ES3056704T3 - Drive rod support assembly with torque support and industrial gear equipped therewith, and method for adjusting a drive rod support assembly and use - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un conjunto de montaje de tren de potencia para transmisiones industriales, en particular para un rotor de turbina eólica de doble montaje o de par. Este conjunto comprende un soporte, soportado o susceptible de ser soportado, en una primera carcasa para un eje del tren de potencia, un componente de transmisión rodeado por una segunda carcasa y acoplado al eje, y un soporte de par que contrarresta al menos un par gravitacional que actúa sobre el eje mediante el componente de transmisión; en donde el soporte de par se soporta o se fija a la (primera) carcasa del soporte del eje. La invención también se refiere a los métodos o tipos de montaje y sus usos correspondientes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Disposición de cojinetes de tren motriz con soporte de momento y transmisión industrial equipada con el mismo, así como procedimiento para ajustar una disposición de cojinetes de tren motriz y uso

[0003] Campo técnico

[0004] La invención se refiere a una turbina eólica con una transmisión industrial que presenta un cojinete soportado en una primera carcasa para un árbol del tren motriz y un componente de transmisión rodeado por una segunda carcasa y acoplado al árbol y un soporte de momento, contrarrestando el soporte de momento al menos un momento que actúa sobre el árbol causado por la gravedad en la parte del componente de transmisión; la invención también se refiere a un tren motriz y una transmisión industrial con tal cojinete.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] En el caso de trenes motrices en los que están interconectados componentes relativamente masivos y de gran tamaño, actúan fuerzas elevadas ya solo por las fuerzas de peso, que también pueden tener un efecto muy dinámico sobre el tren motriz y los correspondientes componentes de cojinete. En función de la dinámica y la dimensión de carga, puede ser necesario dar soporte a componentes individuales contra la gravedad y/o asegurarlos contra picos de carga dinámicos excesivos. En las turbinas eólicas, por ejemplo, las fuerzas y pares dinámicos son particularmente relevantes debido a las condiciones de funcionamiento y meteorológicas, que no se pueden predecir con precisión, y ejercen una presión considerable sobre los componentes, que están diseñados para una larga vida útil, especialmente en el caso de instalaciones marinas. En este sentido, es deseable una mejora de las condiciones existentes y de las posibilidades para minimizar las fuerzas y los momentos que suponen una carga estructural.

[0007] También se presta atención en particular a los momentos que pueden inducir la llamada fatiga por flexión rotatoria para algunas aplicaciones: Si el tren motriz es solicitado estáticamente por un lado por grandes masas con un alto efecto de palanca (por ejemplo, adicionalmente a los eventos dinámicos del viento), esto conduce a una carga dinámica o solicitación cíclica de los componentes rotatorios, por ejemplo, el árbol del rotor, un portasatélites, en particular de una primera etapa de transmisión, y/o elementos de conexión rotatorios, por ejemplo, en realización embridada, por un rotor de una turbina eólica con un diámetro muy grande y que, dado el caso, también rota a una frecuencia/velocidad de rotación más bien desfavorable, esto puede tener efectos muy graves en la estructura y el soporte de máquina y en toda la disposición, incluidos los cojinetes y cualesquiera acoplamientos. Por lo tanto, existe un gran interés en poder minimizar estos momentos de flexión rotatoria, en particular en relación con el aumento de las potencias de las instalaciones y de los pesos de los componentes.

[0008] Hasta ahora, los componentes afectados se han sobredimensionado correspondientemente, principalmente en términos de costes y materiales, en particular sobre la base de factores de seguridad relativamente elevados. En el pasado, los componentes particularmente pesados o voluminosos o los componentes especialmente sobresalientes del tren motriz solían apoyarse en la dirección del soporte de máquina (base), en particular en la zona de un generador situado detrás de un/el componente de transmisión más alejado del rotor (unidad de soporte del momento de torsión o soporte de la fuerza del peso con acoplamiento a la base).

[0009] El documento US 2016/061191 A1 describe un acoplamiento tipo garra para trenes motrices de turbinas eólicas en la interfaz entre un lado frontal de la rueda dentada interior planetaria y una brida de árbol apoyado contra una base, estando previstos amortiguadores de vibraciones en los flancos de garra. El documento EP 2630 372 A1 muestra una disposición con un cojinete de rotor y una carcasa de transmisión rígidamente acoplada a él. Las piezas giratorias, concretamente, el árbol de rotor y el árbol de entrada de la transmisión, están conectadas entre sí mediante un acoplamiento flexible.

[0010] Por ello, se necesitan medidas optimizadas para soportar el momento de torsión o el peso de los componentes del tren motriz, por ejemplo, la etapa de transmisión y/o el generador, en particular también en los trenes motrices para turbinas eólicas.

[0011] Sumario de la invención

[0012] Es objetivo de la presente invención mostrar medidas que permitan mejorar el par de torsión o el soporte de la fuerza de peso de componentes de trenes motrices relativamente masivos y pesados, en particular de la etapa de transmisión y/o el generador, en particular también en trenes motrices para turbinas eólicas.

[0013] El objetivo se resuelve mediante una turbina eólica con una transmisión industrial con las características de la reivindicación 1, y mediante un procedimiento según las características de la reivindicación de procedimiento.

[0014] Realizaciones preferentes se indican en las reivindicaciones subordinadas y en la descripción que sigue, que pueden representar respectivamente de manera individual o en combinación entre sí un aspecto de la invención. Si una característica se representa en combinación con otra característica, esto tan solo sirve para simplificar la descripción de la invención y de ninguna manera significa que esta característica no pueda ser un perfeccionamiento de la invención sin la otra característica.

[0016] Un aspecto de la invención se refiere a un cojinete para trenes motrices en relación con trenes motrices sobre los que actúa un momento dinámico y relativamente grande, en particular también un par de desenganche. A este respecto, se prevé una disposición de cojinetes de tren motriz para transmisiones industriales, en particular para un rotor de doble cojinete o cojinete de par de una turbina eólica, que presenta: un cojinete apoyado o que se puede apoyar en una primera carcasa (en particular con dos puntos de apoyo desplazados axialmente) para un árbol del tren motriz y un componente de transmisión con una etapa de engranaje planetario rodeada por una segunda carcasa y acoplada al árbol,

[0018] De acuerdo con la invención, se propone prever un soporte de momento que contrarreste un par (de desenganche) inducido por la gravedad que actúe sobre el árbol por parte del componente de transmisión (en particular un momento o una flexión rotatoria resultante de una combinación transmisión-generador); estando fijado el soporte de momento a la (primera) carcasa del cojinete del árbol. Esto permite reducir considerablemente las cargas estáticas y dinámicas ejercidas sobre el tren motriz o sobre los componentes conectados entre sí de manera resistente al giro (árbol, transmisión, acoplamientos). Por ejemplo, en una turbina eólica con un árbol de rotor de doble cojinete o de cojinete de par y una transmisión y un generador conectados a este, la flexión rotatoria resultante del peso de la combinación transmisión-generador puede reducirse notablemente. También se ofrecen ventajas en términos de diseño, en particular en lo que respecta a los requisitos de rigidez y tamaño de un soporte de máquina.

[0020] El peso de la transmisión y, dado el caso, de un generador embridado a la carcasa de la transmisión suele suponer una carga para el árbol de rotor, los cojinetes del rotor, los componentes de la transmisión (en particular también un portasatélites de una primera etapa de la transmisión y su cojinete portasatélites) y cualquier posible conexión de brida entre la transmisión y el generador. A este respecto, se produce la denominada flexión rotatoria en los elementos giratorios, que debe tenerse en cuenta en el dimensionamiento y el diseño de la estructura global. Ante estos antecedentes, la presente invención permite reducir significativamente la solicitación de flexión rotatoria y, al mismo tiempo, reducir también la inclinación en la transmisión, en particular en una/la primera etapa planetaria. Esto también puede mejorar el comportamiento de carga de los dientes de la transmisión. Por lo tanto, la reducción de las solicitaciones estructurales que puede lograrse de acuerdo con la invención también puede ir acompañada de una reducción del desgaste.

[0022] La presente invención también permite a este respecto una realimentación de fuerza optimizada con efectos negativos relativamente bajos de las diferentes deformaciones en/sobre el soporte de máquina y en/sobre la transmisión, en particular gracias tanto al soporte del par de torsión de la transmisión como de las fuerzas de palanca del peso mediante el soporte del momento a través de la carcasa de cojinete de rotor. En las turbinas eólicas, por ejemplo, los momentos de cabeceo de las cargas de viento que actúan sobre el rotor y el árbol de rotor también se pueden absorber de forma optimizada si la alineación del árbol y de cualquier otro componente del tren motriz se altera al menos ligeramente, por ejemplo, mediante un rotor ligeramente inclinado; en particular, estos momentos de cabeceo ya no necesitan ser transferidos a través del soporte de máquina como antes, de tal modo que tampoco es necesario absorber cargas adicionales en la estructura de soporte. Por el contrario, la presente invención también permite al menos una pequeña tolerancia de movimiento, dependiendo del tipo de soporte en la primera carcasa. La presente invención puede ser implementada ventajosamente con diferentes tipos de trenes motrices, en particular con pares de cabeceo relativamente grandes. Como aplicación puramente a modo de ejemplo puede mencionarse un tren motriz con reductores planetarios montados en ejes, en particular para prensas de rodillos.

[0024] Las transmisiones utilizadas hasta la fecha solían apoyarse hacia abajo, en dirección a la base/soporte de máquina. Hasta ahora, los momentos de flexión rotatoria y los momentos de cabeceo se absorbían a menudo sobre la base de un sobredimensionamiento de los elementos de máquina afectados (en particular, el árbol de rotor, los cojinetes de rotor, la etapa de transmisión, por ejemplo, que comprende portasatélites, los cojinetes de portasatélites, así como las bridas de la transmisión y del generador). Con esta manera de proceder, sin embargo, las desventajas en términos de costes y peso son considerables y, por ejemplo, en el caso de las turbinas eólicas, la desventaja de peso también puede tener un efecto muy desventajoso en otros componentes de la instalación como, por ejemplo, la torre de la turbina eólica, que debe diseñarse con una capacidad de carga correspondientemente mayor. Para cumplir mejor estos requisitos, ya se ha utilizado también un soporte de peso entre el generador y el soporte de máquina. Sin embargo, una desventaja en este sentido es que la estructura de soporte por debajo del generador no suele estar diseñada para ello y pueden producirse sobrecargas adicionales en caso de un rápido movimiento de cabeceo del tren motriz; esto también supone un esfuerzo adicional para las conexiones de brida entre la transmisión y el generador.

[0025] Por el contrario, de acuerdo con la invención se aprovecha el conocimiento de que el flujo de fuerza también puede ser absorbido y derivado a través de la carcasa de cojinete de rotor; a este respecto, opcionalmente, la etapa de transmisión con generador también puede estar dispuesta de manera "flotante" (en particular, flotando libremente en el espacio por un lado), a la manera de un extremo libre del tren motriz que esté sujeto a cierta tolerancia de movimiento, es decir, que también puede/podría realizar, por ejemplo, una cantidad máxima predefinida de un movimiento de cabeceo junto con el rotor o el árbol; de esta manera, se puede garantizar opcionalmente un grado considerable de libertad de movimiento en varias direcciones espaciales, dependiendo de la aplicación y de la rigidez deseada o requerida del tren motriz; en función de la rigidez deseada, a este respecto el apoyo sobre la carcasa de cojinete de rotor también puede diseñarse individualmente con respecto a las direcciones de movimiento individuales, por ejemplo, con respecto a la tolerancia de movimiento en términos de cantidad, pretensado, amortiguación (en particular mediante cojinetes de elastómero) o similares. A este respecto, también se puede prever un desacoplamiento de las vibraciones, en particular en la interfaz entre la primera y la segunda carcasa. También es relevante, por ejemplo, en relación con influencias externas muy dinámicas en las turbinas eólicas (viento/meteorología, ajuste de las palas de rotor o cambios similares en el sistema/estado de funcionamiento), que la invención también permite un procedimiento de montaje muy sostenible y eficiente en cuanto a material, que también es adecuado para un tipo de construcción fina y optimizada en peso.

[0026] A este respecto, el soporte de momento puede distribuirse por la circunferencia de la carcasa de cojinete de rotor, por ejemplo, con un apoyo o más, en particular en secciones perimetrales individuales. El tipo y la forma de apoyo que resulten particularmente ventajosos en cada caso pueden ser seleccionados a este respecto por el experto en función de los demás componentes del respectivo tren motriz, en particular también sobre la base de la presente divulgación. En lo sucesivo, "axial" debe entenderse en particular como una alineación de acuerdo con la extensión del árbol o de otro componente del tren motriz acoplado de manera alineada axialmente al mismo, pudiendo ser una alineación "axial" también al menos aproximadamente una alineación horizontal en función de la inclinación del tren motriz, en particular en una extensión entre el rotor o cubo, por un lado, y el componente de transmisión o generador, por el otro. De acuerdo con un diseño, el tren motriz descrito en este caso está limitado, por un lado, por el rotor y, por el otro lado, por el componente de transmisión o un/el generador (opcionalmente acoplado directamente a la transmisión). Cuando se utiliza el término "cojinete de rotor", también puede referirse a otras disposiciones de cojinete de árbol como sinónimos; el término "cojinete de rotor" se ha elegido en este caso para ilustrar que el montaje se efectúa en la sección del árbol en la que se soportan las fuerzas y los pares ejercidos por un rotor sobre el árbol. El cojinete de rotor de las turbinas eólicas, por ejemplo, es relativamente robusto, resistente y de dimensiones voluminosas, en particular porque el rotor puede presentar un diámetro de muchos metros (incluso más de 100 m o incluso 200 m) y, por lo tanto, pueden ser la causa de solicitaciones/pares muy elevados.

[0027] Los términos personalizados, en la medida en que no se formulen de forma neutra en el presente documento, pueden referirse a todos los géneros en el marco de la presente divulgación. Todos los términos o abreviaturas en inglés utilizados en el presente documento son en cada caso términos estándar del sector y el experto está familiarizado con ellos en lengua inglesa. Los términos en alemán utilizados como sinónimos pueden indicarse en el presente caso (entre paréntesis) para completar el texto, o viceversa.

[0028] Si, de acuerdo con la presente divulgación, se toma como base una dirección vertical o la dirección de la gravedad, esta se alinea con un ángulo de al menos aproximadamente 90° (dependiendo de la inclinación del árbol o de un/el rotor) con respecto a la dirección axial del tren motriz o a su posición de instalación prevista (líneas centrales o el eje de rotación del respectivo componente de transmisión o del árbol de potencia en dirección horizontal o ligeramente inclinado al respecto).

[0029] De acuerdo con la presente divulgación, cuando se habla de un engranaje planetario, puede hacerse referencia tanto a las etapas de engranaje planetario en general como a engranajes planetarios rectos.

[0030] De acuerdo con la presente divulgación, debe entenderse a este respecto por par de desenganche el momento que resulta de la fuerza de peso de la transmisión y, dado el caso, también de la fuerza de peso del generador multiplicada por el brazo de palanca hasta el punto de apoyo/rotación en el cojinete del portasatélites o en una interfaz entre la transmisión y el árbol de rotor (así como las cargas dinámicas que se producen durante el funcionamiento de manera correspondientemente complementaria).

[0031] Se ha puesto de manifiesto que la presente invención es útil en particular en relación con engranajes planetarios o etapas de engranaje planetario instaladas, en particular si también se instala un generador con la transmisión, con un solo eje o de manera alineada. No obstante, las ventajas descritas en este caso también pueden realizarse en trenes motrices con otros tipos o etapas de transmisión.

[0032] De acuerdo con un ejemplo de realización, la al menos una unidad ajustable genera un primer par de fuerzas F1 esencialmente alineadas axialmente alrededor del centro axial del tren motriz en al menos una pareja de posiciones circunferenciales, en particular a las 06 y a las 12 horas y/o a las 03 y a las 09 horas, en particular un par de fuerzas F1 dirigidas contra pares de desenganche y/o momentos de guiñada.

[0033] De acuerdo con un ejemplo de realización, la al menos una unidad ajustable genera un segundo par de fuerzas generadoras de par F2 esencialmente alineadas radial/tangencialmente que actúan ortogonalmente al centro axial del tren motriz en al menos una pareja de posiciones circunferenciales, en particular a las 03 y 09 horas y/o a las 06 y 12 horas, en particular un par de fuerzas F2 dirigidas contra pares de torsión alrededor del árbol. Expresado de otro modo: la al menos una unidad ajustable está dispuesta en al menos una pareja de posiciones circunferenciales para generar un par contrario en torno al correspondiente eje espacial.

[0034] De acuerdo con un ejemplo de realización, la al menos una unidad ajustable asegura la amortiguación de vibraciones o el desacoplamiento de vibraciones en al menos dos posiciones circunferenciales opuestas en al menos una sección de acoplamiento entre elementos de acoplamiento que interactúan, en particular mediante al menos una unidad de pretensado por posición circunferencial.

[0035] De acuerdo con un ejemplo de realización, la al menos una unidad ajustable está instalada en al menos dos posiciones circunferenciales predefinidas opuestas, en particular al menos en las posiciones circunferenciales equivalentes a las 06 y 12 horas y/o a las 03 y 09 horas, actuando de forma elástica y/o amortiguadora entre los tirantes o anclajes de tracción/compresión en cada caso de la carcasa de transmisión y la carcasa de cojinete de rotor. Las respectivas posiciones circunferenciales opuestas también pueden seleccionarse a este respecto en función de las condiciones de carga imperantes y, por ejemplo, escalarse en número y tamaño.

[0036] De acuerdo con un ejemplo de realización, la disposición de cojinetes de tren motriz comprende una pluralidad de unidades ajustables por medio de las cuales se proporcionan pares de fuerzas de reacción alrededor de los tres ejes de torsión o actuando tridimensionalmente alrededor de las tres direcciones espaciales y, opcionalmente, también pueden ajustarse activamente. Esto también proporciona una amortiguación particularmente eficaz.

[0037] De acuerdo con un ejemplo de realización, el soporte de momento se apoya exclusivamente en la primera carcasa o en la carcasa de cojinete del árbol, independientemente de cualquier conexión a un soporte de máquina o base similar dispuesta por debajo del tren motriz o por debajo de la disposición de cojinete de tren motriz. Esto también permite una tolerancia de movimiento sin que el soporte de máquina tenga que ser previsto con una longitud axial relativamente grande y/o con un diseño relativamente robusto.

[0038] De acuerdo con un ejemplo de realización, el soporte de momento se apoya en puntos/áreas de apoyo dispuestas a lo largo de un diámetro de conexión exterior entre la primera y la segunda carcasa en la (primera) carcasa del cojinete del árbol, en particular en al menos cuatro secciones circunferenciales o completamente en la primera carcasa, en particular con distribución rotacionalmente simétrica de los puntos/áreas de apoyo en todo el perímetro. Esto también permite optimizar la transmisión de fuerzas y momentos, con gran independencia de su dirección de acción.

[0039] De acuerdo con un ejemplo de realización, la primera y/o la segunda carcasa proporcionan al menos parcialmente al menos un elemento de acoplamiento (garra, leva, pasador, nervio o prolongación similar, en particular también en dirección radial y/o tangencial o en dirección circunferencial) para el apoyo recíproco de las carcasas entre sí, en particular en un diseño integral de una sola pieza en una superficie envolvente exterior de la respectiva carcasa. Esto también proporciona una buena robustez. Con una distribución equitativa de los elementos de acoplamiento en la dirección circunferencial, el apoyo también puede garantizarse en gran medida a este respecto independientemente de la dirección momentánea de la acción de la fuerza o el par.

[0040] El soporte de momento presenta al menos una unidad ajustable, en particular una unidad que puede ajustarse en términos de fuerza (cantidad) y/o dirección de acción y/o punto/área de aplicación de la fuerza. Esto también favorece la individualización del tipo y el modo del apoyo, por ejemplo, en lo que respecta a una regulación en función del estado de funcionamiento.

[0041] La unidad ajustable puede ser ajustable, por ejemplo, con respecto a una fuerza de pretensado (en particular fuerza de resorte o fuerza hidráulica) y/o con respecto a una fuerza de regulación activa (contrafuerza) como reacción a fuerzas y pares momentáneos detectados por sensor. La correspondiente instalación de sensor se prevé, por ejemplo, en la zona de la respectiva interfaz en superficies de contacto frontales y/o radiales. A este respecto, la presente invención también proporciona un concepto para la aplicación activa de fuerza, en particular en respuesta a las fuerzas/pares que actúan momentáneamente sobre el tren motriz, por ejemplo, en función de las condiciones de viento/meteorología imperantes en ese momento en las turbinas eólicas marinas.

[0042] De acuerdo con un ejemplo de realización, el soporte de momento, en particular una/la al menos una unidad ajustable del soporte de momento, se prevé en una zona superior y/o en una zona inferior de una interfaz entre las carcasas. Esta disposición también ofrece la ventaja de que se puede aplicar una fuerza de enderezamiento y/o apoyo en cada caso a secciones circunferenciales específicas. Con respecto a la fuerza de enderezamiento descrita en el presente caso, debido al ventajoso brazo de palanca asociado, se prevé un punto de aplicación de fuerza en la parte inferior y superior del correspondiente diámetro de conexión en la carcasa o incluso más radialmente hacia fuera en lengüetas o pasadores especialmente previstos para ello o elementos de palanca similares.

[0043] Por ejemplo, la fuerza se transmite con respecto a la fuerza de enderezamiento deseada (esencialmente horizontal) en un rango de ángulo circunferencial de al menos dos veces al menos 30° y/o en combinación con una fuerza de apoyo dado el caso deseada o posiblemente solo pretendida muy localmente (esencialmente vertical) en un rango de ángulo circunferencial de al menos cuatro veces 20°. Sin embargo, dependiendo del número y diseño de las secciones de transmisión de fuerza, puede ser suficiente un elemento más corto o más estrecho, por ejemplo, en un segmento circunferencial en un ángulo de solo 10°.

[0044] De acuerdo con un ejemplo de realización, el soporte de momento, en particular la al menos una unidad ajustable, está conectada diagonalmente, en particular de tal manera que la compensación hidráulica o mecánica es relativamente (más) blanda en la dirección axial y relativamente (más) rígida en la dirección de inclinación. Esto también favorece una buena solución intermedia entre un apoyo eficaz y la compensación de tolerancias de posición potencialmente deseadas, en particular en relación con tolerancias de fabricación, holgura de cojinete de rotor o la comprensibilidad del cojinete de rotor en dirección axial.

[0045] La al menos una unidad ajustable o el al menos un elemento ajustable de la misma pueden estar conectados diagonalmente de tal manera que la compensación hidráulica o mecánica sea relativamente (más) blanda en la dirección axial del eje de rotación y relativamente (más) rígida en la dirección de inclinación, en particular de tal manera que en la dirección de inclinación la compensación hidráulica o mecánica esté diseñada para ser (más) blanda o (más) rígida o con mayor o menor amortiguación de las vibraciones en función de la dirección. Esto también proporciona un comportamiento operativo favorable.

[0046] En particular, el soporte de momento puede apoyarse hidráulica y/o mecánicamente en un rango de ángulo circunferencial de al menos dos veces al menos 30° y/o en un rango de ángulo circunferencial de al menos cuatro veces 20°, de tal manera que la compensación hidráulica o mecánica sea relativamente (más) blanda en la dirección axial del eje de rotación y relativamente (más) rígida en la dirección circunferencial, en particular de tal manera que la compensación hidráulica o mecánica esté diseñada para ser (más) blanda o (más) rígida o con mayor o menor amortiguación de vibraciones en función de la dirección en la dirección circunferencial.

[0047] La presente invención permite combinar varias medidas entre sí, no solo en lo que respecta al soporte del par de desenganche, sino también al soporte del par de torsión. Este último actúa en la dirección circunferencial y puede ser requerido en función de la potencia o puede ser ajustado/regulado en función de la potencia. El soporte del momento de inclinación contrarresta la fuerza del peso en la dirección de inclinación y, por lo tanto, también puede describirse como una contrafuerza o fuerza de recuperación con un componente de fuerza vertical.

[0048] De acuerdo con un ejemplo de realización, en la (segunda) carcasa del elemento de transmisión hay una brida que sobresale radialmente o una corona o segmento de aplicación de fuerza similar, que está delimitado o rodeado por el soporte de momento, en particular por la al menos una unidad ajustable, en al menos una posición axial (en particular de manera axialmente opuesta en ambos lados), por ejemplo, en forma de anillo delimitado a la manera de una carcasa anular en forma de C en sección o varios (medios) elementos de carcasa. Esto también permite proporcionar de forma ventajosa una disposición muy robusta con una cierta tolerancia angular y, por ejemplo, una función de amortiguación integrada.

[0049] El respectivo punto/área de aplicación de fuerza puede estar previsto también integrado, por ejemplo, en el respectivo componente de carcasa, por ejemplo, moldeado en el caso de las carcasas de fundición, es decir, ya se han tenido en cuenta como parte de la construcción y el diseño. Opcionalmente, como alternativa (por ejemplo, si no se utiliza carcasa de fundición) o adicionalmente, puede preverse un tipo de conexión reversible por arrastre de forma/fuerza, por ejemplo, una unión roscada. Esto es útil, por ejemplo, en relación con una opción de conversión o reequipamiento en transmisiones ya existentes o en trenes motrices ya instalados, pudiendo llevarse a cabo también una fijación por adherencia de materiales.

[0050] De acuerdo con un ejemplo de realización, el soporte de momento está dispuesto de tal manera que se proporciona una fuerza de enderezamiento que actúa esencialmente de forma axial y contraria al par de desenganche sobre la segunda carcasa, en particular en una zona de aplicación de fuerza en la carcasa del componente de transmisión situada radialmente lo más lejos posible. La fuerza de enderezamiento se proporciona, por ejemplo, mediante un par de fuerzas en zonas de aplicación de fuerza opuestas radialmente lo más hacia fuera posible, de modo que incluso pequeñas tolerancias de movimiento puedan compensarse con la mayor precisión posible con un buen brazo de palanca y, opcionalmente, también amortiguarse. A este respecto, "axial" también debe entenderse en el sentido de la extensión axial del tren motriz.

[0051] De acuerdo con un ejemplo de realización, el soporte de momento comprende una unidad de soporte (adicional) que actúa sobre la (primera) carcasa del cojinete del árbol, que está dispuesta de tal manera que una fuerza que actúa en lo esencial verticalmente (radialmente/tangencialmente) o en la dirección circunferencial se proporciona actuando sobre la segunda carcasa. Esto permite, además, una integración funcional aún más amplia en el soporte de momento, en particular con respecto a los pares de torsión que actúan alrededor del árbol o del tren motriz y con respecto a cualquier tolerancia de posición o amortiguación que pueda desearse a este respecto.

[0052] A este respecto, la presente invención también proporciona soporte de momento en un plano radial en la dirección tangencial o en la dirección circunferencial (soporte de momento a la manera de un soporte interior) y soporte basculante fuera del plano radial (a la manera de un soporte exterior), en cada caso mediante apoyo en la carcasa maciza de cojinete de rotor, pudiendo realizarse el soporte de máquina situado debajo menos macizo o más fino. La compensación de fuerzas puede realizarse a este respecto, por ejemplo, hidráulicamente.

[0053] De acuerdo con un ejemplo de realización, la segunda carcasa está dispuesta por separado y a una distancia axial de la primera carcasa. Las carcasas están conectadas entre sí directamente, por ejemplo, exclusivamente mediante el soporte de momento descrito en el presente documento, y únicamente de manera indirecta a través de los respectivos cojinetes y árboles previstos en la respectiva carcasa.

[0054] De acuerdo con un ejemplo de realización, el componente de transmisión está dispuesto entre el árbol y un generador que actúa sobre la segunda carcasa o sobre el componente de transmisión (o su fuerza de peso). Este tipo de conexión en serie en el tren motriz ha demostrado ser ventajoso para diversas aplicaciones, y de acuerdo con la invención, el apoyo también puede realizarse de forma ventajosa con un generador embridado adicionalmente, en particular exclusivamente mediante apoyo en la primera carcasa, es decir, sin más apoyos en la dirección del soporte de máquina. Esto permite que el soporte de máquina sea relativamente corto y fino, también cuando el generador está dispuesto en serie y, por lo tanto, también una distribución/concentración de fuerza ventajosa en la interfaz con la carcasa de cojinete.

[0055] Un aspecto de la invención también se refiere a una transmisión industrial con tal disposición de cojinetes de tren motriz, en particular en una disposición en una turbina eólica.

[0056] A este respecto, el objetivo antes mencionado también se resuelve mediante una transmisión industrial, en particular con una etapa de engranaje planetario, con una disposición de cojinetes de tren motriz como la descrita anteriormente. A este respecto, el objetivo anteriormente mencionado también se resuelve mediante una turbina eólica con una transmisión industrial como la descrita anteriormente o con una disposición de cojinetes de tren motriz de este tipo. De este modo se obtienen las ventajas antes mencionadas, en particular en lo que respecta al modo de funcionamiento de la respectiva transmisión con cargas que actúa externamente significativamente reducidas y un desgaste notablemente menor.

[0057] Un aspecto de la invención se refiere, además, a un procedimiento para ajustar o adaptar un cojinete de dicha disposición de cojinetes de tren motriz. El objetivo anteriormente mencionado se resuelve también a este respecto mediante un procedimiento según la correspondiente reivindicación de procedimiento, concretamente, mediante un procedimiento para ajustar un cojinete de una disposición de cojinetes de tren motriz de una transmisión industrial, en particular en un tren motriz con un rotor de doble cojinete o cojinete de par de una turbina eólica, estando montados uno contra otro una disposición de cojinetes de un árbol del tren motriz, apoyada en una primera carcasa, y un componente de transmisión (en particular una etapa de engranaje planetario) rodeado por una segunda carcasa y acoplado al árbol, efectuándose el apoyo de la segunda carcasa y, por tanto, del componente de transmisión en la primera carcasa, es decir, en la carcasa de la disposición de cojinetes del árbol, por medio de un soporte de momento que contrarresta un momento que actúa sobre el árbol y es causado por la gravedad por parte del componente de transmisión, en particular en el caso de un tren motriz con un generador apoyado en la segunda carcasa y, por tanto, también sobre la primera carcasa, en particular en una disposición de cojinetes de tren motriz como la descrita anteriormente o en una transmisión industrial o en una turbina eólica. Junto con las ventajas anteriormente mencionadas, esto también permite un funcionamiento más sostenible de las instalaciones dinámicamente muy cargados y de las transmisiones industriales, por ejemplo, en turbinas eólicas.

[0058] A este respecto, se utiliza al menos una unidad ajustable que actúa entre la primera y la segunda carcasa para la regulación activa controlada por fuerza y/o desplazamiento de una fuerza de enderezamiento o fuerza de apoyo ejercida sobre la segunda carcasa y derivada a través de la primera carcasa, por ejemplo, mediante un accionamiento hidráulico, en particular sobre la base de valores medidos momentáneamente de al menos un sensor de fuerza/desplazamiento y/o sensor de aceleración instalado en el tren motriz. Esto favorece adicionalmente el funcionamiento sostenible al adaptar el tipo y el funcionamiento del apoyo a las condiciones de funcionamiento momentáneas.

[0059] De acuerdo con un ejemplo de realización, a través de la al menos una unidad ajustable se asegura la amortiguación de vibraciones o el desacoplamiento de vibraciones en al menos dos posiciones circunferenciales opuestas en al menos una sección de acoplamiento entre elementos de acoplamiento que interactúan, en particular mediante al menos una unidad de pretensado por posición circunferencial. A este respecto, dependiendo del caso de aplicación, se puede implementar una pluralidad de unidades ajustables, por medio de las cuales se proporcionen pares de fuerzas de reacción sobre al menos dos o sobre los tres ejes de momento o tridimensionalmente actuando sobre las tres direcciones espaciales y, opcionalmente, también se pueden ajustar activamente.

[0060] La objetivo anteriormente mencionado también se resuelve utilizando una disposición de cojinetes de tren motriz como la descrita anteriormente en una transmisión industrial, en particular en una turbina eólica en una disposición entre un/el rotor de la turbina eólica y un/el generador de la turbina eólica, en particular en una disposición/alineación alineada uniaxialmente, pudiendo transmitirse tanto los pares de desenganche como los pares de torsión desde una/la carcasa de transmisión de la disposición de cojinetes de tren motriz a una/la carcasa de cojinete de rotor dispuesta en un árbol del tren motriz, estando apoyada la carcasa de transmisión y cualesquiera otros componentes embridados/acoplados a la misma como, por ejemplo, un generador exclusivamente en la carcasa de cojinete de rotor. Esto permite realizar las ventajas anteriormente mencionadas.

[0061] Breve descripción de las figuras

[0062] En las siguientes figuras de dibujo, la invención se describe con más detalle a modo de ejemplo utilizando ejemplos de realización preferentes, pudiendo representar las características que se muestran a continuación un aspecto de la invención tanto individualmente como en combinación, y remitiéndose a las otras figuras de dibujo para los signos de referencia que no se describen explícitamente en una respectiva figura de dibujo. Muestran, en cada caso de forma esquemática:

[0063] las Figuras 1A, 1B en una vista lateral y en una vista lateral parcialmente seccionada un tren motriz con un apoyo para el tren motriz de acuerdo con el estado de la técnica;

[0064] la figura 2, en una vista lateral parcialmente seccionada, una disposición de cojinetes de tren motriz de acuerdo con un primer ejemplo de realización, en particular para un rotor de una turbina eólica;

[0065] la figura 3, en una vista lateral parcialmente seccionada, una disposición de cojinetes de tren motriz de acuerdo con un otro ejemplo de realización, en particular para un rotor de una turbina eólica;

[0066] las Figuras 4A, 4B, en una vista lateral y en una vista frontal seccionada, una disposición de cojinetes de tren motriz de acuerdo con otro ejemplo de realización, en particular para un rotor de una turbina eólica;

[0067] las Figuras 5A, 5B, en una vista lateral y en una vista frontal seccionada, una disposición de cojinetes de tren motriz de acuerdo con otro ejemplo de realización, en particular para un rotor de una turbina eólica;

[0068] Descripción detallada de las figuras

[0069] La invención se explicará en primer lugar haciendo referencia general a todos los números de referencia y figuras. Particularidades o aspectos individuales o aspectos de la presente invención que son claramente visibles/representables en la respectiva figura se abordan individualmente en relación con la respectiva figura.

[0070] Un tren motriz presenta, por ejemplo, los siguientes componentes: cubo 1, árbol 2 (en particular árbol de rotor de una turbina eólica), carcasa de cojinete de rotor 3, cojinete del rotor 4 (en particular cojinete de par o cojinete de rodillos cónicos), acoplamiento 5, transmisión 6 en carcasa de transmisión 7, unidad de soporte del momento de torsión o soporte de la fuerza del peso 8 con acoplamiento a la base (soporte de máquina), y un generador 9. En caso de fuerzas dinámicas fuertes, por ejemplo, momentos de flexión generados partiendo de un rotor de una turbina eólica acoplado al árbol, la estructura del tren motriz se ve sometida a grandes cargas en relación con elevadas fuerzas de peso, incluso si la unidad de soporte de momento o soporte de fuerza de peso 8 está relativamente bien diseñada/dimensionada. Además del árbol de rotor, la conexión de brida al portasatélites, los cojinetes de portasatélites y el soporte de momento, también el soporte de máquina está expuesto a este respecto a cargas elevadas. En este contexto, es de interés crear un tipo ventajoso de cojinete para el tren motriz que pueda absorber y transferir bien tales cargas.

[0071] Una disposición de cojinete de tren motriz 10 está provista, por ejemplo, para transmisiones industriales 20, con un árbol 2 que se apoya en un cojinete de rotor 14 (en este caso: cojinete doble o cojinete de momento). El cojinete de rotor 14 está encerrado o rodeado por una carcasa de cojinete de rotor 13 (primera carcasa). En una carcasa de transmisión 17 (segunda carcasa) está dispuesto un componente de transmisión 16, en particular con una etapa de engranaje planetario, y el árbol 2 interactúa con este componente de transmisión 16. Un soporte de momento 18 (soporte de momento y/o de par de desenganche) está previsto como una especie de puente mecánico/hidráulico entre las dos carcasas 13, 17, en particular en una conexión (diámetro) situada lo más radialmente posible hacia el exterior, efectuándose el apoyo en la primera carcasa 13, por ejemplo, en los puntos P1, P2 mostrados. Ventajosamente, el apoyo de la zona P1 también puede ser simétrico, pero excéntrico, en particular para garantizar una función de soporte y/o amortiguación también en la dirección de guiñada (perpendicularmente a la dirección de inclinación y axial, movimiento de rotación alrededor del eje de torre).

[0072] Para el apoyo en la primera carcasa 13 se prevén, en particular, los siguientes componentes: tirante 13.5, pasador/leva 13.7

[0073] Para el apoyo en la segunda carcasa 17 (o la transmisión de fuerza desde la segunda carcasa) se dispone, en particular, de los siguientes componentes:

[0074] brida que sobresale radialmente 17.1 o anillo o segmento de aplicación de fuerza o pasador similar, segmento individual de aplicación de fuerza 17.3 (en particular talón o lengüeta o nervio), tirante 17.5, pasador/leva 17.7. El soporte de momento 18 permite absorber la fuerza y transmitirla desde la carcasa de transmisión 17 a través de la carcasa de cojinete 13 hasta una/la base 101. A este respecto, se proporciona una fuerza de enderezamiento F1 que actúa contra el peso/fuerza gravitatoria g sobre la carcasa de transmisión 17 (en particular como un par de fuerzas alrededor del árbol longitudinal central o eje de árbol), en forma de un momento de apoyo de recuperación M2 que actúa contra un/el par de desenganche M1. Opcionalmente, el soporte de momento 18 puede causar o proporcionar o generar activamente adicionalmente una fuerza de apoyo F2 mediante la cual se puede contrarrestar un/el par de torsión M3 que actúa sobre el componente de transmisión y se transmite a la carcasa de transmisión. Opcionalmente, la fuerza de enderezamiento F1 y la fuerza de apoyo F2 también pueden controlarse activamente, por ejemplo, sobre la base de valores medidos momentáneamente por sensores de fuerza/desplazamiento en la respectiva interfaz.

[0075] El soporte de momento 18 presenta preferentemente al menos una unidad ajustable 18.1, que comprende en particular: unidad de pretensado 18.2 (en particular axial, en particular con al menos un resorte mecánico), unidad de soporte 18.3 (en particular en forma de anillo o de media concha), conexión diagonal 18.5, unidad de soporte adicional 18.6 (en particular en forma de anillo o de media concha), unidad de pretensado adicional 18.7 o al menos un elemento de desacoplamiento instalado correspondientemente (en particular dispuesto en el plano radial y/o alineado en la dirección circunferencial).

[0077] Opcionalmente, el tipo de apoyo puede ajustarse de forma activa y también regularse. Para ello, puede preverse opcionalmente al menos un sensor de fuerza/desplazamiento 19, que puede conectarse a una unidad de control/regulación.

[0079] La disposición de cojinetes de tren motriz 10 descrita en el presente caso también ofrece las ventajas descritas de forma particularmente notable, en particular en el caso de una turbina eólica 100, estando dispuesto un soporte de máquina o base similar 101 para el tren motriz sobre una torre 102.

[0081] La invención se explica más específicamente a continuación haciendo referencia a las figuras individuales.

[0083] En la figura 1, se muestra una disposición de tren motriz previamente conocida con referencia a una turbina eólica. Un generador 9 está fijado a la carcasa de transmisión 7. La carcasa de transmisión se apoya hacia abajo en el soporte de máquina 101 a través de una unidad de soporte 8 (soporte de la fuerza de torsión y del peso). En la figura 1A, la carcasa de cojinete de rotor 3 se muestra en una vista lateral y, en la figura 1B, la carcasa de cojinete de rotor 3 se muestra en una vista lateral seccionada. El árbol de rotor 2 es relativamente voluminoso o con un gran diámetro y el cojinete de rotor 4 está apoyado de forma relativamente robusta en una sección longitudinal relativamente grande en el soporte de máquina 101.

[0085] El peso de la transmisión y, dado el caso, de un generador embridado en la carcasa de transmisión ejerce a este respecto una carga sobre el árbol de rotor, los cojinetes de rotor, el portasatélites, en particular de una/la primera etapa de transmisión, su cojinete de portasatélites y las conexiones de brida entre árbol de rotor y transmisión. Esto da lugar a una flexión rotatoria en los elementos rotatorios que, desventajosamente, debe tenerse en cuenta en el dimensionamiento.

[0087] La figura 2 muestra un primer ejemplo de realización de la disposición de cojinetes de tren motriz 10. El par de fuerzas F1 generado en la brida 17.1 o en las correspondientes prolongaciones radiales produce una fuerza de enderezamiento contra un momento de cabeceo/desenganche M1. La unidad ajustable 18.1 puede utilizarse para implementar un tipo predefinido de apoyo o desarrollo de fuerza o regulación activa, por ejemplo, también sobre la base de valores medidos momentáneamente de al menos un sensor de fuerza/desplazamiento 19 y/o un sensor de aceleración 21. La transmisión de fuerza y el apoyo en la carcasa de cojinete de rotor 13 pueden tener lugar en particular en las zonas o puntos P1. Este apoyo puede ser ventajosamente también simétrico, pero excéntrico, en particular para asegurar una función de soporte y/o amortiguación también en la dirección de guiñada (perpendicularmente a la dirección de inclinación y axial, movimiento de rotación alrededor del eje de torre), en particular con interposición de al menos una unidad ajustable 18.1 que comprenda al menos una unidad de pretensado 18.2 en al menos una sección de acoplamiento entre las piezas de acoplamiento 17.1, 18.3 que interactúan. En combinación con los datos de al menos un sensor (en particular los datos de los acelerómetros 21), puede generarse una amortiguación activa en caso de vibraciones, por ejemplo, alrededor del eje de cabeceo o guiñada, y/o amortiguarse pasivamente mediante elementos elásticos.

[0089] Por ejemplo, para una turbina eólica con un árbol de rotor de doble cojinete o cojinete de par y una transmisión y un generador conectados a él, la flexión rotatoria resultante de la fuerza de peso de la combinación transmisión-generador puede reducirse significativamente mediante la disposición de acuerdo con la invención. De acuerdo con la invención, la solicitación de flexión rotatoria puede reducirse significativamente y, al mismo tiempo, también la inclinación en la transmisión, en particular en una/la primera etapa planetaria; esto también puede mejorar el comportamiento de carga de los engranajes. Además, al soportar el par de torsión de transmisión a través de la carcasa de cojinete de rotor y también mediante un soporte de momento para el engranaje, se puede conseguir una retroalimentación de fuerza mejorada con menos efectos negativos de la deformación, normalmente diferente, entre el soporte de máquina y el tren motriz (transmisión y su conexión con la unidad de árbol de rotor). Los momentos de cabeceo, en particular derivados de cargas de viento (en el caso de las turbinas eólicas), no necesitan ser soportados por el soporte de máquina y, por tanto, no suponen cargas adicionales. A este respecto, también, el tipo de cojinete/soporte de acuerdo con la invención ahora también elimina la necesidad de sobredimensionar los elementos de máquina afectados (árbol de rotor, cojinete de rotor, brida de árbol de rotor al portasatélites, portasatélites, cojinete del portasatélites, bridas de carcasa de transmisión y generador), lo que también puede generar ventajas de coste y peso. Por lo tanto, ya no es necesario un soporte de peso adicional entre el generador y el soporte de máquina; ya no es necesaria una estructura de soporte para soportar la carga de peso por debajo del generador; ahora, un movimiento de cabeceo del tren de accionamiento puede ser absorbido o amortiguado por la carcasa de cojinete sin fuerzas de palanca desfavorables ni cargas excesivas que puedan afectar a la estructura general.

[0090] Para soportar el momento de flexión inducido por la masa de la transmisión y, dado el caso, por la masa del generador sobre la transmisión (soporte de momento), preferentemente con respecto a la carcasa de cojinete de rotor, puede utilizarse también una unidad ajustable o al menos un elemento ajustable, que preferentemente esté dispuesto al menos en la zona superior y/o inferior de la interfaz entre la carcasa de transmisión y la carcasa de cojinete de rotor. De este modo, la unidad ajustable compensa el efecto negativo del momento flector sobre los elementos de la máquina afectados por él y, al mismo tiempo, alinea los correspondientes componentes de la transmisión, por ejemplo, una corona dentada de una primera etapa planetaria en relación con el portasatélites, y también puede garantizar a este respecto un mejor comportamiento de carga en los engranajes.

[0092] De acuerdo con la invención, se puede crear una unión por arrastre de fuerza entre las piezas no rotatorias de la carcasa de la transmisión y la carcasa de cojinete de rotor. El momento de flexión resultante de la fuerza del peso se compensa mediante una fuerza de enderezamiento, en particular mediante una fuerza de enderezamiento en forma de un par de fuerzas que actúan sobre la parte superior e inferior de la carcasa de transmisión.

[0094] En una función adicional, puede generarse o permitirse un movimiento axial casi sin carga a lo largo del eje de árbol de rotor conectando diagonalmente la unidad ajustable o el al menos un elemento ajustable de la misma, de modo que el momento de flexión por peso siga siendo absorbido por un par de fuerzas de la misma magnitud sin obstaculizar el movimiento axial. En el presente contexto, un apoyo relativamente blando en la dirección axial (en función de la inclinación del árbol, al menos aproximadamente en el plano horizontal) y un apoyo relativamente rígido en la dirección vertical o en la dirección de inclinación también pueden describirse a este respecto como conexión diagonal, en particular en relación con la compensación hidráulica y/o mecánica (de fuerza o posición). La dirección de inclinación debe entenderse a este respecto como una dirección de movimiento de la transmisión con respecto al árbol o con respecto a la carcasa de cojinete de rotor, en particular debido a la fuerza gravitatoria; la inclinación no tiene por qué producirse necesariamente alrededor de un eje ortogonal al árbol, sino que también puede ser un movimiento de inclinación/guiñada multiaxial en función del estado dinámico.

[0096] El alivio que puede realizarse mediante la disposición de acuerdo con la invención con respecto a la fuerza de peso y, por tanto, al momento de flexión rotario para las piezas giratorias se lleva a cabo a este respecto preferentemente en las zonas del tren motriz, por ejemplo, de una turbina eólica, que en cualquier caso son capaces o están previstas para absorber cargas y momentos de flexión elevados, por ejemplo, resultantes de las cargas de viento. Por lo tanto, cualquier refuerzo adicional para garantizar el alivio deseado del momento de flexión del peso se asocia a un esfuerzo relativamente pequeño y, a lo sumo, sin desventajas, que pueden derivarse, dado el caso, de un comportamiento de deformación diferente entre el tren motriz y el soporte de máquina; sin embargo, tales circunstancias son significativamente menos desventajosas con la disposición de acuerdo con la invención que con un soporte de fuerza de peso previamente conocido situado por debajo del generador.

[0098] En la figura 3, se muestra un segundo ejemplo de realización de la disposición de cojinetes de tren motriz 10, en el que el soporte de momento 18 también comprende otra unidad de soporte 18.6, que se apoya en las zonas o puntos P2 de la primera carcasa 13, y mediante la cual se aplica a la carcasa de transmisión una fuerza de apoyo F2 orientada esencialmente en vertical (radial/tangencialmente) o en la dirección circunferencial, que actúa contra un par (de accionamiento) M3 (con el par de apoyo resultante M2), en particular también proporcionado por al menos un par de fuerzas en posiciones perimetrales al menos aproximadamente opuestas, en particular con interposición de al menos una unidad ajustable que comprende al menos una unidad de pretensado en al menos una sección de acoplamiento entre los elementos de acoplamiento 17.3, 18.6 que interactúan. Con respecto a esta fuerza de apoyo F2, también se puede implementar un tipo predefinido de apoyo o de desarrollo de fuerza o una regulación activa a través de una/la correspondiente unidad ajustable 18.1 o mediante elementos individuales de pretensado o desacoplamiento 18.7, por ejemplo, también sobre la base de valores medidos momentáneos de al menos un sensor de fuerza/desplazamiento 19. La fuerza se transmite, por ejemplo, en cada caso entre la carcasa de cojinete de rotor y las secciones de brida 17.1 que sobresalen radialmente o una corona o segmento o pasador similar de aplicación de fuerza de la carcasa de transmisión, o entre la carcasa de cojinete de rotor y segmentos individuales de aplicación de fuerza 17.3 de la carcasa de transmisión, en particular talones o lengüetas o nervios.

[0100] A este respecto, la al menos una unidad ajustable puede garantizar en diferentes posiciones circunferenciales tanto un/el par de fuerzas F1 alineado al menos aproximadamente de manera axial (o paralelamente al eje del tren motriz o el eje de rotación) como un/el par de fuerzas F2 alineadas al menos de manera aproximada tangencial/radialmente (es decir, ortogonalmente al eje de rotación) o una amortiguación de vibraciones realizada en la correspondiente dirección de actuación. Ventajosamente, las correspondientes unidades de pretensado y de soporte se engranan a este respecto al menos tanto en las posiciones circunferenciales de las 12 y las 06 horas como en las posiciones circunferenciales de las 03 y las 09 horas (en particular de manera diametralmente opuesta), o en cuatro posiciones circunferenciales desplazadas en cada caso al menos 90° en la dirección circunferencial, pudiendo ser la respectiva posición circunferencial también un segmento circunferencial o un intervalo de, por ejemplo, 10-15°, dependiendo del diseño de la correspondiente sección de acoplamiento. Preferentemente, se prevén varias unidades ajustables que presentan en cada caso una dirección de actuación individual y una característica de resorte/amortiguador y, opcionalmente, también puede ajustarse, controlarse y/o regularse individualmente. Esto favorece una respuesta muy individualizada en función de la situación a las cargas dinámicas momentáneas y también específicas del tren motriz en varias direcciones espaciales, o incluso en todas.

[0101] Expresado de otro modo: Además de las unidades/elementos de soporte para la fuerza de enderezamiento, puede lograrse otra ventaja mediante el soporte de momento utilizándose al menos otros dos elementos de apoyo, que actúan en dirección vertical y también soportan la carcasa de cojinete de rotor, de manera combinada mediante el soporte de momento. Al guiar el árbol de rotor a través de los cojinetes de árbol de rotor en la carcasa de cojinete de rotor, este soporte adicional, que en términos funcionales puede describirse como un soporte de par de torsión, experimenta los mismos movimientos relativos que un soporte de momento de transmisión y, a este respecto, no se producen cargas adicionales por la absorción de las cargas de cabeceo de las palas de rotor de la instalación. A este respecto, dicha integración funcional en el soporte de momento, o su doble función, proporciona un diseño especialmente fino y tolerante a la fuerza/momento/movimiento.

[0103] A este respecto, el soporte de máquina (base) mostrado en las figuras 2 y 3 también puede diseñarse para que sea significativamente más corto o se acorte significativamente en comparación con la extensión axial que ha sido común hasta ahora, en particular en turbinas eólicas (sin punto de apoyo adicional por debajo de la segunda carcasa/carcasa de transmisión o del generador); esto se debe a que la conexión con la base puede realizarse ventajosamente en la zona de la carcasa de cojinete de rotor (primera carcasa), opcionalmente, exclusivamente en ella.

[0105] Esta ventaja adicional se ilustra en este caso por medio de la zona que se muestra punteada del soporte de máquina. Por lo tanto, la conexión del soporte de máquina a una torre o a un soporte similar situado debajo también puede realizarse más delgada. También en este aspecto, las posibilidades de ahorro de material descritas aumentan a favor de un diseño estilizado.

[0107] En la figura 3 también se indica una sección de cojinete con tolerancia de altura z1; en función del grado de libertad de movimiento deseado, la libertad de movimiento en dirección vertical puede restringirse constructivamente y/o limitarse mediante unidades de pretensado o contrafuerzas similares generadas activa y/o pasivamente. El experto puede optimizar esta libertad de movimiento z1 individualmente para cada caso de aplicación, en particular en combinación con una función de amortiguación integrada.

[0109] Con referencia a los diferentes ejes de acción de par, en el ejemplo de realización de acuerdo con la figura 3 también puede hablarse de al menos dos unidades ajustables diferentes 18.1, que se realizan para generar al menos dos pares contrarios diferentes.

[0111] En la figura 4, se muestra otro ejemplo de realización de la disposición de cojinetes de tren motriz 10, en el que el soporte de momento 18 también comprende tanto un soporte de par de desenganche como un soporte de par de torsión. La fuerza se transmite, por ejemplo, en cada caso entre los tirantes 13.5 del cojinete de rotor (carcasa) y los tirantes 17.5 de la transmisión (carcasa) o entre los pasadores/levas 13.7 del cojinete de rotor (carcasa) y los pasadores/levas 17.7 de la transmisión (carcasa). En este ejemplo de realización, el engrane de las dos carcasas 13, 17 también puede describirse como un tipo de acoplamiento de garras, en el que las dos carcasas proporcionan en cada caso uno de los socios de acoplamiento, en particular estando configurados los elementos de acoplamiento o garras o los tirantes y pasadores descritos anteriormente integralmente de una sola pieza en la respectiva carcasa. Esto también proporciona un alto nivel de robustez y puede evitar movimientos relativos innecesarios o el aflojamiento de piezas. En la figura 4A se muestran los pasadores/levas de las dos carcasas de transmisión y, en la figura 4B, se muestra una distribución a modo de ejemplo de los puntos individuales de transmisión de fuerza en la dirección circunferencial, estando previstos en este caso específicamente seis interfaces en cada caso para los dos tipos diferentes de apoyo o par/fuerza, es decir, repetidos en cada caso después de un ángulo circunferencial de 60°. En particular, los tirantes pueden colocarse simétrica, pero excéntricamente; esto también puede garantizar ventajosamente una función de apoyo y/o amortiguación en la dirección de guiñada (perpendicularmente a la dirección de inclinación y de eje, es decir, en el sentido de un movimiento de rotación alrededor del eje de torre), de modo que, en particular, los cojinetes de portasatélites también se vean aliviados en caso de vibraciones, por ejemplo, en la dirección de guiñada.

[0113] Con referencia a los diferentes ejes de acción de par, en el ejemplo de realización de acuerdo con la figura 4 también puede hablarse de al menos dos unidades ajustables diferentes 18.1, que se realizan para generar al menos dos pares contrarios diferentes.

[0115] En la figura 5, se muestra otro ejemplo de realización de la disposición de cojinetes de tren motriz 10, en el que el ámbito funcional del soporte de momento comprende no solo un soporte de par de desenganche, sino también un soporte de momento de guiñada particularmente eficaz en la implementación mostrada. Este tipo de soporte es particularmente eficaz para absorber y amortiguar las vibraciones, por ejemplo, en torno al eje de torre (eje de guiñada). La unidad ajustable 18.1 también puede utilizarse eficazmente en la disposición de las 12 o las 6 horas para absorber y amortiguar vibraciones, por ejemplo, alrededor del eje de cabeceo/inclinación. En la figura 5A, se muestran los correspondientes pasadores/levas 13.7, 17.7 que se engranan entre sí de las dos carcasas (comparables a las piezas de acoplamiento de carcasa ya explicadas en relación con los ejemplos de realización precedentes), y los tirantes 13.5, 17.5 y los anclajes laterales de tracción/compresión 13.9, 17.9 también se muestran en dos planos alineados al menos de manera aproximada ortogonalmente entre sí, véase también la figura 4B. La figura 5B muestra una distribución a modo de ejemplo de los puntos de transmisión de fuerza individuales en la dirección circunferencial, mostrándose en este caso en particular la funcionalidad múltiple de los anclajes de tracción/compresión laterales 13.9, 17.9, preferentemente excéntricos al máximo, es decir, como respectivos puntos de transmisión de fuerza tanto en la dirección circunferencial como en la dirección axial. Expresado de otro modo: Además de los componentes de la al menos una unidad ajustable 18.1 ya descritos anteriormente, la disposición 10 también puede comprender los siguientes componentes adicionales, en particular en cada caso como componentes de una/la respectiva unidad ajustable 18.1: anclajes de tracción/compresión laterales 13.9 de la carcasa de cojinete de rotor, en particular en la zona de las 3 y las 9 horas, anclajes de tracción/compresión laterales 17.9 de la carcasa de transmisión, en particular en la zona de las 3 y las 9 horas, otra unidad de pretensado 18.9 o al menos un elemento de desacoplamiento correspondientemente alineado, en particular alineado axialmente. Esto es particularmente eficaz para contrarrestar una fuerza de guiñada F3. Nota marginal: De acuerdo con la realización mostrada, la fuerza F3, al igual que la fuerza F1, es una fuerza que está esencialmente alineada en la dirección axial, pero a la que, sin embargo, en este caso se le asigna una referencia diferente, ya que el correspondiente par de fuerzas de reacción genera un contrapar en torno a un eje diferente que un/el par de fuerzas de reacción de acuerdo con los puntos de aplicación de fuerza de las fuerzas F1. En este sentido, con referencia a los diferentes ejes de acción de par, también es posible hablar de al menos tres unidades ajustables diferentes 18.1, que se realizan en el ejemplo de realización de acuerdo con las figuras 5.

[0117] Debe mencionarse que el soporte del momento de guiñada no tiene que por qué proporcionarse necesariamente de la manera mostrada de acuerdo con el ejemplo de realización de las figuras 5, sino que ya puede realizarse si los tirantes 13.5, 17.5 descritos en relación con las figuras 4, por ejemplo, están dispuestos ligeramente descentrados, es decir, dispuestos de manera lateralmente excéntrica en un plano horizontal, a ambos lados del eje vertical central del tren motriz o del árbol 2. Sin embargo, el ejemplo de realización descrito en las figuras 5 ofrece o permite una amortiguación más eficaz, en particular debido al mayor brazo de palanca efectivo. A este respecto, también es posible realizar una posición circunferencial para los tirantes 13.5, 17.5 que difiera de la posición circunferencial mostrada en cada caso en las figuras. Los anclajes de tracción/compresión laterales 13.9, 17.9, que en cualquier caso están lo más descentrados posible, reciben en este caso, no obstante, una referencia diferente, ya que la transmisión del par de torsión en la dirección circunferencial debería ser posible también preferentemente en estos anclajes, véanse las flechas de fuerza F2 en la figura 5A.

[0119] Lista de referencias

[0121] 1 Cubo

[0122] 2 Árbol, en particular árbol de rotor de una turbina eólica

[0123] 3 Carcasa de cojinete de rotor

[0124] 4 Cojinete de rotor, en particular cojinete de par/cojinete de rodillos cónicos

[0125] 5 Acoplamiento

[0126] 6 Transmisión, en particular transmisión industrial

[0127] 7 Carcasa de transmisión

[0128] 8 Unidad de soporte del momento de torsión o soporte de la fuerza de peso con acoplamiento a la base 9 Generador

[0129] 10 Disposición de cojinetes de tren motriz

[0130] 13 Carcasa de cojinete de rotor (primera carcasa)

[0131] 13.5 Tirante (carcasa de) cojinete de rotor, en particular en la zona de las 6 y las 12 horas

[0132] 13.7 Pasador/leva (carcasa de) cojinete de rotor

[0133] 13.9 Anclaje de tracción/compresión lateral (carcasa de) de cojinete de rotor, en particular en la zona de las 3 y las 9 horas

[0134] 14 Cojinete de rotor

[0135] 16 Componente de transmisión, en particular con etapa de engranaje planetario

[0136] 17 Carcasa de transmisión (segunda carcasa)

[0137] 17.1 Brida o corona o segmento similar de aplicación de fuerza o pasador que sobresale radialmente

[0138] 17.3 Segmento individual de aplicación de fuerza en la carcasa de transmisión, en particular talón o lengüeta o nervio

[0139] 17.5 Tirante (carcasa de) transmisión, en particular en la zona de las 6 y las 12 horas

[0140] 17.7 Pasador/leva (carcasa de) transmisión

[0141] 17.9 Anclaje de tracción/compresión lateral (carcasa de) transmisión, en particular en la zona de las 3 y las 9 horas

[0142] 18 Soporte de momento (apoyo de par de torsión y/o de par de desenganche)

[0143] 18.1 Unidad ajustable

[0144] 18.2 Unidad de pretensado (en particular axial), en particular con al menos un resorte mecánico

[0145] 18.3 Unidad de soporte, en particular en forma de anillo o (semi)concha

[0146] 18.5 Conexión diagonal

[0147] 18.6 Unidad de soporte adicional, en particular en forma de anillo o (semi)concha

[0148] 18.7 Unidad de pretensado adicional (o elemento de desacoplamiento), en particular alineada radialmente 18.9 Unidad de pretensado adicional (o elemento de desacoplamiento), en particular alineada axialmente 19 Sensor de fuerza/desplazamiento

[0149] 20 Transmisión industrial

[0150] 21 Sensor de aceleración

[0151] 100 Turbina eólica

[0152] 101 Soporte de máquina o base similar

[0153] 102 Torre

[0154] F1 Fuerza de enderezamiento

[0155] F2 Fuerza de apoyo

[0156] F3 Fuerza de guiñada o correspondiente fuerza de reacción por el lado del sistema g Peso

[0157] M1 Par de desenganche

[0158] M2 Momento de apoyo

[0159] M3 Par de torsión (de accionamiento)

[0160] P1 Primer punto/área de apoyo en la carcasa de cojinete de rotor

[0161] P2 Segundo punto/área de apoyo en la carcasa de cojinete de rotor

[0162] z1 Sección de cojinete con tolerancia de altura

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES

1. Turbina eólica (100) con una transmisión industrial (20), en particular con una etapa de engranaje planetario, en particular para un rotor de doble cojinete o cojinete de par de la turbina eólica, que presenta:

- un cojinete (14) apoyado o que puede apoyarse en una primera carcasa (13) para un árbol (2) del tren motriz y - un componente de transmisión (16) rodeado por una segunda carcasa (17) y acoplado/conectado al árbol (2) y realizado con una etapa de engranaje planetario,

- un generador (9) apoyado en la segunda carcasa (17), estando dispuesto el conjunto transmisión-generador como extremo libre del tren motriz flotante en el espacio, y

- un soporte de momento (18) previsto entre las carcasas primera y segunda (13, 17) a modo de puente mecánico/hidráulico, que contrarresta un par (de desenganche) (M1) inducido por la gravedad que actúa sobre el árbol (1) en la parte del elemento de transmisión (16);

estando fijado el soporte de momento (18) a la primera carcasa (13), presentando el soporte de momento (18) al menos una unidad ajustable (18.1).

2. Turbina eólica (100) según la reivindicación 1 caracterizada por que la al menos una unidad ajustable genera un primer par de fuerzas (F1) esencialmente alineadas axialmente alrededor del centro axial del tren motriz en al menos una pareja de posiciones circunferenciales, en particular a las 06 y a las 12 horas y/o a las 03 y a las 09 horas, en particular un par de fuerzas (F1) dirigidas contra pares de desenganche y/o momentos de guiñada; y/o por que la al menos una unidad ajustable genera un segundo par de fuerzas (F2) generadoras de par de torsión esencialmente alineadas radial/tangencialmente que actúan ortogonalmente con respecto al centro axial del tren motriz en al menos una pareja de posiciones circunferenciales, en particular a las 03 y a las 09 horas y/o a las 06 y a las 12 horas, en particular un par de fuerzas (F2) dirigidas contra pares de torsión.

3. Turbina eólica (100) según las reivindicaciones 1 o 2 caracterizada por que la al menos una unidad ajustable asegura la amortiguación de vibraciones o el desacoplamiento de vibraciones en al menos dos posiciones circunferenciales opuestas en al menos una sección de acoplamiento entre elementos de acoplamiento que interactúan, en particular mediante al menos una unidad de pretensado por cada posición circunferencial.

4. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que la al menos una unidad ajustable (18.1) actúa de forma elástica y/o amortiguadora en al menos dos posiciones circunferenciales predefinidas opuestas, en particular al menos en las posiciones circunferenciales equivalentes a las 06 y las 12 horas y/o a las 03 y las 09 horas, entre anclajes de tracción o anclajes de tracción/compresión en cada caso de la carcasa de la transmisión y la carcasa del cojinete de rotor respectivamente, o está instalada de forma que actúa en este lugar.

5. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que la disposición de cojinetes del tren motriz comprende una pluralidad de unidades ajustables, por medio de las cuales se proporcionan pares de fuerzas de reacción que actúan alrededor de los tres ejes de momento o tridimensionalmente alrededor de las tres direcciones espaciales y opcionalmente también se ajustan activamente.

6. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el soporte de momento (18) se apoya exclusivamente en la primera carcasa (13) independientemente de cualquier unión a un soporte de máquina o base similar (101) dispuesta por debajo del tren motriz o por debajo de la disposición de cojinetes de tren motriz (10).

7. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el soporte de momento (18) se apoya en puntos/áreas de apoyo dispuestas a lo largo de un diámetro de conexión exterior entre la primera y la segunda carcasa en la primera carcasa (13), en particular en al menos cuatro secciones perimetrales o circunferenciales, en particular con distribución rotacionalmente simétrica de los puntos/áreas de apoyo en todo el perímetro exterior; y/o proporcionando la primera y/o la segunda carcasa (13, 17) al menos parcialmente al menos un socio de acoplamiento para el apoyo recíproco de las carcasas entre sí, en particular en una configuración integral de una sola pieza en una superficie envolvente exterior de la respectiva carcasa.

8. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que la al menos una unidad ajustable (18.1) es una unidad ajustable con respecto a la fuerza y/o la dirección de acción y/o el punto/área de aplicación de la fuerza.

9. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el soporte de momento (18), en particular la al menos una unidad ajustable (18.1) del soporte de momento, está prevista en una zona superior y/o en una zona inferior de una interfaz entre las carcasas (13, 17); y/o estando conectado el soporte de momento (18), en particular la al menos una unidad ajustable (18.1), diagonalmente, en particular de tal manera que la compensación hidráulica o mecánica es relativamente (más) blanda en la dirección axial y relativamente (más) rígida en la dirección de desenganche.

10. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que en la segunda carcasa (17) está previsto una brida o corona o un segmento (17.1) similar de aplicación de fuerza que sobresale y está delimitado o rodeado por el soporte de momento (18), en particular por la unidad ajustable (18.1), en al menos una posición axial, en particular en forma de anillo.

11. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el soporte de momento (18) está dispuesto de tal manera que se proporciona una fuerza de enderezamiento (F1) que actúa esencialmente de forma axial y contraria al par de desenganche, acoplándose en la segunda carcasa (17); y/o estando dispuesto el soporte de momento (18) de tal manera que se proporciona una fuerza de apoyo (F1) que actúa esencialmente de manera axial, pero simétricamente excéntrica contrarrestando un momento de guiñada, acoplándose en la segunda carcasa (17).

12. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el soporte de momento (18) comprende una unidad de soporte (18.3) que actúa sobre la primera carcasa (13), que está dispuesta de tal manera que se proporciona una fuerza que actúa esencialmente en vertical o en la dirección circunferencial, acoplándose en la segunda carcasa (17).

13. Turbina eólica (100) según una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que el elemento de transmisión (16) está dispuesto entre el árbol (2) y un generador (9), que se acopla en la segunda carcasa (17) o en el elemento de transmisión (16).

14. Procedimiento para ajustar una disposición de cojinetes de una turbina eólica con una transmisión industrial según una de las reivindicaciones 1 a 13, en particular en un tren motriz con un rotor de doble cojinete o cojinete de par de una turbina eólica (100), estando montados uno contra otro una disposición de cojinetes (14) de un árbol (2) del tren motriz, apoyada en una primera carcasa (13), y un componente de transmisión (16) rodeado por una segunda carcasa (17) y acoplado al árbol (2), efectuándose el apoyo de la segunda carcasa (17) y, por tanto, del componente de transmisión en la primera carcasa (13) por medio de un soporte de momento (18) que contrarresta un momento (M1) que actúa sobre el árbol (2) y es causado por la gravedad por parte del componente de transmisión (16), en particular en el caso de un tren motriz con un generador (9) apoyado en la segunda carcasa (17), efectuándose por medio de al menos una unidad ajustable (18.1), que actúa entre la primera y la segunda carcasa (13, 17), una regulación activa controlada por fuerza y/o desplazamiento de una fuerza de enderezamiento (F1) o una fuerza de apoyo (F2) ejercida sobre la segunda carcasa (17) y derivada a través de la primera carcasa (13) en una turbina eólica con una transmisión industrial según una de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Procedimiento según la reivindicación de procedimiento precedente, efectuándose la amortiguación de vibraciones o el desacoplamiento de vibraciones por medio de la al menos una unidad ajustable en al menos dos posiciones circunferenciales opuestas en al menos una sección de acoplamiento entre piezas de acoplamiento que interactúan, en particular por medio de al menos una unidad de pretensado por cada posición circunferencial.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones de procedimiento precedentes, efectuándose por medio de la al menos una unidad ajustable (18.1) la regulación activa controlada por fuerza y/o desplazamiento de una fuerza de enderezamiento (F1) o una fuerza de apoyo (F2) sobre la base de valores medidos momentáneos de al menos un sensor de fuerza/desplazamiento (19) y/o sensor de aceleración (21) instalado en el tren motriz.