ES2271562T3 - Lubricacion de tren de engranajes. - Google Patents
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Abstract
Un tren de engranajes que comprende un engranaje (8) planetario que puede girar alrededor de un engranaje (11) satélite y está sostenido por un soporte (9) planetario, comprendiendo dicho soporte (9) planetario una formación anular para flujo de lubricante y que es sustancialmente concéntrica respecto al eje principal alrededor del cual puede girar el soporte (9) planetario, y comprendiendo el tren de engranajes una carcasa (3) fija con al menos una posición (2) de suministro de lubricante provista en una posición alineada radialmente con dicha formación anular del soporte (9) planetario como se considera en relación con dicho eje principal alrededor del cual gira el soporte (9) planetario, y comprendiendo el soporte (9) planetario vías de circulación para flujo de lubricante desde dicha formación anular hasta un cojinete (7) del engranaje planetario en el que la carcasa (3) comprende una formación anular que está alineada con la formación (4) anular del soporte (9) planetario y en el que se suministra lubricante a dicha formación anular de la carcasa (3), y en el que la formación anular de uno del soporte (9) planetario y la carcasa (3) se extiende en dicha dirección axial al interior de un hueco delimitado por una formación anular del otro del soporte (9) planetario y la carcasa (3), por lo que además la formación anular que se extiende en dicha dirección axial comprende un anillo circular que está montado en uno de la carcasa (3) o el soporte (9) planetario, caracterizado porque dicho soporte (9) planetario gira relativamente respecto a la carcasa (3) fija y teniendo dicho anillo (4) circular un perfil en forma de U.
Description
Lubricación de tren de engranajes.
Para maximizar la vida útil de los cojinetes
usados para sostener engranajes planetarios (en plataformas de
engranajes planetarios de cajas de engranajes) es ventajoso poder
distribuir aceite a los cojinetes en las cantidades que se
requieran para la aplicación específica. Cuando se distribuye
aceite a un elemento lubricado por medio de un orificio o tubo con
geometría conocida y si se conocen en cierta medida la presión y la
temperatura del aceite en un orificio o tubo de este tipo, se puede
calcular la cantidad exacta de aceite distribuido. La cantidad de
aceite distribuido se puede alterar así como una función de la
presión en el tubo u orificio.
Debido al movimiento relativo entre el soporte
planetario y la carcasa de una caja de engranajes, se necesita un
procedimiento para transferir aceite desde una canalización fija de
aceite hasta los cojinetes planetarios giratorios mientras se
retiene una parte de la presión en la canalización fija de
aceite.
La presente invención proporciona un
procedimiento para suministrar lubricante desde un suministro de
lubricante fijo hasta un cojinete giratorio de un engranaje
planetario, y un tren de engranajes para uso de acuerdo con el
procedimiento de la invención según el preámbulo de la
reivindicación 1 y como se define en el documento US6223613B.
De acuerdo con una de sus formas de realización,
la presente invención proporciona un tren de engranajes que
comprende un engranaje planetario que puede girar alrededor de un
engranaje satélite y que está sostenido por un soporte planetario,
comprendiendo dicho soporte planetario una formación anular para el
flujo de lubricante y que es sustancialmente concéntrica respecto
al eje principal alrededor del cual puede girar el soporte
planetario, y comprendiendo el tren de engranajes una carcasa con al
menos una posición de suministro de lubricante proporcionada en una
posición alineada radialmente con dicha formación anular del
soporte planetario como se considera en relación con dicho eje
principal alrededor del cual gira el soporte planetario, y
comprendiendo el soporte planetario vías de circulación para el
flujo del lubricante desde dicha formación anular hasta un cojinete
del engranaje planetario.
La formación anular puede ser
circunferencialmente continua o puede comprender una pluralidad de
posiciones separadas circunferencialmente en las que el soporte
planetario pueda recibir un flujo de lubricante.
La carcasa puede comprender una única posición
de suministro de lubricante o, por ejemplo, una pluralidad de
posiciones de suministro separadas circunferencialmente
(preferiblemente separadas circunferencialmente de manera uniforme).
La posición o cada una de las posiciones de suministro de
lubricante puede enviar lubricante al interior de la formación
anular en una dirección paralela al eje de rotación mencionado
anteriormente u oblicuamente. En el caso de una dirección oblicua
de suministro, el lubricante tiene preferiblemente un componente
circunferencia) de dirección del flujo que va en la misma dirección
que la dirección de rotación de la formación anular.
La carcasa puede comprender una formación anular
que esté alineada con la formación anular del soporte planetario y
se pueda suministrar lubricante a dicha formación anular de la
carcasa a través de una o una pluralidad de vías de
alimentación.
Preferiblemente, una formación anular de uno del
soporte planetario y la carcasa se extiende, en dicha dirección
axial, al interior de un hueco delimitado por la formación anular
del otro del soporte planetario y la carcasa de un modo que
proporcione un sellado de tipo laberíntico. El lubricante así
presurizado suministrado desde la carcasa puede fluir a presión
hasta un cojinete de engranaje planetario con una pérdida de
presión determinada en parte por la construcción y tolerancias del
sellado laberíntico y sin la necesidad de proporcionar un sellado
deslizante entre el soporte planetario y la carcasa del tren de
engranajes. Sin embargo, la presente invención no excluye el uso de
un sellado que esté sostenido por el soporte planetario o carcasa y
esté en contacto con el otro del soporte planetario y la carcasa
para efectuar un sellado entre ambos.
De acuerdo con otra forma de realización, la
invención proporciona un procedimiento para lubricar un tren de
engranajes que comprende un engranaje planetario sostenido por un
soporte planetario y que puede girar alrededor de un engranaje
satélite y un engranaje en forma de anillo sujeto en una carcasa
fija que comprende proporcionar un canal de suministro de
lubricante a través de dicha carcasa fija en una posición alineada
radialmente como se considera alrededor del eje de rotación del
soporte planetario, con una formación que recibe lubricante
provista sobre una cara opuesta del soporte planetario que
proporciona una vía de circulación de lubricante desde dicha
formación receptora a través de dicho soporte planetario al interior
de las inmediaciones de los árboles del engranaje planetario y en
adelante que bombea lubricante a través del canal de suministro de
lubricante a la formación que recibe lubricante provista en una
cara opuesta del soporte planetario, proporcionando una vía de
circulación de lubricante desde dicha formación receptora a través
de dicho soporte planetario al interior de las inmediaciones de los
árboles del engranaje planetario y en adelante bombeando lubricante
a través del canal de suministro de lubricante en la formación que
recibe lubricante y desde allí a través de la vía de circulación a
través del soporte planetario.
La invención se describirá ahora con más detalle
únicamente a modo de ejemplo en la siguiente descripción de una
forma de realización con referencia a los dibujos adjuntos en los
que:
La figura 1 es un diagrama esquemático en
sección que muestra el suministro de lubricante a una plataforma de
engranaje planetario de acuerdo con la invención;
La figura 2 es un dibujo esquemático en sección
que ilustra el sellado de tipo laberíntico formado entre el anillo
circular con un perfil en forma de U y la ranura con forma de
anillo trabajada a máquina en la carcasa fija de la figura 1; y
La figura 3 es un dibujo esquemático en sección
de un generador de turbina eólica que comprende un tren de
engranajes que utiliza el sistema de lubricación y el procedimiento
de la presente invención.
En la figura 1 se muestra una plataforma
planetaria típica de una caja de engranajes. En este caso el
soporte (9) planetario gira y la rueda (10) con forma de anillo
está fija. La salida de la plataforma planetaria es por medio del
satélite (11). Los planetas (8) y los cojinetes (7) planetarios
están montados sobre los árboles (6) planetarios que giran junto
con el soporte planetario.
Una bomba (1) fija alimenta aceite a través de
canalizaciones fijas de aceite y elementos de acondicionamiento de
aceite (es decir, refrigeradores, filtros, etc.) indicados en la
figura 1 como elemento (2).
Un anillo circular con un perfil (4) en forma de
U está montado sobre la parte trasera del soporte planetario. Este
anillo encaja en el interior de una ranura con forma de anillo
trabajada a máquina en la carcasa (3) fija. Debido a que el anillo
está relativamente fijado al soporte planetario giratorio, en
consecuencia este gira relativamente respecto a la carcasa fija. La
combinación del anillo en forma de U y la ranura con forma de anillo
en la carcasa forma un canal (18) a través del cual el aceite puede
pasar a través de orificios en las placas (5) de retención al
interior de cavidades en la parte trasera de los árboles
planetarios (6). Desde aquí el aceite se traslada a través de los
orificios de los árboles planetarios hasta los cojinetes (7)
planetarios.
Debido al hecho de que el anillo en forma de U
no encaja a la perfección en el interior de la ranura trabajada a
máquina en la carcasa, hay una cierta cantidad de escape de aceite
y caída de presión. La tasa de escape, y la caída de presión, es
inversamente proporcional al espacio entre los elementos giratorios
en un sellado (20) de tipo laberíntico, como se muestra en la
figura 2. La presión restante del canal está disponible para
conducir el aceite hacia los cojinetes planetarios. Esta presión
del canal se puede determinar de manera experimental.
Para la puesta en práctica de esta invención, el
anillo (4) en forma de U puede estar fabricado de poliamida. Este
material posee una resistencia superior al desgaste y permanece
flexible, incluso cuando está en contacto con aceites industriales
normales para engranajes a temperaturas normales de funcionamiento.
Esto permitiría el uso de pequeñas aberturas entre la carcasa fija
y el anillo en forma de U, asegurando un mínimo de escape y pérdida
de presión.
La figura 3 muestra una sección esquemática de
una turbina eólica que incorpora un tren (21) de engranajes con una
plataforma lubricada de engranajes planetarios de acuerdo con la
presente invención.
Claims (13)
1. Un tren de engranajes que comprende un
engranaje (8) planetario que puede girar alrededor de un engranaje
(11) satélite y está sostenido por un soporte (9) planetario,
comprendiendo dicho soporte (9) planetario una formación anular
para flujo de lubricante y que es sustancialmente concéntrica
respecto al eje principal alrededor del cual puede girar el soporte
(9) planetario, y comprendiendo el tren de engranajes una carcasa
(3) fija con al menos una posición (2) de suministro de lubricante
provista en una posición alineada radialmente con dicha formación
anular del soporte (9) planetario como se considera en relación con
dicho eje principal alrededor del cual gira el soporte (9)
planetario, y comprendiendo el soporte (9) planetario vías de
circulación para flujo de lubricante desde dicha formación anular
hasta un cojinete (7) del engranaje planetario en el que la carcasa
(3) comprende una formación anular que está alineada con la
formación (4) anular del soporte (9) planetario y en el que se
suministra lubricante a dicha formación anular de la carcasa (3), y
en el que la formación anular de uno del soporte (9) planetario y
la carcasa (3) se extiende en dicha dirección axial al interior de
un hueco delimitado por una formación anular del otro del soporte
(9) planetario y la carcasa (3), por lo que además la formación
anular que se extiende en dicha dirección axial comprende un anillo
circular que está montado en uno de la carcasa (3) o el soporte (9)
planetario, caracterizado porque dicho soporte (9)
planetario gira relativamente respecto a la carcasa (3) fija y
teniendo dicho anillo (4) circular un perfil en forma de U.
2. Un tren de engranajes según la
reivindicación 1, en el que la carcasa (3) comprende una única
posición (2) de suministro de lubricante.
3. Un tren de engranajes según la
reivindicación 1, en el que la carcasa (3) comprende una pluralidad
de posiciones (2) de suministro de lubricante.
4. Un tren de engranajes según la
reivindicación 3, en el que la pluralidad de posiciones (2) de
suministro de lubricante está circunferencialmente distanciada de
manera uniforme.
5. Un tren de engranajes según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4 que comprende medios (20) selladores
sostenidos por uno del soporte (9) planetario o la carcasa (3), y
estando en contacto con el otro del soporte (9) planetario y la
carcasa (3) para efectuar un sellado entre ambos.
6. Un tren de engranajes según la
reivindicación 5, en el que dicho sellado es un sellado (20) de
tipo laberíntico.
7. Un tren de engranajes según la
reivindicación 1, en el que la formación (4) anular del soporte (9)
planetario se extiende en dicha dirección axial al interior de un
hueco delimitado por la formación anular de la carcasa (3).
8. Un tren de engranajes según la
reivindicación 1, en el que el anillo (4) circular está fabricado
de un material de plásticos poliamídicos.
9. Un tren de engranajes según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, en el que la posición o cada una de las
posiciones (2) de suministro de lubricante de la carcasa (3) envía
lubricante al interior de la formación anular del soporte (9)
planetario en una dirección paralela a dicho eje de rotación.
10. Un tren de engranajes según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, en el que la posición o cada una de las
posiciones (2) de suministro de lubricante de la carcasa (3) envía
lubricante al interior de la formación anular del soporte (9)
planetario en una dirección oblicua respecto a dicho eje de
rotación.
11. Un tren de engranajes según la
reivindicación 10, en el que la dirección oblicua de flujo de
lubricante tiene un componente circunferencial que va en la misma
dirección que la dirección de rotación de la formación anular del
soporte (9) planetario.
12. Una turbina eólica que comprende un tren de
engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
13. Un procedimiento para lubricar un tren de
engranajes que comprende las características de la reivindicación
1.
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