ES3056732T3 - Series of drive trains for wind turbines - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un tren de potencia (14) para una turbina eólica (10), con una transmisión (18) para transferir y convertir el par procedente del eje del rotor (16) de un rotor (12). La transmisión (18) cuenta con un componente de transmisión de entrada, en particular un portasatélites (32), sin soporte, al menos en el lado del rotor, para introducir el par en la transmisión (18), y una unidad de acoplamiento (46), diseñada independientemente del eje del rotor (16) y de la transmisión (18), para el acoplamiento de transmisión de par del eje del rotor (16) al componente de transmisión de entrada. La unidad de acoplamiento (46) cuenta con un rodamiento (48) para soportar el componente de transmisión de entrada sin soporte dentro de la unidad de acoplamiento (46). Adaptando el rodamiento del componente de transmisión de entrada dentro de la unidad de acoplamiento (46), diseñada independientemente, a los diferentes requisitos, se evita modificar la estructura de la transmisión (18), lo que permite un tren de potencia (14) rentable para diferentes turbinas eólicas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Serie de trenes de transmisión para instalaciones de energía eólica

[0003] La invención se refiere a una serie de trenes de transmisión para una instalación de energía eólica, con la ayuda de los cuales se puede transmitir un par desde un rotor de la instalación de energía eólica a un generador de la instalación de energía eólica.

[0004] En las instalaciones de energía eólica para los distintos perfiles de requisitos y distintos conceptos de generador se usan diferentes conceptos de tren de transmisión. Por ejemplo, en una instalación de energía eólica marina pueden producirse cargas de viento mucho mayores que en una instalación de energía eólica terrestre, por lo que en el engranaje usado para la respectiva instalación de energía eólica debe realizarse un soporte mecánico más o menos fuerte. Además, los generadores concebidos de manera diferente pueden proporcionar diferentes números de revoluciones de entrada, lo que conlleva diferentes requisitos para la relación de transmisión del engranaje. Además, es posible que se requiera una conexión más o menos flexible de un árbol de rotor del rotor de la instalación de energía eólica al engranaje, por ejemplo para amortiguar las vibraciones causadas por un ajuste de las palas de rotor. Esto conduce a que el engranaje de una instalación de energía eólica tiene que configurarse respectivamente individualmente para el uso concreto, por lo que son elevados los costes de fabricación debido a las adaptaciones constructivas que conlleva.

[0005] Por el documento EP 3767 102 A1 se conoce el modo de conectar un engranaje de una instalación de energía eólica a un árbol de rotor de un rotor de la instalación de energía eólica a través de un acoplamiento rígido a la torsión, de manera que transmite el par.

[0006] Por los documentos WO 2007/085644 A1 y EP 3232055 A1 se conoce respectivamente el modo de prever un cojinete de árbol de rotor de un árbol de rotor de un rotor de una instalación de energía eólica dentro de una caja de engranaje de un engranaje de la instalación de energía eólica.

[0007] Por el documento US 2020/0291927 A1 se conoce el modo de acoplar un árbol de rotor de un rotor eólico de una instalación de energía eólica, que está soportado en un cojinete principal de una disposición de cojinetes de rotor, a un árbol de salida a través de un acoplamiento elástico diseñado en forma de dentado curvado o un elemento elástico, de modo que sean posibles un desplazamiento y vuelco del árbol de salida con respecto al árbol de rotor y su disposición de cojinetes de rotor.

[0008] Por el documento US 2011/0143880 A1 se conoce el modo de permitir que un árbol de rotor de un rotor eólico de una instalación de energía eólica, que está soportado en un cojinete principal de una disposición de cojinetes de rotor, sobresalga hacia el interior del engranaje a través de un cojinete previsto en una caja de engranaje de un engranaje o fijar el árbol de rotor, que está soportado únicamente en la disposición de cojinetes de rotor, a una corona dentada giratoria de un engranaje planetarios a través de un acoplamiento de resbalamiento soportado, a fin de limitar el par a transmitir.

[0009] En el documento US 2013/0300125 A1, un árbol de rotor de un rotor de instalación de energía eólica soportado en un cojinete principal de una disposición de cojinetes de rotor está acoplado a través un acoplamiento de dientes curvos a un portasatélites previsto en su totalidad en una caja de engranaje de un engranaje, estando el portasatélites soportado en el lado del rotor dentro de la caja de engranaje.

[0010] Por el documento WO 2007/085644 A1 se conoce el modo de acoplar un árbol de rotor de un rotor eólico de una instalación de energía eólica, que está soportado en un cojinete principal de una disposición de cojinetes de rotor, a través de un acoplamiento de dientes curvos abridado al árbol de rotor, a un portasatélites previsto en su totalidad en una caja de engranaje de un engranaje soportado a través de un soporte de par.

[0011] Por el documento US 2017/175717 A1 se conoce un tren de transmisión para una instalación de energía eólica, en el que un árbol de rotor de un rotor eólico, soportado en una disposición de cojinetes de rotor, está acoplado a través un acoplamiento flexible a un portasatélites del lado de entrada de una primera etapa de un engranaje, en donde la primera etapa presenta una caja unida a una góndola de la instalación de energía eólica y a una corona dentada estacionaria y la caja de la primera etapa del engranaje presenta una disposición de rodamientos de bolas de contacto angular doble para soportar el portasatélites de la primera etapa.

[0012] Por el documento CN 206785 944 U se conoce un tren de transmisión para una instalación de energía eólica, en el que un portasatélites del lado de entrada de un engranaje eólico está soportado en una tapa del lado de entrada y está unido a un árbol de rotor en dirección axial fuera de la tapa a través de una chaveta.

[0013] El objetivo de la invención es proporcionar medidas que hagan posible un tren de transmisión económico para una instalación de energía eólica.

[0014] El objetivo se consigue mediante una serie con las características de la reivindicación 1.

[0015] Realizaciones preferentes se indican en las reivindicaciones subordinadas y en la siguiente descripción, que pueden representar respectivamente de manera individual o en combinación un aspecto de la invención.

[0017] Un aspecto de la invención se refiere a una serie de trenes de transmisión, con un primer tren de transmisión, concebido para un primer perfil de requisitos, para una instalación de energía eólica, y un segundo tren de transmisión, concebido para un segundo perfil de requisitos, para una instalación de energía eólica, en donde el primer tren de transmisión y el segundo tren de transmisión presentan respectivamente un engranaje para transmitir y convertir un par procedente de un árbol de rotor de un rotor, soportado en una disposición de cojinetes de rotor, y en donde el engranaje presenta un componente de engranaje de entrada, en particular un portasatélites, que no está soportado al menos en el lado del rotor, para introducir el par en el engranaje, en donde, en el lado del rotor, el componente de engranaje de entrada sobresale parcialmente de una caja de engranaje y/o de una corona dentada del engranaje, y una unidad de acoplamiento realizada por separado del árbol de rotor, de la disposición de cojinetes de rotor y del engranaje, para permitir un acoplamiento transmisor de par y rígido a la torsión, en particular por unión geométrica, del árbol de rotor al componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento, en donde la unidad de acoplamiento presenta un cojinete para soportar el componente de engranaje de entrada, no soportado, dentro de la unidad de acoplamiento, en donde el componente de engranaje de entrada está soportado en el lado del rotor exclusivamente por el cojinete dentro de la unidad de acoplamiento, en donde el engranaje del primer tren de transmisión y el engranaje del segundo tren de transmisión son de diseño idéntico y la unidad de acoplamiento del primer tren de transmisión es de diseño diferente a la unidad de acoplamiento del segundo tren de transmisión, en donde la adaptación del respectivo tren de transmisión al perfil de requisitos que debe cumplirse se realiza exclusivamente mediante la unidad de acoplamiento.

[0019] Mediante la adaptación del cojinete del componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento realizada por separado a los diferentes perfiles de requisitos, se puede evitar una modificación de la construcción del engranaje, de modo que se hace posible un tren de transmisión económico para diferentes instalaciones de energía eólica.

[0021] El cojinete del lado de entrada, en particular único, del componente de engranaje de entrada no está situado dentro del engranaje, sino fuera del engranaje. El cojinete del lado del rotor del componente de engranaje de entrada no soportado no tiene lugar dentro del engranaje, sino exclusivamente fuera de engranaje, en la unidad de acoplamiento realizada por separado. En particular, el cojinete del lado de entrada del componente de engranaje de entrada está situado axialmente a una distancia de una caja de engranaje en la dirección axial. Sin embargo, el cojinete del lado de entrada del componente de engranaje de entrada tampoco está soportado en una caja de cojinete de rotor de la disposición de cojinetes de rotor ni en el árbol de rotor, sino exclusivamente dentro de la unidad de acoplamiento con la ayuda del al menos un cojinete previsto dentro de la unidad de acoplamiento. La unidad de acoplamiento está realizada por separado del árbol de rotor, de una caja de cojinetes de rotor de la disposición de cojinetes de rotor que soporta el árbol de rotor y del engranaje, y puede ser una unidad constructiva realizada por separado del árbol de rotor, de la caja de cojinetes de rotor y del engranaje. El componente de engranaje de entrada, en particular el portasatélites, del engranaje no está soportado, al menos en el lado del rotor, y se soporta en el lado del rotor solo con la ayuda de la unidad de acoplamiento que está realizada por separado del engranaje. En el lado del rotor, el componente de engranaje de entrada está soportado exclusivamente dentro de la unidad de acoplamiento. Esto hace posible que el engranaje no tiene que adaptarse necesariamente a diferentes perfiles de requisitos dentro del engranaje, sino que solo es necesario adaptar convenientemente la unidad de acoplamiento.

[0023] A este respecto, puede tenerse en cuenta que, en función del perfil de requisitos que deba cumplirse, el cojinete del componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento puede cambiarse a un diámetro de cojinete diferente, en particular a un diámetro de árbol y/o de conexión diferente, y/o pueden preverse los elementos de resorte y/o amortiguación eventualmente necesarios en los puntos adecuados del flujo de par entre el árbol de rotor y el componente de engranaje de entrada. La unidad de acoplamiento puede estar preparada para proporcionar una tecnología de amortiguación y/o acoplamiento en función del perfil de requisitos que deba cumplirse, así como un cojinete adecuado para el componente de engranaje de entrada en función de las cargas mecánicas previstas. De este modo, la unidad de acoplamiento puede actuar como filtro de paso bajo para cargas estáticas y/o dinámicas y/o como contrasoporte para soportar momentos de flexión y/o de pivotamiento y/o de vuelco inducidos por la fuerza eólica, de modo que en el flujo de par de giro después del componente de engranaje de entrada resulten condiciones de funcionamiento y cargas sustancialmente comparables, en particular casi idénticas, a pesar de los perfiles de requisitos diferentes. Dado que la adaptación del tren de transmisión al perfil de requisitos que debe cumplirse afecta exclusivamente a la unidad de acoplamiento y se puede prescindir de adaptaciones individuales dentro del engranaje, es posible volver a usar un diseño de engranaje ya desarrollado. Esto puede reducir considerablemente los costes de desarrollo y los plazos de desarrollo. Mediante la adaptación del cojinete del componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento realizada por separado a los diferentes perfiles de requisitos, se puede evitar una modificación de la construcción del engranaje, de modo que se hace posible un tren de transmisión económico para diferentes instalaciones de energía eólica.

[0025] Preferentemente, el primer tren de transmisión está conectado a un primer generador y el segundo tren de transmisión está conectado a un segundo generador, estando concebidos el primer generador y el segundo generador para diferentes perfiles de potencia. De esta manera, se aprovecha el hecho de que el engranaje puede cumplir diferentes perfiles de potencia del lado de salida en un determinado rango de funcionamiento. Esto permite adaptar el tren de transmisión al perfil de potencia del lado de salida del generador en el lado de entrada en la unidad de acoplamiento. Por ejemplo, un generador concebido para un número de revoluciones nominal más alto puede requerir una mayor necesidad de refrigeración en el engranaje en comparación con un generador concebido para un número de revoluciones nominal más bajo, lo que puede tenerse en cuenta mediante un menor efecto de estrangulación en el paso de aceite de refrigeración desde el árbol de rotor, a través de la unidad de acoplamiento, al engranaje en la unidad de acoplamiento. Las diferentes cargas, en particular los momentos de vuelco, que pueden resultar según si el generador está apoyado o no sobre una base o un soporte de máquina en la zona del generador, pueden compensarse mediante el dimensionamiento de la unidad de acoplamiento sin necesidad de realizar ajustes en el engranaje. Además, un cambio en el perfil de potencia del generador, por ejemplo en caso de avería en el lado de la red, puede ser absorbido por la unidad de acoplamiento sin necesidad de adaptaciones en el engranaje. Si la relación de transmisión originalmente prevista del engranaje ya no es adecuada cuando se sustituye el generador, es posible prever entre el engranaje y el generador una etapa intermedia, por ejemplo una etapa planetaria o una etapa de engranaje recto, en particular una que pueda montarse por separado, sin tener que modificar el resto del engranaje. La relación de transmisión puede seleccionarse para optimizar los costes para el par nominal del generador y el número de revoluciones de funcionamiento del generador. En esta optimización pueden tenerse en cuenta los números de revoluciones típicas de los rotores eólicos en función del diámetro del rotor, las clases de viento, la potencia de la instalación y las velocidades máximas de las puntas de pala, así como las frecuencias máximas de conmutación típicas de los componentes eléctricos, con el fin de lograr un coste óptimo.

[0027] Un tren de transmisión de esta serie puede utilizarse fácilmente para diferentes conceptos de tren de transmisión y diferentes perfiles de requisitos, por ejemplo para instalaciones terrestres y/o marinas con la consiguiente mejora de la separabilidad en módulos de transporte y la reducción de los costes logísticos o ubicaciones críticas desde el punto de vista acústico, con o sin elemento de desacoplamiento, sin tener que adaptar la combinación engranaje y generador.

[0028] Otro aspecto no reivindicado se refiere a una serie de trenes de transmisión, que comprenden un primer generador concebido para un primer perfil de potencia y un primer tren de transmisión conectado al primer generador, y un segundo generador concebido para un segundo perfil de potencia y un segundo tren de transmisión conectado al segundo generador, en donde el primer tren de transmisión y el segundo tren de transmisión presentan respectivamente un engranaje para transmitir y convertir un par procedente de un árbol de rotor de un rotor, soportado en una disposición de cojinetes de rotor, en donde el engranaje presenta un componente de engranaje de entrada, en particular un portasatélites, que no está soportado al menos en el lado del rotor, para introducir el par en el engranaje, en donde, en el lado del rotor, el componente de engranaje de entrada sobresale parcialmente de una caja de engranaje y/o de una corona dentada del engranaje, y una unidad de acoplamiento realizada por separado del árbol de rotor, de la disposición de cojinetes de rotor y del engranaje para permitir un acoplamiento transmisor de par y rígido a la torsión, en particular por unión geométrica, del árbol de rotor al componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento, en donde la unidad de acoplamiento presenta un cojinete para soportar el componente de engranaje de entrada, no soportado, dentro de la unidad de acoplamiento, en donde el componente de engranaje de entrada está soportado en el lado del rotor exclusivamente por el cojinete dentro de la unidad de acoplamiento, en donde el engranaje del primer tren de transmisión y el engranaje del segundo tren de transmisión son sustancialmente de diseño idéntico y la unidad de acoplamiento del primer tren de transmisión está diseñada de forma diferente a la unidad de acoplamiento del segundo tren de transmisión. Un tren de transmisión de esta serie puede utilizarse fácilmente para diferentes conceptos de tren de transmisión y diferentes perfiles de requisitos, por ejemplo para instalaciones terrestres y/o marinas con la consiguiente mejora de la separabilidad en módulos de transporte y la reducción de los costes logísticos o ubicaciones críticas desde el punto de vista acústico, con o sin elemento de desacoplamiento, sin tener que adaptar la combinación engranaje y generador. Mediante la adaptación del cojinete del componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento realizada por separado a los diferentes perfiles de requisitos, en el lado de entrada y/o perfiles de potencia en el lado de salida, se puede evitar una modificación de la construcción del engranaje, de modo que se hace posible un tren de transmisión económico para diferentes instalaciones de energía eólica.

[0030] Los respectivos perfiles de requisitos pueden diferir en particular en que pueden producirse, al menos hasta cierto punto, diferentes pares y/o diferentes momentos de flexión y/o de pivotamiento ("momentos de inclinación y guiñada"), y/o diferentes rigideces estructurales y/o diferentes números de revoluciones y/o diferentes vibraciones axiales y/o diferentes vibraciones radiales y/o diferentes fuerzas estáticas y/o dinámicas en dirección axial y/o en dirección radial y/o diferentes requisitos de lubricación. Dos perfiles de requisitos a comparar pueden diferir exactamente en solo exactamente un requisito o en dos, tres o más requisitos. Los diferentes perfiles de requisitos se deben, en particular, a las diferentes ubicaciones de una instalación de energía eólica con diferentes condiciones meteorológicas esperadas y/o diferentes diámetros de pala de rotor y/o diferentes pesos de pala de rotor y/o diferentes perfiles aerodinámicos de las palas de rotor y/o diferentes algoritmos de reglaje para el funcionamiento de la instalación de energía eólica y/o diferentes generadores previstos para la generación de electricidad y/o la manera de ajuste de las palas de rotor.

[0031] El componente de engranaje de entrada es un componente funcional del engranaje que, en cooperación con al menos un componente de engranaje adicional, puede producir una relación de transmisión de número de revoluciones permanentemente diferente de i = 1,0 en condiciones de funcionamiento constantes. Un componente de un acoplamiento de número de revoluciones constante, por ejemplo un dentado enchufable, un dentado corto y/o un dentado curvo, o un componente de un acoplamiento elástico que solo permite una variación limitada del número de revoluciones en torno a un valor medio con una relación de transmisión i = 1,0 en condiciones de funcionamiento constantes, no se entiende como un componente de engranaje por falta de una conversión de número de revoluciones realizable. El componente de engranaje de entrada puede, por ejemplo, tener un dentado sumergido en el engranaje, que puede ser parte de un engranaje recto o parte de un engranaje planetario. Preferentemente, el componente de engranaje de entrada está diseñado como un portasatélites de un engranaje planetario, en el que están soportados de forma giratoria ruedas planetarias radialmente espaciados con respecto a un eje de giro principal, de modo que el número de revoluciones del componente de engranaje de entrada puede convertirse mediante las ruedas planetarias que engranan con una rueda solar y/o una corona dentada. Preferentemente, la corona dentada es inmóvil, de modo que el engranaje, que está diseñada como engranaje planetaria, produzca una transmisión de aceleración. Preferentemente, el engranaje tiene más de una etapa de engranaje, siendo el componente de engranaje de entrada parte de la primera etapa de engranaje en la dirección del flujo de par.

[0033] El cojinete de la unidad de acoplamiento está diseñado en particular para soportar de forma giratoria la parte del componente de engranaje de entrada que está insertada en la unidad de acoplamiento, con respecto a una caja de acoplamiento preferentemente fija. En particular, el cojinete está dispuesto, al menos parcialmente, en una zona axial común con el componente de engranaje de entrada. Preferentemente, el cojinete está previsto en su totalidad dentro de la caja de acoplamiento de la unidad de acoplamiento, en particular está fijado de forma no giratoria a la caja de acoplamiento. Junto con la caja de acoplamiento, el cojinete puede formar como una unidad constructiva común la totalidad o parte de la unidad de acoplamiento configurada por separado del engranaje y por separado del rotor. En particular, la unidad de acoplamiento está posicionada en la dirección axial entre una caja de engranaje del engranaje y una caja de cojinete de rotor de la disposición de cojinetes de rotor prevista para soportar el árbol de rotor. El árbol de rotor que sobresale de la caja del cojinete de rotor de la disposición de cojinetes de rotor y/o el componente de engranaje de entrada que sobresale de la caja de engranaje pueden estar insertados, es decir, introducidos, parcialmente en la unidad de acoplamiento, en particular en la caja del acoplamiento. En particular, el cojinete puede estar diseñado para soportar momentos de vuelco introducidos a través del árbol de rotor y/o a través del componente de engranaje de entrada. En particular, el cojinete puede estar diseñado para desviar cargas axiales significativas. En particular, esto hace posible que el engranaje se diseñe para un par determinado a transmitir para diferentes conceptos de tren de transmisión y diferentes disposiciones de cojinetes del árbol de rotor, sin necesidad de compensar las diferentes cargas axiales en función de la aplicación. La compensación de diferentes cargas axiales puede lograrse mediante una adaptación adecuada del cojinete en la unidad de acoplamiento.

[0035] La disposición de cojinetes de rotor está prevista delante del engranaje y la unidad de acoplamiento en la dirección del par. La disposición de cojinetes de rotor presenta una caja de cojinete de rotor fija en la que está previsto al menos un cojinete de rotor, también designado como "cojinete principal", con la ayuda del cual se puede soportar el árbol de rotor acoplado al rotor (eólico). En particular, están previstos al menos dos cojinetes de rotor separados entre sí en la dirección axial. Por regla general, los al menos dos cojinetes de rotor están claramente separados entre sí en dirección axial para poder apoyar las cargas muy considerables del rotor. Los cojinetes de rotor y la caja de cojinete de rotor de la disposición de cojinetes de rotor están concebidos para apoyar el peso propio del rotor y del árbol de rotor, así como las cargas del viento que atacan en el rotor durante el funcionamiento de la instalación de energía eólica. La disposición de cojinetes de rotor es una unidad constructiva separada del engranaje y de la unidad de acoplamiento. La unidad de acoplamiento es una unidad constructiva separada del engranaje y de la disposición de cojinetes de rotor. El árbol de rotor puede sobresalir de la caja de rotor de la disposición de cojinetes de rotor en un lado axial orientado en sentido opuesto al del rotor. La parte que sobresale del alojamiento del rotor de la disposición de cojinetes de rotor puede acoplarse directa o indirectamente al componente de engranaje de entrada, en particular al buje de un portasatélites. Para ello, preferentemente, el árbol de rotor puede sumergirse parcialmente en la unidad de acoplamiento y acoplarse al componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento de forma rígida a la torsión y transmisora de par, en particular de forma rígida y/o por unión geométrica.

[0037] La unidad de acoplamiento puede permitir el acoplamiento de transmisión de par del árbol de rotor soportado por la disposición de cojinetes de rotor al componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento, por el hecho de que la unidad de acoplamiento proporciona suficiente espacio de construcción para el acoplamiento del árbol de rotor con el componente de engranaje de entrada y adicionalmente proporciona accesibilidad para una herramienta con el fin de llevar a cabo el acoplamiento, por ejemplo, una unión atornillada de brida, con la ayuda de la herramienta. Es posible que el componente de engranaje de entrada ya esté soportado en el cojinete de la unidad de acoplamiento cuando se establece el acoplamiento de transmisión de par con el árbol de rotor, lo que simplifica el montaje. Sin embargo, también es posible que el componente de engranaje de entrada solo sea movida, en particular arrastrada, hacia dentro del cojinete por las fuerzas aplicadas con la ayuda de la herramienta para producir el acoplamiento transmisor de par. Esto hace más fácil prever dentro de la unidad de acoplamiento entre el componente de engranaje de entrada, que anteriormente estaba sin soportar en el lado del rotor, es decir, el lado de entrada, y el cojinete de la unidad de acoplamiento, e introducir a presión el componente de engranaje de entrada en el cojinete de la unidad de acoplamiento. De este modo, el cojinete de la unidad de acoplamiento puede estar previsto de forma premontada en la unidad de acoplamiento durante el acoplamiento transmisor de par del árbol de rotor al componente de engranaje de entrada y conseguir un cojinete de bajo desgaste del componente de engranaje de entrada. En lugar de conectar el engranaje y la disposición de cojinetes de rotor directamente entre sí y tener que soportar completamente tanto el lado de salida de la disposición de cojinetes de rotor como el lado de entrada del engranaje para este fin, se puede lograr una conexión indirecta del engranaje con la disposición de cojinetes de rotor con la ayuda de la unidad de acoplamiento realizada por separado con respecto a la disposición de cojinetes de rotor y al engranaje, en donde la unidad de acoplamiento se puede sustituir junto con el cojinete para el componente de engranaje de entrada de forma económica para adaptar el engranaje a otro perfil de requisitos. En particular, la unidad de acoplamiento es más corta en dirección axial que en dirección radial. Preferentemente, la unidad de acoplamiento puede fijarse al componente de engranaje de entrada y/o al árbol de rotor. La unidad de acoplamiento no solo cumple la función de permitir que el árbol de rotor se acople al componente de engranaje de entrada, sino adicionalmente la función de soportar el componente de engranaje de entrada y/o apoyar el árbol de rotor contra las cargas del viento como contrasoporte que actúa en la dirección axial. Preferentemente, la unidad de acoplamiento proporciona el único cojinete del componente de engranaje de entrada, de modo que no es necesario proporcionar ningún cojinete directo del componente de engranaje de entrada. Dado el caso, el componente de engranaje de entrada es retenido de forma imperdible en el engranaje por la caja de engranaje. Preferentemente, el árbol de rotor puede sumergirse parcialmente en la unidad de acoplamiento y estar acoplado al componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento de forma rígida a la torsión y transmisora de par, en particular de forma rígida y/o por unión geométrica. En particular, el acoplamiento entre el árbol de rotor y el elemento del engranaje de entrada está diseñado para transmitir el par de forma ilimitada y también es sustancialmente resistente a el número de revoluciones. En particular, el acoplamiento está realizado por unión geométrica, de modo que se evita una unión por fricción, superable bajo carga, entre el árbol de rotor y el elemento del engranaje de entrada.

[0039] En particular, la instalación de energía eólica presenta una torre una a un fondo, sobre la que está prevista una góndola. Dentro de la góndola puede estar previsto el tren de transmisión. El tren de transmisión puede estar fijado a la góndola a través de un soporte de máquina que puede servir de base. El árbol de rotor unido a la unidad de acoplamiento puede sobresalir de la góndola y estar unido a las palas de rotor fuera de la góndola, a través de un buje del rotor para formar el rotor (eólico) de la instalación de energía eólica. El ángulo de ataque de las palas de rotor puede modificarse, en particular, con la ayuda de un sistema de control de palas de rotor, en particular para ajustar las cargas introducidas a través del rotor en función de las condiciones meteorológicas actuales y/o para evitar sobrecargas. El componente de engranaje de entrada puede sobresalir del engranaje, en particular de una caja de engranaje, por el lado de entrada, es decir, hacia el rotor, y de esta manera puede acoplarse fácilmente a la unidad de acoplamiento.

[0041] el engranaje puede presentar un componente de engranaje de salida, en particular un árbol de rueda solar que apunta hacia un generador en el lado de salida, en dirección opuesta al rotor. El componente de engranaje de salida puede sobresalir del engranaje, en particular de la caja de engranaje, y engranar en una caja de generador del generador, donde el componente de engranaje de salida del engranaje puede estar unido a un árbol de generador de un rotor de una máquina eléctrica del generador. Alternativamente, el árbol de generador del generador puede engranar en el engranaje y, en particular, estar unido al componente de engranaje de salida dentro de la caja de engranaje. El generador puede generar energía eléctrica a partir del par introducido, que en particular puede suministrarse a una red eléctrica.

[0043] En particular, está previsto que el engranaje presenta al menos una etapa planetaria con un engranaje planetario y que el componente de engranaje de entrada es un portasatélites del engranaje planetario orientado hacia el árbol de rotor, presentando el portasatélites un buje de portasatélites no soportado que sobresale hacia el árbol de rotor, y estando soportado el buje de portasatélites en la unidad de acoplamiento. El buje del portasatélites que sobresale de una parte lateral del portasatélites puede insertarse fácilmente en la unidad de acoplamiento y soportarse directa o indirectamente dentro de la unidad de acoplamiento. El buje del portasatélites también puede sobresalir fácilmente de una caja de engranaje del engranaje, de modo que no se requieran adaptaciones significativas del engranaje para acoplar la unidad de acoplamiento al componente de engranaje de entrada. El par procedente del rotor puede introducirse en las respectivas etapas planetarias a través del portasatélites y puede descargarse un árbol de rueda solar, de modo que cada etapa planetaria puede proporcionar una elevada relación de transmisión. En particular, el buje del portasatélites está hecho de una sola pieza con al menos una parte lateral de portasatélites del portasatélites. El portasatélites puede estar centrado al menos aproximadamente en el engranaje planetario de la etapa planetaria por la al menos una rueda planetaria que engrana con la rueda solar y con la corona dentada, y fijado aproximadamente en la posición relativa, siendo posible fijar temporalmente el portasatélites con la ayuda de al menos un elemento de fijación para el transporte y el montaje. El soporte en la unidad de acoplamiento con la ayuda del cojinete de la unidad de acoplamiento es suficiente para soportar el portasatélites y fijarlo en su posición relativa definida dentro de la etapa planetaria. El cojinete de la unidad de acoplamiento puede estar concebido de tal manera que las deformaciones y desplazamientos inducidos por la fuerza del viento entre una conexión del árbol de rotor en la unidad de acoplamiento y una corona dentada del engranaje puedan mantenerse preferentemente por debajo o igual a los desplazamientos admisibles en el engranaje del fuselaje desarrollada anteriormente, que ha de usarse como engranaje para distintos trenes de transmisión. Este comportamiento puede diseñarse ventajosamente a través la rigidez estructural seleccionada de la unidad de acoplamiento, así como el pretensado del cojinete y/o el juego del cojinete en la unidad de acoplamiento.

[0045] El engranaje puede tener exactamente una etapa de engranaje, en particular diseñada como una etapa planetaria, pudiendo tener el engranaje preferentemente dos, tres, cuatro o más etapas de engranaje. La respectiva etapa de engranaje presenta respectivamente el engranaje planetario que puede tener como componentes del engranaje una rueda solar, al menos una rueda planetaria engranada con la rueda solar, una corona hueca engranada con la rueda planetaria y un portasatélites que soporta de forma giratoria la rueda planetaria. La rueda solar y un árbol de rueda solar unido a la rueda solar, el portasatélites y la corona dentada están dispuestos sustancialmente de forma coaxial entre sí, estando la corona dentada preferentemente fijada de forma no giratoria, en particular fijada a la caja de engranaje de forma inmóvil, mientras que la rueda solar y el portasatélites están soportados de forma giratoria, en particular en la caja de engranaje y/o entre sí. La al menos una rueda planetaria puede estar soportada de forma giratoria en el portasatélites en un radio predefinido con respecto al eje de giro del engranaje, que coincide con el eje de giro de la rueda solar y/o del portasatélites. Para ello, la al menos una rueda planetaria puede estar soportada en un eje planetario fijado al portasatélites o la respectiva rueda planetaria presenta un árbol de rueda planetaria fijado a la rueda planetaria, que está soportado en al menos una parte lateral de rueda planetaria, preferentemente en ambos extremos axiales en una parte lateral de rueda planetaria respectivamente, del portasatélites. Preferentemente, están previstos tres, cinco o siete ruedas planetarias que en particular están previstas de forma distribuida uniformemente en la dirección circunferencial.

[0047] Preferentemente está previsto que el cojinete esté en contacto directamente con el componente de engranaje de entrada o que la unidad de acoplamiento presente una pieza de transición unida fijamente al componente de engranaje de entrada para proporcionar una superficie de soporte en un diámetro de soporte diferente al del componente de engranaje de entrada, estando el cojinete directamente en contacto con la superficie de soporte de la pieza de transición. Si el cojinete de la unidad de acoplamiento está en contacto directo con el componente de engranaje de entrada, el propio componente de engranaje de entrada puede formar una superficie de soporte a la que, por ejemplo, puede estar fijado un anillo de cojinete del cojinete. Si el componente de engranaje de entrada solo está soportado indirectamente en el cojinete de la unidad de acoplamiento con la ayuda de la pieza de transición, la pieza de transición puede estar fijada al componente de engranaje de entrada y es la pieza de transición la que forma la superficie de soporte para el cojinete. La superficie de soporte de la pieza de transición está provista de un diámetro de soporte que se desvía de un diámetro exterior y/o interior de la parte del componente de engranaje de entrada que engrana en la unidad de acoplamiento. De este modo, el componente de engranaje de entrada puede soportarse en un diámetro de cojinete con la ayuda de la pieza de transición, que no está previsto en el componente de engranaje de entrada sin la pieza de transición. De este modo, el cojinete del componente de engranaje de entrada puede adaptarse fácilmente a un perfil de requisitos que requiera un diámetro de cojinete no proporcionado por el componente de engranaje de entrada por sí solo debido a las cargas que se producen y/o a las restricciones de espacio de construcción. No es necesario adaptar el propio componente de engranaje de entrada. En función del perfil de requisitos, puede estar instalada respectivamente una pieza de transición de dimensiones diferentes en la unidad de acoplamiento.

[0049] De manera especialmente preferente, el cojinete está diseñado como cojinete liso o rodamiento, en particular un cojinete de rodillos cónicos. En función del perfil de requisitos, puede ser más adecuado un cojinete liso o un rodamiento. En función del perfil de requisitos, el cojinete está diseñado para desviar solo fuerzas radiales, solo fuerzas axiales o tanto fuerzas axiales como radiales, o no apoyar intencionadamente. En particular, el cojinete puede estar compuesto por varios cojinetes parciales, por ejemplo, un cojinete axial, en particular un cojinete liso axial, y un cojinete radial, en particular un cojinete liso radial, o dos cojinetes de rodillos cónicos en disposición X o disposición O. La pieza de transición puede utilizarse, por ejemplo, para contrarrestar las restricciones de espacio de construcción para un soporte determinado deseado, incluso si las dimensiones del componente de engranaje de entrada son desfavorables para el soporte deseado.

[0051] En particular, la unidad de acoplamiento presenta al menos un pie de apoyo para desviar cargas mecánicas a un componente fijo, en particular una caja de cojinete de rotor de la disposición de cojinetes de rotor, prevista para soportar el árbol de rotor y/o para desviar cargas mecánicas a una caja de engranaje y/o corona dentada del engranaje y/o para desviar cargas mecánicas a una base para apoyar el tren de transmisión. En particular, el pie de apoyo puede estar fijado de forma inmóvil al componente fijo o estar presionado contra el componente fijo debido a las fuerzas que han de ser desviadas. De este modo, las cargas mecánicas pueden desviarse, al menos parcialmente, más allá del componente de engranaje de entrada y transferirse de modo que el engranaje no se sobrecargue ni siquiera con un perfil de requisitos exigente. El pie de apoyo está diseñado en particular para absorber fuerzas en dirección axial y/o en dirección radial.

[0053] Preferentemente, la unidad de acoplamiento presenta un soporte de par para soportar el par procedente del rotor a un/el componente fijo, en particular una caja de cojinete de rotor de la disposición de cojinetes de rotor, prevista para soportar el árbol de rotor y/o para desviar cargas mecánicas a una caja de engranaje y/o corona dentada del engranaje y/o para desviar cargas mecánicas a una base para apoyar el tren de transmisión. El soporte de par está previsto en particular para desviar fuerzas en la dirección circunferencial. Mediante el soporte de par de la unidad de acoplamiento, previsto fuera del engranaje, no es necesario prever un soporte del par en el engranaje. En función del perfil de requisitos, el soporte de par de la unidad de acoplamiento puede estar dimensionado para cargas mayores o menores sin necesidad de adaptaciones en el engranaje.

[0055] De manera especialmente preferente, la unidad de acoplamiento presenta un elemento de resorte axial y/o un elemento de amortiguación axial para soportar de forma flexible las fuerzas axiales, en particular las causadas por el peso propio del engranaje. Una fuerza de peso del engranaje puede imponer un momento de vuelco desde un plano radial del engranaje. Este momento de vuelco puede ser soportado por el elemento de resorte axial y/o un elemento de amortiguación axial de la unidad de acoplamiento y el vuelco hacia fuera del plano radial puede evitarse o limitarse a una medida tolerable. Dependiendo de la situación de montaje del engranaje en el tren de transmisión y del perfil de requisitos previsto, puede producirse respectivamente un momento de vuelco diferente. Esto se puede compensar adaptando las dimensiones del elemento de resorte axial y/o del elemento amortiguador axial sin tener que realizar para ello adaptaciones dentro del engranaje.

[0057] En particular, la unidad de acoplamiento presenta un acoplamiento elástico que puede unirse al árbol de rotor, estando diseñado el acoplamiento elástico de forma rígida a la torsión y flexible en dirección axial y/o en dirección radial. El acoplamiento elástico puede transmitir el par introducido casi sin pérdidas, por lo que los choques axiales y/o radiales pueden amortiguarse y/o anularse. Por ejemplo, el acoplamiento elástico presenta paquetes de chapas y/o laminillas, que son elásticos en dirección axial y/o radial, pero que pueden transmitir un par de forma rígida a la torsión en la dirección circunferencial.

[0059] Preferentemente, la unidad de acoplamiento presenta una abertura de paso, en particular céntrica, para pasar un tubo de paso entre el árbol de rotor y el engranaje. A través del tubo de paso, las líneas de control eléctricas y/o hidráulicas para el funcionamiento de un ajuste de palas de rotor pueden hacerse pasar a través del engranaje, a través de la unidad de acoplamiento y a través del árbol de rotor para poder ajustar un ángulo de ataque de las palas de rotor unidas a un buje de rotor del árbol de rotor. El funcionamiento del ajuste de las palas de rotor no se ve afectado significativamente por la unidad de acoplamiento.

[0061] De forma especialmente preferente, la unidad de acoplamiento presenta un canal de lubricante para intercambiar un lubricante, en particular aceite lubricante, entre el árbol de rotor y el componente de engranaje de entrada. Preferentemente, el lubricante también puede usarse para lubricar el cojinete de la unidad de acoplamiento y puede desviarse del canal de lubricación a través de un canal de lubricación previsto a tal efecto. Mediante el canal de lubricante de la unidad de acoplamiento se puede también hacer posible permite también a través de la unidad de acoplamiento un suministro conjunto de lubricante para el rotor y el engranaje. En particular, a través del dimensionamiento de la sección transversal de flujo del canal de lubricante en la unidad de acoplamiento, es posible adaptar un flujo de aceite lubricante a diferentes perfiles de requisitos, sin tener que realizar cambios en el concepto de lubricación dentro del engranaje. Para ello, se puede aumentar o reducir el efecto de estrangulación del canal de lubricante en la unidad de acoplamiento.

[0063] En particular, la unidad de acoplamiento presenta al menos un medio de fijación de rotor accesible radialmente desde fuera de la unidad de acoplamiento, para la fijación separable de la unidad de acoplamiento al árbol de rotor y/o al menos un medio de fijación de engranaje accesible radialmente desde fuera de la unidad de acoplamiento, para la fijación separable de la unidad de acoplamiento al componente de engranaje de entrada del engranaje. La unidad de acoplamiento puede estar premontada con el engranaje y fijarse fácilmente al árbol de rotor con la ayuda del medio de fijación de rotor. También es posible que la unidad de acoplamiento esté premontada con el árbol de rotor y pueda fijarse fácilmente al componente de engranaje de entrada con la ayuda del medio de fijación de engranaje. Preferentemente, el elemento de acoplamiento para acoplar el engranaje al rotor no necesita estar premontado con el árbol de rotor ni con el componente de engranaje de entrada, sino que puede fijarse al árbol de rotor y al componente de engranaje de entrada con la ayuda de los medios de fijación del rotor y los medios de fijación del engranaje, fácilmente accesibles, después de haberse realizado ya el posicionamiento del engranaje en relación con el rotor. En particular, el engranaje está guiado sobre un soporte de máquina de forma deslizable en la dirección axial del árbol de rotor, de modo que el componente de engranaje de entrada pueda insertarse fácilmente en la unidad de acoplamiento, que por ejemplo ya está fijada al árbol de rotor, mientras que un montador puede controlar fácilmente la inserción del componente de engranaje de entrada en la unidad de acoplamiento y, dado el caso, intervenir. Cuando el componente de engranaje de entrada está insertado en la unidad de acoplamiento en la posición final deseada, la posición relativa del engranaje con respecto al rotor puede fijarse preferentemente con la ayuda de los medios de fijación del engranaje.

[0064] Un objeto no reivindicado se refiere además a un aglomerado de datos con paquetes de datos resumidos en un archivo común o distribuidos en varios archivos para representar la forma tridimensional y/o las interacciones de todos los componentes previstos en el tren de transmisión, que puede estar realizado y perfeccionado como se ha descrito anteriormente, en donde los paquetes de datos están preparados para la fabricación aditiva de los componentes del tren de transmisión en el caso de un procesamiento mediante un equipo de procesamiento de datos para el funcionamiento de una máquina herramienta para la producción aditiva de dispositivos, en particular mediante impresión 3D, y/o para llevar a cabo una simulación del modo de funcionamiento del tren de transmisión en el caso de un procesamiento mediante un equipo de procesamiento de datos para llevar a cabo una simulación técnica, y para emitir resultados de simulación generados en este proceso para su uso ulterior, en particular con el fin de proporcionar una prueba de resistencia a la fatiga en función de cargas variables y/o cargas de temperatura variables y, dado el caso, compararlos con datos de medición determinados en un tren de transmisión producido realmente y/o en un prototipo del tren de transmisión. Los paquetes de datos del aglomerado de datos están especialmente adaptados al diseño del respectivo tren de transmisión descrito anteriormente, para poder representar adecuadamente la interacción de los componentes del tren de transmisión durante el procesamiento en el equipo de procesamiento de datos. En particular, los paquetes de datos pueden almacenarse de forma distribuida en el espacio, pero estar adaptados entre sí de tal manera que, en el caso de que todos los paquetes de datos estén reunidos en un equipo de procesamiento de datos común, el aglomerado de datos compuesto de este modo proporcione todos los datos necesarios para la producción aditiva y/o una simulación técnica con la ayuda del equipo de procesamiento de datos para el tren de transmisión. Por ejemplo, los paquetes de datos son respectivamente partes separadas de una biblioteca de datos ("Library"), que se reúnen para formar el aglomerado de datos y se adaptan entre sí en cuanto a sus dimensiones relativas entre sí y/o dimensiones absolutas y/o propiedades materiales correspondientes al respectivo tren de transmisión. El aglomerado de datos puede representar una encarnación virtual del respectivo tren de transmisión en forma del denominado "gemelo digital", que permite un examen virtual en forma de simulación o una visualización real con la ayuda de un procedimiento de fabricación aditiva. Un gemelo digital de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento US 2017/286572 A1.

[0066] Cuando el equipo de procesamiento de datos de la máquina herramienta procesa el aglomerado de datos, se produce el tren de transmisión, de modo que después de que el aglomerado de datos haya sido procesado en el equipo de procesamiento de datos, se obtiene el tren de transmisión, al menos en forma de prototipo. En particular, un paquete de datos puede representar respectivamente un componente realizado por separado del respectivo tren de transmisión asociado, de modo que los componentes individuales puedan ser fácilmente ensamblados real y/o virtualmente en su posición relativa y/o movilidad relativa, con el fin de realizar las interacciones esenciales para la invención. En particular, es posible con la ayuda de los respectivos paquetes de datos generar los distintos componentes del respectivo dispositivo por separado y, dado el caso, a partir de diferentes materiales mediante fabricación aditiva y ensamblarlos a continuación formando un prototipo del respectivo dispositivo. La división de los datos del aglomerado de datos en diferentes paquetes de datos permite así de manera sencilla una fabricación aditiva secuencial de componentes móviles unos respecto a otros del respectivo dispositivo en forma de un kit de piezas ("kit of parts") que está preparado para ya solo ensamblarse adecuadamente para la interacción de las partes integrantes del prototipo para conseguir el objetivo de la invención.

[0068] Adicional o alternativamente, con la ayuda de los paquetes de datos del aglomerado de datos en un entorno virtual durante una simulación técnica, es posible calcular y/o predecir los componentes individuales del respectivo dispositivo, sus interacciones, el estado físico y/o el cambio de los parámetros físicos en función de diversas condiciones límite y/o a lo largo del tiempo del tren de transmisión asociado y utilizarlos para comprobar si el tren de transmisión es lo suficientemente adecuado para el fin previsto sobre la base del diseño supuesto y teniendo en cuenta las influencias simuladas supuestas. Si el aglomerado de datos es procesado por un equipo de procesamiento de datos que representa el entorno de simulación, es posible examinar el comportamiento del tren de transmisión teniendo en cuenta, en particular, el cambio de las condiciones límite. Esto permite, por ejemplo, examinar los efectos de la fuerza centrífuga en componentes individuales del tren de transmisión en función de distintas cargas estáticas y/o dinámicas y/o diferentes temperaturas de funcionamiento, pudiendo incorporarse este tipo de resultados de simulación a la creación de una prueba de la resistencia a la fatiga. Preferentemente, los resultados de la simulación obtenidos tras procesar el aglomerado de datos en el equipo de procesamiento de datos para el entorno de simulación se almacenan con el fin de compararlos con los datos de medición determinados en un tren de transmisión real producido y/o en un prototipo del tren de transmisión. De esta manera, es posible evaluar la calidad de los resultados de simulación obtenidos con la ayuda del aglomerado de datos y/o identificar errores de medición y/o una medición defectuosa, en particular en el caso de desviaciones especialmente grandes. Esto simplifica y mejora el control de calidad no destructivo del engranaje.

[0070] El aglomerado de datos hace posible una fabricación económica de prototipos y/o simulaciones por ordenador para estudiar el modo de funcionamiento del cuerpo rotatorio y/o la herramienta de sujeción, identificar problemas en la aplicación concreta y encontrar mejoras. La consecución del objetivo en el que se basa la invención puede comprobarse de manera fácil y económica con la ayuda del aglomerado de datos.

[0072] A continuación, la invención se explica con más detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, con la ayuda de ejemplos de realización preferentes.

[0074] Muestran:

[0076] la figura 1: una vista esquemática en perspectiva de una instalación de energía eólica,

[0077] la figura 2: un alzado lateral esquemático de una parte de un tren de transmisión de la instalación de energía eólica de la figura 1,

[0078] la figura 3: una vista esquemática en sección de una primera forma de realización de una unidad de acoplamiento para el tren de transmisión de la figura 2,

[0079] la figura 4: una vista esquemática en sección de una segunda forma de realización de una unidad de acoplamiento para el tren de transmisión de la figura 2,

[0080] la figura 5: una vista esquemática en sección de una tercera forma de realización de una unidad de acoplamiento para el tren de transmisión de la figura 2,

[0081] la figura 6: una vista esquemática en sección de una cuarta forma de realización de una unidad de acoplamiento para el tren de transmisión de la figura 2,

[0082] la figura 7: un diagrama esquemático de una quinta forma de realización de una unidad de acoplamiento para el tren de transmisión de la figura 2 en el estado instalado y

[0083] la figura 8: un diagrama esquemático de la unidad de acoplamiento de la figura 6 para el tren de transmisión de la figura 2 en el estado instalado.

[0085] La instalación de energía eólica 10 mostrada en la figura 1 se puede usar para generar energía eléctrica a partir de la fuerza del viento. Para ello, la instalación de energía eólica 10 presenta un rotor 12 que puede hacerse girar de forma accionada por fuerza del viento. El rotor 12 está acoplado a un tren de transmisión 14. Para ello, el rotor 12 está conectado a un árbol de rotor 16 que dentro del tren de transmisión 14 está acoplado con un engranaje 18 para convertir el par introducido a través del rotor 12 y el árbol de rotor 16. El par convertido en el engranaje 18 se suministra a una máquina eléctrica operada en modo generador, que representa un generador 20. La energía eléctrica generada por el generador 20 se puede suministrar a una batería recargable y/o a una red eléctrica. En el ejemplo de realización mostrado, el tren de transmisión 14 está alojado completamente en una góndola 22, que está fijada a un extremo libre superior de una torre de soporte 24.

[0087] Como se muestra en la figura 2, el engranaje 18, acoplado al generador 20, del tren de transmisión 14 puede tener varias etapas planetarias 28 alojadas en una caja de engranaje 26, de las cuales la etapa planetaria 28 del lado de entrada se muestra sin caja de engranaje 26. La respectiva etapa planetaria 28 está diseñada como un engranaje planetario en el que se introduce un par del lado de entrada a través de un buje de portasatélites 30 de un portasatélites 32 y se puede evacuar a través de un árbol de rueda solar 36 unido a una rueda solar 34. El árbol del engranaje planetario 36 de la etapa planetaria 28 del lado de entrada y el buje de portasatélites 30 de la siguiente etapa planetaria 28 pueden estar unidos entre sí, en particular coincidir en una sola pieza. Al menos una rueda planetaria 40, que engrana tanto con la rueda solar 34 como con una corona dentada 42 fijada de forma no giratoria al engranaje 26, está montada de forma giratoria en el portasatélites 32, que en particular tiene dos partes laterales, a una distancia radial de un eje de rotación 38. Aquí, el lado exterior de la corona dentada 42 que está orientado radialmente hacia fuera puede formar una parte de la caja de engranaje 26 que no está cubierta radialmente hacia fuera por separado por el resto de la caja de engranaje 26. La rueda planetaria 40 está soportada de forma giratoria en el portasatélites 32 a través de un perno planetario 44, en donde el perno planetario puede estar diseñado como un eje de rueda planetaria fijado de forma de forma no giratoria al portasatélites 32 y soportado de forma relativamente giratoria en la rueda planetaria 40 o como un árbol de rueda planetaria que está fijado de forma no giratoria a la rueda planetaria 40 y soportado de forma relativamente giratoria en las partes laterales de portasatélites del portasatélites 32. El buje de portasatélites 30, el portasatélites 32, la rueda solar 34 y el árbol de rueda solar 36 de la respectiva etapa planetaria 28 están diseñados de forma hueca, en particular en forma de árbol hueco, de modo que un tubo de paso puede hacerse pasar a través del engranaje 18 hasta el árbol de rotor 16 del rotor 12.

[0089] El buje de portasatélites 30 puede, por ejemplo, insertarse y/o abridarse en la unidad de acoplamiento 46 mostrada en la figura 3, mostrándose solo el buje de portasatélites 30 del portasatélites 32 de la etapa planetaria 28 del lado de entrada del engranaje 18 para simplificar la visualización. La unidad de acoplamiento 46 presenta un cojinete 48, a través del cual el buje de portasatélites 30 y, por tanto, el portasatélites 32 está soportado en la unidad de acoplamiento 46. El cojinete 48 sustituye a un cojinete del lado de entrada del portasatélites 32 dentro del engranaje 18, que de otro modo sería necesario, y de este modo se ahorra. El portasatélites 32 del engranaje 18 no está soportado, al menos en el lado del rotor, y se soporta en el lado del rotor solo con la ayuda de la unidad de acoplamiento 46 realizada por separado del engranaje 18. El soporte del portasatélites 32 en el lado del rotor se realiza exclusivamente dentro de la unidad de acoplamiento 46. En la forma de realización mostrada, el cojinete 48 está diseñado como un cojinete de rodillos cónicos de doble hilera en una disposición en O. Dicho cojinete 48 puede soportar completamente el portasatélites 32, de modo que no es necesario ningún cojinete adicional para soportar el portasatélites 32 y el cojinete 48 de la unidad de acoplamiento 46 puede ser el único cojinete para soportar el portasatélites 32.

[0091] La unidad de acoplamiento 46 presenta una caja de acoplamiento 50 soportada a través del cojinete 48 en el buje de portasatélites 30 del portasatélites 30, que puede fijarse de forma inmóvil a la caja de engranaje 26 y/o a la corona dentada 42 del engranaje 18. Adicional o alternativamente, es posible unir la caja de acoplamiento 50 a una caja de cojinete de rotor 52 para soportar el árbol de rotor 16, en particular a través de elementos de resorte y/o de amortiguación de forma flexible limitadamente. El árbol de rotor 16 puede fijarse indirectamente, por ejemplo a través de un árbol intermedio en la unidad de acoplamiento 46, o directamente al buje de portasatélites 30, por ejemplo a través de una unión por brida. En el ejemplo de realización mostrado en la figura 2, la caja de acoplamiento 50 presenta de soportes de par 54 que sobresalen radialmente, con la ayuda de los cuales se puede soportar adecuadamente el par a transmitir. Si el perfil de requisitos para el tren de transmisión 14 prevé un soporte de 3 puntos o de 4 puntos para el árbol de rotor 16, por ejemplo, se pueden soportar pares de reacción, así como cargas de flexión y/o de pivotamiento y/o de inclinación y/o pares de giro más elevados en la caja de acoplamiento 50 y en los soportes de par 54 sin cargar el engranaje 18. Para la adaptación a dichos perfiles de requisitos, los soportes de par 54 de la unidad de acoplamiento 46 pueden estar adaptados en su longitud y/o su grosor de material. No es necesaria una adaptación dentro del engranaje 18 para poder soportar adecuadamente el par a transmitir, sino que puede realizarse exclusivamente con la ayuda de la unidad de acoplamiento 46 adaptada correspondientemente.

[0093] En la forma de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostrada en la figura 4, en comparación con la forma de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostrada en la figura 3, adicional o alternativamente al soporte de par 54 puede estar previsto un acoplamiento elástico 56 que en el ejemplo de realización mostrado está realizado de forma rígida a la torsión, pero puede estar realizado de forma elásticamente flexible en la dirección axial y/o en la dirección radial. Esto permite un desacoplamiento blando-elástico y/o elástico. Si el perfil de requisitos para el tren de transmisión 14 prevé choques introducidos a través del árbol de rotor 16 en dirección axial y/o radial, estos choques pueden ser amortiguados y/o anulados por el acoplamiento elástico 56 dentro de la unidad de acoplamiento 46, sin que sea necesario realizar adaptaciones en el engranaje 18 para este fin.

[0095] En la forma de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostrada en la figura 5, en comparación con la forma de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostrada en la figura 4, el acoplamiento elástico 56 puede estar previsto entre la caja de cojinete del rotor 52 y la caja de acoplamiento 50. Para ello, el acoplamiento elástico 56 puede estar diseñado de forma flexible en la dirección circunferencial, pero puede estar acoplado rígidamente a la caja de cojinete del rotor 52 y a la caja de acoplamiento 50, en particular en la dirección axial y/o radial. Si el perfil de requisitos para el tren de transmisión 14 incluye ubicaciones de instalaciones de energía eólica sensibles al sonido, las frecuencias de excitación procedentes del generador 20 y/o del engranaje 18 pueden desacoplarse del árbol de rotor 16, con lo que pueden evitarse o al menos reducirse las emisiones de ruido. Además, los choques de par pueden ser amortiguados y/o anulados por el acoplamiento elástico 56 dentro de la unidad de acoplamiento 46, sin tener que realizar adaptaciones en el engranaje 18 para este fin.

[0097] En la forma de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostrada en la figura 6, en comparación con las formas de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostradas en las figuras 3 a 4, el buje de portasatélites 30 está soportado indirectamente en la unidad de acoplamiento 46 con la ayuda del cojinete 48. En dirección axial entre el árbol de rotor 16 y el buje de portasatélites 30 está prevista una pieza de transición 58 que está fijada al árbol de rotor 16 y al buje de portasatélites 30 en el lado frontal con la ayuda de medios de fijación de rotor 60. En comparación con el buje de portasatélites 30, la pieza de transición 58 puede formar en un diámetro de cojinete mayor una superficie de soporte 64 para el cojinete 48. En el ejemplo de realización mostrado, el cojinete 48 está diseñado como un cojinete de rodillos cónicos de dos hileras en una disposición en X a modo de un soporte de par, en particular un cojinete de cuatro puntos. La caja de acoplamiento 50 de la unidad de acoplamiento 46 está fijada al engranaje 18, en particular a la corona dentada 42 y/o a la caja de engranaje 26, a través de medios de fijación de engranaje 66, en donde los medios de fijación de engranaje 66 son fácilmente accesibles desde radialmente fuera de la unidad de acoplamiento 46. La unidad de acoplamiento 46 puede estar ya premontada con el árbol de rotor 16 y/o con la caja de cojinete de rotor 52, cuando el buje de portasatélites 30 del lado del rotor del engranaje 18 se inserta en la unidad de acoplamiento 46. Por último, la unidad de acoplamiento 46 puede fijarse al engranaje 18 de forma separable con la ayuda de los medios de fijación de engranaje 66 para fijar la posición relativa deseada alcanzada.

[0099] En la forma de realización de la unidad de acoplamiento 46 mostrada solo esquemáticamente en la figura 7, el soporte de par 54 se apoya en la caja de cojinete de rotor 52 a través de un pie de apoyo 68. El pie de apoyo 68 puede estar fijado de forma no giratoria, por ejemplo atornillado, a la caja de cojinete de rotor 52. Adicional o alternativamente, la unidad de acoplamiento 46 puede presentar un soporte axial 70 con elementos de resorte axiales 72 y/o elementos de amortiguación axiales, con la ayuda de los cuales se puede soportar un momento de vuelco causado por el peso propio 74 del engranaje 18 en la caja de cojinete de rotor 52 a través del mismo o de otro pie de apoyo 68. En función del diseño de los elementos de resorte axial 72 y/o de los elementos amortiguadores axiales, las vibraciones introducidas por el árbol de rotor 16 pueden amortiguarse y/o anularse en el soporte axial 70. La caja de cojinete de rotor 52 está fijada a un soporte de máquina 76, que puede formar una base para el engranaje 18. El al menos un pie de apoyo 68 puede estar adicional o alternativamente apoyado, en particular fijado de forma inmóvil, en el soporte de máquina 76.

[0101] En la forma de realización del engranaje 14 mostrada en la figura 8, en comparación con la forma de realización del engranaje 14 mostrada en la figura 7, el árbol de rotor 16 está soportado, por ejemplo esféricamente, en la caja de cojinete de rotor 52, como parte de un soporte de tres puntos del árbol de rotor 16. El cojinete 60 de la unidad de acoplamiento 48 no solo puede realizar la función de soportar el buje de portasatélites 30, sino que adicionalmente puede realizar la función de formar para el soporte del árbol de rotor 16 en la caja de cojinete de rotor 52 un contrasoporte que en particular puede soportar un momento de vuelco introducido por el árbol de rotor 16. En particular, el cojinete 60 está diseñado como dos rodamientos de bolas de contacto angular en una disposición en X, lo que significa que cualquier momento de inclinación que se produzca puede ser bien soportado bien en la caja de acoplamiento 50. La caja de acoplamiento 50 a su vez puede estar apoyada en una base, en particular en el soporte de máquina 68, a través de un pie de apoyo 68, pudiendo estar previsto preferentemente un elemento de resorte y/o amortiguación 78 entre el pie de apoyo 68 y la base y/o el soporte de la máquina 68. Adicionalmente, puede estar previsto que a través del mismo pie de apoyo 68 pueda soportarse también el peso propio del engranaje 18 y/o del generador 20. De este modo, el cojinete 48 de la unidad de acoplamiento 46 puede realizar también la función de soportar un momento de vuelco introducido por el peso propio del engranaje 18 y/o del generador 20, en donde preferentemente el momento de vuelco introducido en la unidad de acoplamiento 46 en el lado de entrada por el árbol de rotor 16 y el momento de vuelco introducido en la unidad de acoplamiento 46 en el lado de salida a través del buje de portasatélites 30 en el estado estático y/o en el estado dinámico se compensan al menos parcialmente, en particular casi completamente, preferentemente a entre 90% y 100%, en la zona del cojinete 48.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

1. Serie de trenes de transmisión (14), con un primer tren de transmisión concebido para un primer perfil de requisitos para una instalación de energía eólica (10) y un segundo tren de transmisión concebido para un segundo perfil de requisitos para una instalación de energía eólica (10),

en donde el primer tren de transmisión y el segundo tren de transmisión presentan cada uno

un engranaje (18) para transmitir y convertir un par procedente de un árbol de rotor (16) de un rotor (12), soportado en una disposición de cojinetes de rotor,

en donde el engranaje (18) presenta un componente de engranaje de entrada, que no está soportado al menos en el lado del rotor, para introducir el par en el engranaje (18), en donde, en el lado del rotor, el componente de engranaje de entrada sobresale parcialmente de una caja de engranaje (26) y/o de una corona dentada (42) del engranaje (18), y

una unidad de acoplamiento (46) realizada por separado del árbol de rotor (16), de la disposición de cojinetes de rotor y del engranaje (18), para permitir un acoplamiento transmisor de par y rígido a la torsión del árbol de rotor (16) al componente de engranaje de entrada dentro de la unidad de acoplamiento (46), en donde la unidad de acoplamiento (46) presenta un cojinete (48) para soportar el componente de engranaje de entrada, no soportado, dentro de la unidad de acoplamiento (46), en donde el componente de engranaje de entrada está soportado en el lado del rotor exclusivamente por el cojinete (48) dentro de la unidad de acoplamiento (46), en donde el engranaje (18) del primer tren de transmisión y el engranaje (18) del segundo tren de transmisión son de diseño idéntico y la unidad de acoplamiento (46) del primer tren de transmisión es de diseño diferente a la unidad de acoplamiento (46) del segundo tren de transmisión, en donde la adaptación del respectivo tren de transmisión al perfil de requisitos que debe cumplirse se realiza exclusivamente mediante la unidad de acoplamiento (46).

2. Serie según la reivindicación 1, en la que el primer tren de transmisión está unido a un primer generador y el segundo tren de transmisión está unido a un segundo generador, estando concebidos el primer generador y el segundo generador para diferentes perfiles de potencia.

3. Serie según las reivindicaciones 1 o 2, en la que el engranaje (18) presenta al menos una etapa planetaria (28) con un engranaje planetario y el componente de engranaje de entrada es un portasatélites (32) del engranaje planetario orientado hacia el árbol de rotor (16), y en donde el portasatélites (32) presenta un buje de portasatélites (30) no soportado que sobresale hacia el árbol de rotor (16), y en donde el buje de portasatélites (30) está soportado en la unidad de acoplamiento (46).

4. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el cojinete (48) está en contacto directamente con el componente de engranaje de entrada o la unidad de acoplamiento (46) presenta una pieza de transición (58) unida fijamente al componente de engranaje de entrada para proporcionar una superficie de soporte (64) en un diámetro de cojinete diferente del componente de engranaje de entrada, y en donde el cojinete (48) está en contacto directamente con la superficie de soporte (64) de la pieza de transición (58).

5. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el cojinete (48) está diseñado como cojinete liso o rodamiento.

6. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la unidad de acoplamiento (46) presenta al menos un pie de apoyo (68) para desviar cargas mecánicas a un componente fijo.

7. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la unidad de acoplamiento (46) presenta un soporte de par (54) para soportar el par, procedente del árbol de rotor (16), en un/el componente fijo.

8. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la unidad de acoplamiento (46) comprende un elemento de resorte axial (72) y/o un elemento amortiguador axial para soportar de manera flexible fuerzas axiales.

9. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la unidad de acoplamiento (46) presenta un acoplamiento elástico (56) que se puede unir al árbol de rotor (16), y en la que el acoplamiento elástico (56) está diseñado de forma rígida a la torsión y flexible en la dirección axial y/o en la dirección radial.

10. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la unidad de acoplamiento (46) comprende una abertura de paso para hacer pasar un tubo de paso entre el árbol de rotor (16) y el engranaje (18).

11. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la unidad de acoplamiento (46) presenta un canal de lubricante para intercambiar un lubricante entre el árbol de rotor (16) y el componente de engranaje de entrada.

12. Serie según una de las reivindicaciones 1 a 11, en la que la unidad de acoplamiento (46) presenta al menos un

medio de fijación de rotor (60) accesible radialmente desde fuera de la unidad de acoplamiento (46) para la fijación separable de la unidad de acoplamiento (46) al árbol de rotor (16) y/o al menos un medio de fijación de engranaje (66) accesible radialmente desde fuera de la unidad de acoplamiento (46) para la fijación separable de la unidad de acoplamiento (46) al componente de engranaje de entrada del engranaje (18).