamente en áreas en donde las tensiones son más altas. El problema de introducir estos refuerzos específicos es que aparecen áreas con grados de rigidez muy diferente en el área del cojinete que comprende el refuerzo dado que en las áreas en donde se localizan las placas de refuerzo se incrementa la rigidez, mientras que en las áreas contiguas la rigidez cae abruptamente.
El documento WO2007003866 (A1) divulga un cojinete de paso de una turbina eólica reforzado por medio de dichas placas de refuerzo.
El documento US2014355922 (A1) también divulga un cojinete de una turbina eólica con un refuerzo fijado al cojinete.
El documento US2015086359 divulga un conjunto de rotor de palas de una turbina eólica diseñado para mitigar las cargas del cojinete de paso. El conjunto de rotor de palas incluye una pala del rotor, un cojinete de paso y al menos una placa de calce. La pala del rotor incluye un cuerpo que se extiende entre una raíz de pala y una punta de pala. El cojinete de paso incluye un anillo de rodadura exterior, un anillo de rodadura interior y una pluralidad de elementos de rodillos entre el anillo de rodadura exterior y el anillo de rodadura interior. Como tal, el anillo de rodadura interior es giratorio en relación con el anillo de rodadura exterior. La al menos una placa de calce puede estar configurada entre el anillo de rodadura interior y la raíz de la pala o entre el anillo de rodadura exterior y un buje de la turbina eólica para mitigar las cargas experimentadas por el cojinete de paso.
El documento US2013202234 describe una estructura de rodamiento de giro capaz de mantener un rendimiento favorable del rodamiento mediante el ajuste y el cambio de rigidez del mismo, a la vez que se minimiza el aumento del peso del mismo para evitar que la distorsión de un patrón de presión causada por la deformación estructural afecte desfavorablemente al rendimiento del rodamiento. Un rodamiento giratorio de un rodamiento, en el que un elemento rodante se coloca entre los anillos del rodamiento y se forma en un anillo interior y en un anillo exterior, tiene una estructura de rodamiento giratorio en la que una porción de refuerzo de la rigidez, en la que la rigidez del anillo interior y/o del anillo exterior se incrementa más que en las porciones periféricas, se forma en un área circunferencial donde la presión de contacto del rodamiento es alta.
Descripción de la invención
La presente invención divulga un cojinete de paso de una turbina eólica como se reivindica en la reivindicación 1. La presente invención divulga además un aerogenerador de acuerdo a la reivindicación 18 que comprende un cojinete de paso de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.
La presente invención divulga un cojinete de paso que comprende al menos dos anillos, estando adaptado para ser fijado cada uno de los al menos dos anillos a un componente de la turbina eólica, siendo un primer componente de la turbina eólica una pala y un segundo componente de la turbina eólica un buje, y comprendiendo adicionalmente al menos un refuerzo de cojinete fijado a al menos uno de los dos anillos.
La característica esencial de la invención es que el al menos un refuerzo del cojinete tiene una geometría específica para fortalecer las áreas más cargadas de dicho cojinete de paso mientras proporciona una variación de rigidez suave a lo largo de ella. El al menos un refuerzo del cojinete ayuda así a incrementar el ciclo de vida útil del cojinete de paso de la turbina eólica incrementando de modo óptimo la rigidez resultante del cojinete de paso.
Dicho refuerzo se une a al menos un anillo del cojinete de paso y tiene una dimensión longitudinal, que se mide en la dirección circunferencial del cojinete de paso; un ancho, que se mide en la dirección radial del cojinete de paso; y un grosor, que se mide a lo largo de la dirección axial del cojinete de paso.
El refuerzo se fija en el al menos uno de los dos anillos del cojinete de paso.
El al menos un refuerzo de cojinete comprende un grosor de refuerzo de cojinete que es variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso. Por ello, el refuerzo fortalece el cojinete de paso y permite una distribución de la rigidez más suave a lo largo de él.
De acuerdo a la invención, el al menos un refuerzo de cojinete está fijado en el al menos uno de los dos anillos del cojinete de paso de modo que, en uso, el al menos uno de los dos anillos está dispuesto, a lo largo de la dirección axial del cojinete de paso, entre el al menos un refuerzo de cojinete y el componente de la turbina eólica al que está fijado el al menos uno de los dos anillos.
De acuerdo a la invención, el al menos un refuerzo de cojinete comprende dos extremos y una parte central dispuesta entre los extremos en una dirección circunferencial del cojinete de paso en el que el grosor del refuerzo de cojinete del al menos un refuerzo del cojinete es variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso desde los extremos hacia la parte central del al menos un refuerzo de cojinete.
Preferentemente, el grosor del refuerzo del al menos un refuerzo de cojinete alcanza un grosor de refuerzo máximo en la parte central del al menos un refuerzo de cojinete.
También preferentemente, el grosor de refuerzo es variable de modo que se incrementa desde un grosor mínimo proporcionado en un área del refuerzo próxima a uno de sus extremos hacia el grosor de refuerzo máximo localizado en la parte central del al menos un refuerzo de cojinete.
En una realización, el grosor del refuerzo del cojinete del al menos un refuerzo de cojinete es variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso desde los extremos hacia la parte central del al menos un refuerzo de cojinete en una forma simétrica.
El al menos un refuerzo de cojinete está fijado a al menos uno de los dos anillos de modo que se localiza un grosor de refuerzo máximo coincidiendo con un área del cojinete de paso sometida a las mayores tensiones o deformaciones en el cojinete de paso, y por lo tanto en el que se necesita más fortalecimiento.
Las tensiones más altas pueden alcanzarse en un punto crítico del cojinete de paso pero se reducen generalmente cuando se alejan desde dicho punto crítico en una dirección circunferencial del cojinete de paso. La solución de la presente invención permite la reducción del grosor de refuerzo del cojinete en la dirección circunferencial del cojinete de paso desde el grosor de refuerzo máximo localizado coincidiendo con dicho punto crítico (o puntos, dado que pueden ser más de uno) hacia los extremos del al menos un refuerzo de cojinete. En consecuencia, el diseño del cojinete de paso puede tener un grosor reducido mientras aún consigue suficiente rigidez en las áreas más críticas por medio de la solución de la presente invención.
El grosor del refuerzo de cojinete puede ser variable en la dirección circunferencial del cojinete de paso en una forma continua en al menos una parte del al menos un refuerzo del cojinete o en una forma discontinua.
Generalmente, el al menos un refuerzo de cojinete está unido a al menos uno de los dos anillos por medio de tornillos. En caso de que los grosores de refuerzo de cojinetes sean variables en la dirección circunferencial del cojinete de paso en una forma continua, el cojinete o los cojinetes comprende rebajes en correspondencia con dichos tornillos para proporcionar una superficie plana para soportar las cabezas de los tornillos.
Sin embargo, en una realización preferida de la invención en donde dicha variación se realiza en una forma discontinua, el al menos un refuerzo de cojinete comprende al menos dos placas de refuerzo apiladas juntas.
Preferentemente, las placas de refuerzo apiladas son planas.
La presente realización que comprende al menos dos placas de refuerzo apiladas permite la obtención de una variación discontinua del grosor del refuerzo de cojinete proporcionando superficies planas en el al menos un refuerzo de cojinete para el soporte de las cabezas de tornillo de los tornillos, no necesitando los rebajes en el al menos un refuerzo de cojinete. Ventajosamente la manipulación de placas de refuerzo apiladas y su fabricación es más fácil. El peso del al menos un refuerzo de cojinete se divide dentro de las placas de refuerzo apiladas que lo componen y es fácil de operar con él y de montar.
En una realización preferida se apilan una pluralidad de placas de refuerzo apiladas, con diferentes dimensiones longitudinales y opcionalmente con diferentes grosores, para formar el al menos un refuerzo de cojinete. En esta realización, la variación del grosor del refuerzo se obtiene de acuerdo con diferentes combinaciones de placas de refuerzo apiladas. Esta variación se adapta a los requisitos del cojinete de paso.
En esta realización, el refuerzo de cojinetes se configura de tal manera que se proporciona un número mayor de placas de refuerzo apiladas dentro del área más crítica, disminuyendo el número de placas de refuerzo apiladas en áreas adyacentes. En esta forma, se consigue una rigidez suave a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso.
En algunas realizaciones preferidas del al menos un refuerzo de cojinete que comprende al menos dos placas de refuerzo apiladas, cada una de las al menos dos placas de refuerzo apiladas tiene una dimensión longitudinal diferente y se apila a lo largo de un sector angular diferente sobre al menos uno de los dos anillos al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete.
Preferentemente, una de las placas de refuerzo apiladas está más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete y en el que la dimensión longitudinal de la placa de refuerzo apilada más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete es mayor que la dimensión longitudinal de la al menos otra placa de refuerzo apilada de modo que se extiende a lo largo de un sector angular mayor sobre el al menos uno de los dos anillos a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete.
En una realización, las placas de refuerzo apiladas tienen sustancialmente el mismo grosor.
Opcionalmente, una de las placas de refuerzo apiladas está más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete y un grosor de la placa de refuerzo apilada más próxima a al menos uno de los dos anillos al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete es mayor que un grosor de la al menos otra placa de refuerzo apilada. Alternativamente, una de las placas de refuerzo apiladas está más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete y en el que un grosor de la placa de refuerzo apilada más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete es más pequeño que un grosor de la al menos otra placa de refuerzo apilada. La selección entre ambas alternativas se proporciona mediante el estudio de la transición de tensiones a lo largo de la dirección circunferencial del anillo al que está fijado el refuerzo de cojinete, de tal manera que si se ve en un punto crítico una alta concentración de tensiones, que se reducen abruptamente, puede seleccionarse la segunda alternativa.
La invención se refiere también a un aerogenerador de acuerdo a la reivindicación 18 que comprende un cojinete de paso de la turbina eólica, comprendiendo el cojinete de paso al menos dos anillos, fijado cada uno de los al menos dos anillos a un componente de la turbina eólica, siendo un primer componente de la turbina eólica una pala y un segundo componente de la turbina eólica un buje, y comprendiendo adicionalmente al menos un refuerzo de cojinete fijado a al menos uno de los dos anillos, en el que el al menos un refuerzo de cojinete comprende un grosor de refuerzo de cojinete que es variable a lo largo de una dirección circunferencial del cojinete de paso.
En una realización de la invención, un ancho del al menos un refuerzo de cojinetes es mayor que un ancho del al menos uno de los dos anillos a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete, de modo que el al menos un refuerzo de cojinete se proyecta a lo largo de la dirección radial más allá del límite del al menos uno de los dos anillos del cojinete de paso, para proporcionar un refuerzo extra. Alternativamente, el ancho del al menos un refuerzo de cojinete es sustancialmente igual a un ancho del al menos uno de los dos anillos a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete. En este caso el al menos un refuerzo de cojinete no se proyecta más allá del límite del al menos uno de los dos anillos del cojinete de paso, a lo largo de la dirección radial, para no interferir con la cobertura del buje.
En este caso, no es necesario modificar la estructura del buje.
Preferentemente, el cojinete de paso comprende un anillo exterior y un anillo interior.
También preferentemente, el al menos un refuerzo de cojinete está fijado al anillo exterior.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y para ayudar hacia una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferido de realización práctica de la misma, se adjunta una serie de dibujos como parte integral de dicha descripción en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1 muestra la localización de un cojinete de paso de la turbina eólica entre al menos una raíz de una pala de turbina eólica y al menos una conexión del buje. En la figura puede apreciarse la superficie de localización del cojinete de paso que no está en contacto con la raíz de la pala o con el buje.
La Figura 2 muestra un cojinete de paso de la presente invención con un refuerzo de cojinete fijado al anillo exterior.
La Figura 3a muestra una vista superior de un cojinete de paso en el que el refuerzo de cojinete tiene una variación de grosor continua en al menos parte de su dimensión longitudinal.
La Figura 3b es una vista en sección DD de la Figura 3a
Las Figuras 3c-d muestran detalles de realizaciones del refuerzo de cojinete que tiene una variación de grosor continua en al menos parte de su dimensión longitudinal.
La Figura 4 muestra una realización del refuerzo de cojinete en el que comprende una pluralidad de placas de refuerzo apiladas.
La Figura 5 muestra un cojinete de paso
Figure imgf000005_0001
que comprende dos refuerzos de cojinete colocados en oposición entre sí.
La Figura 6 muestra un cojinete de paso
Figure imgf000005_0002
que comprende un refuerzo de cojinete.
La Figura 7 muestra un cojinete de paso
Figure imgf000005_0003
que comprende una pluralidad de refuerzos de cojinete colocados juntos.
La Figura 8 muestra una realización en la que el refuerzo de cojinete comprende una pluralidad de placas de refuerzo apiladas que cubren sectores angulares decrecientes.
Realizaciones preferidas de la invención
La presente invención se refiere a una turbina eólica que comprende al menos un cojinete de paso (1) que comprende al menos dos anillos (4, 5), preferentemente un anillo exterior (4) y un anillo interior (5), fijado cada uno de los al menos dos anillos (4, 5) a un componente (2, 3) de la turbina eólica, siendo un primer componente de la turbina eólica una pala (2) y un segundo componente de la turbina eólica un buje (3), y que comprende adicionalmente al menos un refuerzo de cojinete (6) fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5).
La característica esencial de la turbina eólica de la invención es que comprende al menos un refuerzo de cojinete (6) que está fijado al menos a uno de los dos anillos (4, 5) del cojinete de paso (1), comprendiendo el al menos un refuerzo de cojinete (6) un grosor (RT) de refuerzo de cojinete que es variable lo largo de una dirección circunferencial del cojinete de paso (1).
Este refuerzo de cojinete (6) proporciona así al cojinete de paso (1) una variación de rigidez suave a lo largo de su dirección circunferencial.
Preferentemente, el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado en el al menos uno de los dos anillos (4, 5) del cojinete de paso (1) de modo que el al menos uno de los dos anillos (4, 5) se dispone entre el al menos un refuerzo de cojinete (6) y el componente (2, 3) de la turbina eólica al que está fijado el al menos uno de los dos anillos (4, 5). En una realización, el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado al anillo exterior (4) del cojinete de paso (1), que a su vez está fijado al buje (3), estando dispuesto el anillo exterior (4) entre el al menos un refuerzo de cojinete (6) y el buje (3).
En una realización, el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5) del cojinete de paso (1) sobre una superficie de localización diferente que la superficie del cojinete de paso (1) en contacto con la pala (2) o con el buje (3).
En una realización, el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5) del cojinete de paso (1) de modo que se dispone un componente intermedio entre al menos uno de los dos anillos (4, 5) a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6). En particular, en una realización de la invención, el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado al anillo interior (5) del cojinete de paso (1) que a su vez está fijado a la pala (2), de modo que se dispone una placa de paso configurada para accionar el cojinete de paso (1) entre el al menos un refuerzo de cojinete (6) y el anillo interior (5).
En una realización de la invención, el grosor (RT) del refuerzo de cojinete es variable en una forma continua en al menos parte de su dimensión longitudinal. Por lo tanto, la distribución de fuerzas en el cojinete de paso (1) disminuye en una forma continua. En otra realización preferida, el grosor (RT) de refuerzo del cojinete es variable de una forma discontinua, de modo que se proporcionan variaciones del grosor (RT) del refuerzo en forma de escalones a lo largo de la dimensión longitudinal del refuerzo de cojinete. En la figura 2, pueden verse el grosor (BT) del cojinete y la variación del grosor (RT) del refuerzo de cojinete. Como resultado de la variación del grosor del refuerzo, el grosor resultante, y por ello la rigidez resultante, del cojinete varía según se requiera para la distribución de tensiones.
En una realización adicional, el al menos un refuerzo de cojinete (6) puede tener una variación continua del grosor (RT) de refuerzo del cojinete de al menos parte del refuerzo del cojinete (6) en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1).
Preferentemente, el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende una parte central plana definida en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1).
En una realización, la longitud de la parte central plana del al menos un refuerzo de cojinete (6) es similar a la dimensión longitudinal del al menos un refuerzo de cojinete (6) medida en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1), tal como puede verse en las Figuras 2 o 4.
En una realización de la invención, el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5) de modo que el grosor (RT) máximo del refuerzo de cojinete se localiza coincidiendo con un área del cojinete de paso (1) sometida a las tensiones o deformaciones más altas. Algunos ejemplos de estas realizaciones pueden verse en las Figuras 5 a 7.
Si el al menos un refuerzo de cojinete (6) tiene una variación continua del grosor (RT) del refuerzo de cojinete en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1) (similar a una cuña y por ello denominado refuerzo de cuña), dado que el al menos un refuerzo de cojinete (6) está unido en el al menos uno de los dos anillos (4, 5) mediante tornillos (8) normalmente paralelos al eje del cojinete (y por ello no perpendiculares a la superficie de refuerzo, al menos en parte de ella), ha de hallarse una solución especial dado que a prior no hay una superficie plana perpendicular a los tomillos y por ello las cabezas de los tornillos no se adaptan apropiadamente a la superficie de soporte.
Una posible realización de la presente invención, mostrada en la Figura 3c, resuelve el problema anteriormente descrito proporcionando el al menos un refuerzo de cojinete (6) con un rebaje (11) en correspondencia con cada orificio de tornillo para proporcionar una superficie de soporte plana para las cabezas de los tornillos (8).
Otra solución se muestra en la figura 3d. En este caso, hay al menos una contra-cuña (9) sobre la superficie superior del refuerzo de cojinete (6) con una variación de grosor continua para obtener un soporte plano para la cabeza del tornillo (8).
En una realización preferida, el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende una superficie plana dispuesta en contacto con al menos uno de los dos anillos (4, 5), por ejemplo, en contacto con el anillo exterior (4), y una superficie plana opuesta oblicua a la superficie dispuesta en contacto con el anillo exterior (4), de modo que el grosor (RT) del refuerzo de cojinete varía con una pendiente constante hacia la parte central plana en donde se alcanza el grosor máximo de refuerzo del cojinete del refuerzo de cojinete (6). En dicho caso, las contra-cuñas tienen preferentemente una superficie con la misma pendiente que la superficie en oposición plana oblicua a la superficie dispuesta en contacto con el anillo exterior y una superficie plana perpendicular al eje de los tornillos. En una realización de ejemplo de la invención, se usa una pluralidad de contra-cuñas (9) en la forma de arandelas, en correspondencia con cada orificio de tornillo.
En la figura 4 puede apreciarse una realización preferida del refuerzo de cojinete (6). Preferentemente, el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende al menos dos placas de refuerzo (10) apiladas de modo que el grosor (RT) del refuerzo de cojinete resultante sea variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso (1), es decir no constante. En este caso, el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende una pluralidad de placas de refuerzo (10) apiladas.
En una realización, el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende al menos dos placas de refuerzo (10) apiladas cada una teniendo una dimensión longitudinal diferente que se extiende a lo largo del sector angular diferente sobre el cojinete de paso (1).
En la figura 8 se representa un refuerzo de cojinete (6) que comprende una pluralidad de placas de refuerzo (10) apiladas. Como puede verse en la figura 8, esas placas de refuerzo (10) apiladas tienen diferentes dimensiones longitudinales, extendiéndose por ello a través de sectores angulares de diferentes tamaños.
Preferentemente, una de las placas de refuerzo (10) apiladas está en contacto con uno de los dos anillos (4, 5) del cojinete de paso (1) y la dimensión longitudinal de la placa de refuerzo (10) apilada en contacto con uno de los dos anillos (4, 5) del cojinete de paso (1) es mayor que la dimensión longitudinal de la al menos otra placa de refuerzo (10) apilada de modo que se extiende a lo largo de un sector angular mayor sobre el cojinete de paso (1). Esta realización permite una transición de rigidez gradual a lo largo de la dirección circunferencial del refuerzo de cojinete (6), pero proporcionando una solución efectiva en coste, dado que puede conseguirse mediante placas planas, más baratas de fabricar que el refuerzo en cuña. En las figuras 5 y 6 se representan dos posibles realizaciones del refuerzo de cojinete (6) que comprende placas de refuerzo (10) apiladas con esta configuración.
En la figura 8, el refuerzo del cojinete (6) comprende una pluralidad de placas de refuerzo (10) apiladas que cubren sectores angulares decrecientes del al menos uno de los dos anillos (4, 5), en este caso, el anillo exterior (4) del cojinete de paso (1). En esa figura, puede apreciarse un ejemplo en el que la placa de refuerzo (10) apilada más grande corresponde a un sector angular de 60°. En la misma figura se han representado otras placas de refuerzo (10) apiladas como por ejemplo la que corresponde a un sector angular de 35°, estando ésta apilada sobre la mayor placa de refuerzo (10) apilada.
Esta realización permite tener una rigidez más alta en la zona crítica. En los extremos del refuerzo de cojinete (6) solo se apilan unas pocas placas de refuerzo (10), proporcionado por ello en ellos un grosor (RT) mínimo del refuerzo de cojinete, para una transición de rigidez suave desde el área del anillo exterior (4) sin el refuerzo de cojinete (6). Por ejemplo, en esta realización, justamente se extienden dos placas de refuerzo (10) apiladas sobre toda la longitud del refuerzo de cojinete (6) mientras que se extienden cuatro placas de refuerzo (10) apiladas en la parte central, consiguiendo por ello ahí el máximo grosor.
En una realización de ejemplo de la invención, el grosor (RT) del refuerzo de cojinete es variable desde sus extremos hacia su centro a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso (1). El grosor (RT) del refuerzo de cojinete puede ser mayor en el centro. También, la variación del grosor (RT) del refuerzo de cojinete puede ser simétrica.
T ambién, en una realización, las placas de refuerzo (10) apiladas pueden tener el mismo grosor, como por ejemplo en la realización de la figura 4. En dicha figura pueden apreciarse diferentes secciones transversales de dicho refuerzo de cojinete (6) (secciones AA, BB, CC). Dichas diferentes secciones transversales son variables en altura en una forma discontinua desde los extremos al centro en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1), es decir el refuerzo de cojinete (6) tiene un grosor (RT) variable de refuerzo del cojinete.
En una realización de la invención, mostrada en la figura 5, el cojinete de paso (1) es un cojinete de elementos de rodadura, preferentemente un cojinete de bolas o un cojinete de rodillos, y el refuerzo de cojinete (6) está colocado en una sección de uno de los dos anillos (4, 5) próximo a la posición de un orificio para la inserción del elemento de rodadura.
En un cojinete de elementos de rodadura de doble pista (con una primera pista más próxima a la pala (2) y una segunda pista más próxima al buje (3)) hay dos orificios para la inserción de los elementos de rodadura en el anillo exterior (4) del cojinete de paso (1), que se colocan en oposición entre sí. En estos casos, la turbina eólica comprende el menos dos refuerzos de cojinete (6) que se colocan próximos a estos orificios del cojinete de paso (1). Particularmente los al menos dos refuerzos de cojinete (6) están centrados en la sección de introducción de los elementos de rodadura en el cojinete de paso (1).
Como puede verse en dicha figura 5, las posiciones para la introducción de los elementos de rodadura se considera que están a 90° y 270°. Los 0° se han seleccionado para el punto de la sección del cojinete de paso (1) que está más próxima al árbol principal de la turbina eólica y 180° es la sección del cojinete más próxima a la nariz de la turbina eólica.
En una realización alternativa mostrada en la figura 6 hay solo un refuerzo de cojinete (6) colocado en un ángulo de 55°. En otro ejemplo, se han proporcionado refuerzos de cojinete (6) colocados a 55° y 235° respectivamente.
Los refuerzos de cojinete (6) pueden colocarse también en otras secciones críticas del cojinete de paso (1) como por ejemplo sobre un sector colocado entre las posiciones a 90° y 180°. En la figura 7 puede mostrarse una realización en la que el cojinete de paso (1) se refuerza con una pluralidad de refuerzos de cojinete (6) próximos entre sí.
En una realización preferida la relación entre el grosor (RT) máximo del refuerzo de cojinete y el grosor (BT) del cojinete es al menos del 15 %, más preferentemente al menos del 25 %.
Otra característica preferente es que un ancho del al menos un refuerzo de cojinete (6) es sustancialmente igual a un ancho del al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6).
En otra realización, el anillo exterior (4) está fijado al buje (3), en el que el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a una superficie plana del anillo exterior (4) opuesta a la superficie plana más próxima al buje (3).
Consecuentemente, la turbina eólica propuesta comprende al menos un refuerzo de cojinete (6) que permite la transferencia de las tensiones del cojinete de paso (1) en una forma incluso más suave que los cojinetes de paso (1) del estado de la técnica.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. - Cojinete de paso (1) que comprende al menos dos anillos (4, 5), estando adaptado para ser fijado cada uno de los al menos dos anillos (4, 5) a un componente (2, 3) de la turbina eólica, siendo un primer componente de la turbina eólica una pala (2) y un segundo componente de la turbina eólica un buje (3), y comprendiendo adicionalmente al menos un refuerzo de cojinete (6) fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5);
donde el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende un grosor (RT) de refuerzo de cojinete que es variable a lo largo de una dirección circunferencial del cojinete de paso (1),
donde el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende dos extremos y una parte central dispuesta entre los extremos en una dirección circunferencial del cojinete de paso (1) en el que el grosor (RT) del refuerzo de cojinete del al menos un refuerzo de cojinete (6) es variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso (1) desde los extremos hacia la parte central del al menos un refuerzo de cojinete (6),
caracterizado porque el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5) de modo que, en uso, el al menos uno de los dos anillos (4, 5) está dispuesto, a lo largo de la dirección axial del cojinete de paso (1), entre el al menos un refuerzo de cojinete (6) y el componente (2, 3) de la turbina eólica al que está fijado el al menos uno de los dos anillos (4, 5).
2. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el grosor (RT) de refuerzo del cojinete del al menos un refuerzo de cojinete (6) alcanza un grosor de refuerzo máximo en la parte central del al menos un refuerzo de cojinete (6).
3. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque el grosor (RT) de refuerzo de cojinete del al menos un refuerzo de cojinete (6) es variable a lo largo de la dirección circunferencial del cojinete de paso (1) desde los extremos hacia la parte central del al menos un refuerzo de cojinete (6) en una forma simétrica.
4. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a al menos uno de los dos anillos (4, 5) de modo que se localiza un grosor (RT) de refuerzo máximo coincidiendo con un área del cojinete de paso (1) sometida a las mayores tensiones o deformaciones en el cojinete de paso (1).
5. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el grosor (RT) del refuerzo de cojinete es variable en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1) en una forma continua en al menos una parte del al menos un refuerzo del cojinete (6).
6. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende rebajes (11) en correspondencia con dichos tornillos (8) para proporcionar una superficie plana para soportar las cabezas de los tornillos.
7. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el al menos un grosor (RT) del refuerzo de cojinete es variable en la dirección circunferencial del cojinete de paso (1) en una forma discontinua.
8. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque el al menos un refuerzo de cojinete (6) comprende al menos dos placas de refuerzo (10) apiladas.
9. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 8 caracterizado porque cada una de las al menos dos placas de refuerzo (10) apiladas tiene una dimensión longitudinal diferente y se apila a lo largo de un sector angular diferente sobre el al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6).
10. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque una de las placas de refuerzo (10) apiladas está más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos (4, 5) a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6) y en el que la dimensión longitudinal de la placa de refuerzo (10) apilada más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6) es mayor que la dimensión longitudinal de la al menos otra placa de refuerzo (10) apilada de modo que se extiende a lo largo de un sector angular mayor sobre el al menos uno de los dos anillos (4, 5) a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6).
11. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque una de las placas de refuerzo (10) apiladas está más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6) y en el que un grosor de la placa de refuerzo apilada (10) más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6) es mayor que un grosor de la al menos otra placa de refuerzo (10) apilada.
12. Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque una de las placas de refuerzo (10) apiladas está más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6) y en el que un grosor de la placa de refuerzo (10) apilada más próxima hacia el al menos uno de los dos anillos (4, 5) al que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6) es más pequeño que un grosor de la al menos otra placa de refuerzo (10) apilada.
13. - Cojinete de paso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 caracterizado porque las placas de refuerzo (10) apiladas tienen sustancialmente el mismo grosor.
14. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque un ancho del al menos un refuerzo de cojinete (6) es sustancialmente igual a un ancho del al menos uno de los dos anillos (4, 5) a los que está fijado el al menos un refuerzo de cojinete (6).
15. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 14 caracterizado porque el cojinete de paso (1) es un cojinete de elementos de rodadura y el al menos un refuerzo de cojinete (6) está localizado coincidiendo con un área del cojinete de paso (1) próxima a la posición de un orificio para la inserción del elemento de rodadura.
16. - Cojinete de paso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 15 caracterizado porque comprende un anillo exterior (4) y un anillo interior (5), en el que el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado al anillo exterior (4).
17. - Cojinete de paso de acuerdo con la reivindicación 16 caracterizado porque el anillo exterior (4) está fijado al buje (3), en el que el al menos un refuerzo de cojinete (6) está fijado a una superficie plana del anillo exterior (4) opuesta a una superficie plana más próxima al buje (3).
18. - Aerogenerador caracterizado porque comprende un cojinete de paso de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.
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