ES2330949T3 - Engranaje para fuerza eolica para una instalacion de fuerza eolica de alta potencia. - Google Patents

Abstract

Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia construido con ruedas dentadas rectas, que, para la multiplicación hacia una velocidad más alta, se dispone entre el rotor (R) y el generador (G) de una instalación de fuerza eólica, cuyos escalones del engranaje se componen de apareamientos de ruedas dentadas exteriores con ejes paralelos y con ruedas (2, 10, 10'''', 14, 14'''') dentadas rectas con dentado oblicuo, engranando, para la ramificación de la potencia, con un rueda (2) dentada recta central de mayor tamaño del lado del rotor varios piñones (5, 5'''') dentados a los que sigue al menos un escalón adicional del engranaje, que agrupa la potencia en un único árbol (16) de salida del lado del generador, caracterizado porque todas las ruedas (2, 10, 10'''', 14, 14'''') dentadas rectas poseen un dentado oblicuo sencillo y porque el apoyo de los árboles (1, 8, 8'''', 12, 12'''', 16), que soportan las ruedas (2, 10, 10'''', 14, 14'''') dentadas rectas se construyen de manera separada de tal modo, que, además de al menos un apoyo radial doble, se prevén medios para el apoyo axial de los árboles (1, 8, 8'''', 12, 12'''', 16), realizándose el apoyo radial por medio de al menos dos cojinetes (3, 3''''; 6, 6a; 6'''', 6a''''; 9, 9a; 9'''' 9a''''; 13, 13a; 13'''', 13a''''; 17, 17'''') radiales puros dispuestos distanciados entre sí a lo largo de los árboles (1, 5, 5'''', 8, 8'''', 12, 12'''',16), mientras que como medio de apoyo axial se prevé al menos un cojinete (4, 11; 11''''; 15; 15''''; 18) axial puro dispuesto en el lado frontal de los árboles (1; 8, 8'''', 12, 12'''', 16).

Description

Engranaje para fuerza eólica para una instalación de fuerza eólica de alta potencia.

El presente invento se refiere a un engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia construido con ruedas dentadas rectas, que, para la multiplicación hacia una velocidad más alta, se dispone entre el rotor y el generador de una instalación de fuerza eólica, cuyos escalones del engranaje se componen de apareamientos de ruedas dentadas exteriores con ejes paralelos y con ruedas dentadas rectas con dentado oblicuo, engranando, para la ramificación de la potencia, con un rueda dentada central de mayor tamaño del lado del rotor varios piñones dentados a los que sigue al menos un escalón adicional del engranaje, que agrupa la potencia en un único árbol de salida del lado del generador.

Los engranajes para fuerza eólica son engranajes especiales, que, debido a las características de carga peculiares y al pretendido diseño de una construcción lo más compacta posible con un peso reducido, plantean al técnico problemas de construcción especialmente graves. En el margen de potencias pequeño hasta aproximadamente 1 megavatio se utilizaban con frecuencia en el pasado engranajes para fuerza eólica construidos con ruedas dentadas rectas. En el margen de potencias superior de 2 a aproximadamente 10 megavatios se utilizan en la actualidad predominantemente engranajes para fuerza eólica construidos como engranajes planetarios, que se componen en la mayoría de los casos de dos escalones planetarios combinados con un escalón con ruedas dentadas rectas para realizar la multiplicación necesaria del número de revoluciones del rotor al número de revoluciones necesario para el generador. Esta configuración del engranaje exige un desplazamiento de los ejes entre el árbol del lado de entrada y el árbol del lado de salida. Con una solución constructiva de esta clase se pueden construir engranajes para fuerza eólica muy compactos y con ello relativamente ligeros, lo que es una necesidad ineludible para el montaje de un engranaje para fuerza eólica en la barquilla situada a gran altura de una instalación de fuerza eólica.

En los engranajes para fuerza eólica conocidos de una manera general con escalones planetarios resultó problemática en la práctica la zona de los planetas. Esta zona muestra una sensibilidad grande a averías. La razón de esta sensibilidad a averías se debe buscar en el engrane doble de los planetas, debido por un lado al engrane de los planetas con la rueda principal y, por otro, en el lado diametralmente opuesto del planeta, al engrane en la rueda dentada hueca. Este estado de engrane da lugar a flexiones alternativas en los dientes engranados del planeta. La flexión alternativa da lugar a una situación de carga, que conlleva una considerable reducción de la capacidad portante de los talones de los dientes, a pesar de que cada planeta sólo transmite un flujo de potencia simple, mientras que la rueda principal, respectivamente la rueda hueca recoge los flujos de potencia de todos los planetas. Dado, sin embargo, que sus dientes no sufren una flexión alternativa, se comprobó, que en especial los planetas y sus cojinetes son los grandes puntos débiles de del sistema de un engranaje planetario. A consecuencia de los colectivos de carga resultantes en los engranajes para fuerza eólica debido a las condiciones muy variables del viento, dan lugar estos puntos débiles con frecuencia a averías de los engranajes de los para fuerza eólica de gran potencia.

A través del documento NL 221 178 C se conoce un engranaje con ruedas dentadas rectas con el que, partiendo de un árbol de entrada se puede transmitir por medio de varios escalones del engranaje de manera ramificada la potencia a un árbol de salida. En él, los árboles, que soportan las correspondientes ruedas dentadas rectas, están alojados en carcasas.

Del documento DE 101 34 245 A1 conforme con el género indicado se desprende un engranaje para fuerza eólica para potencias grandes construido con ruedas dentadas rectas. El engranaje para fuerza eólica se construye con varios escalones y da lugar a la transmisión de potencias grandes por medio de una ramificación de la potencia. Ya que aquí se abandona el concepto del engranaje planetario, no surgen los problemas relacionados con él expuestos en lo que antecede. La construcción con ruedas dentadas rectas es la premisa para que el engranaje para fuerza eólica conocido sea relativamente robusto.

El engranaje para fuerza eólica conocido se compone de una rueda entada grande con dentado exterior rodeada por ocho árboles de piñón, cuyos piñones dentados engranan con la rueda dentada grande. Los árboles de los piñones soportan cada uno una rueda dentada, formando cada dos ruedas dentadas un par de ruedas dentadas y están dispuestas alternativamente delante y detrás de la rueda dentada grande. Las ruedas dentadas están provistas en este caso con un dentado oblicuo con distinta pendiente. Las ruedas dentadas de los ocho árboles de piñón engranan con cuatro árboles de piñón montados libres en el sentido axial, común a un par de ruedas dentadas con dentado oblicuo doble y forman con ello una etapa final de la ramificación de la potencia. Los cuatro árboles de piñón del primer escalón de la ramificación de la potencia están engranados con cuatro árboles de piñón de un segundo escalón de la ramificación de la potencia. Los cuatro árboles de piñón del segundo escalón de la ramificación de la potencia soportan a su vez cada uno una rueda dentada, formando dos ruedas dentadas un par de ruedas dentadas. Las ruedas dentadas de un par de ruedas dentadas están provistas de un dentado oblicuo con distinta pendiente y engranan con dos árboles de piñón montados libremente en el sentido axial con dentado oblicuo doble común a un par de ruedas dentadas. A través de este sistema puede tener lugar la salida. De acuerdo con otra forma de ejecución, los árboles de piñón mencionados pueden engranar a través de un tercer escalón de la ramificación de la potencia con un árbol único del lado de salida.

Sin embargo, estos engranajes para fuerza eólica tienen el inconveniente de que se requieren una gran cantidad de piezas, en especial de apareamientos de engranajes engranados. Con ello se crea una cantidad correspondientemente grande de puntos de riesgo en los que pueden aparecer averías debidas al desgaste progresivo. Además, el grado de rendimiento de este engranaje para fuerza eólica es muy pequeño, a causa de los puntos de rozamiento debidos a la gran cantidad de piezas. Especialmente problemáticos son los árboles de piñón montados de manera libre axialmente, es decir de manera flotante. Si la instalación de fuerza eólica está fuera de servicio, de manera, que no gire el rotor, ejecuta este un movimiento pendular de vaivén debido a las fuerzas pulsatorias generadas por las variaciones del viento. Esto da lugar a una alternancia correspondiente de la carga en el engranaje para fuerza eólica. Dado que en este estado de la instalación de fuerza eólica no se halla en servicio el sistema de lubricación del Engranaje para fuerza eólica, tiene lugar una mayor corrosión por fricción en los flancos de los dientes de la rueda dentada grande así como de los dientes de los árboles de piñón montados de manera flotante y engranados con ella. Por otro lado, el montaje flotante de los árboles de los piñones es necesario debido al dentado oblicuo doble para garantizar un engrane óptimo de las ruedas dentadas durante el funcionamiento de la instalación de fuerza eólica.

El objeto del presente invento es crear un engranaje para fuerza eólica construido con ruedas dentadas rectas con varios escalones y con ramificación de la potencia, que sea insensible desde el punto de vista de los esfuerzos de cargas alternativas y garantice al mismo tiempo una ramificación de la potencia óptima desde el punto de vista del flujo de la fuerza.

El problema se soluciona, partiendo de un engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia según el preámbulo de la reivindicación 1 en combinación con sus propiedades características.

El invento comprende la doctrina técnica de que todas las ruedas dentadas rectas poseen un dentado oblicuo sencillo y que el apoyo de los árboles, que soportan las ruedas dentadas rectas, se realiza de una manera separada, de modo, que, además de un apoyo radial al menos doble, también se prevén medio para el apoyo axial de los árboles. Con ello se comprende por sí mismo, que los piñones engranados con las ruedas dentadas rectas poseen un dentado oblicuo sencillo.

La ventaja de la solución según el invento reside en especial en el hecho de que las alternancias de carga, que actúan sobre el árbol del lado del rotor, no dan lugar a fricciones en los flancos de los dientes del primer escalón del engranaje. El mérito del invento reside aquí también en especial en que se analizaron y identificaron las causas de los problemas del estado de la técnica y que se soslayaron de manera definida con las medidas según el invento. Frente a ello, el técnico enfrentado con los problemas existentes dimensionaría con mayor tamaño o reaccionaría con una elección correspondiente del material.

El apoyo de los árboles puede ser realizado según dos alternativas preferidas. Por un lado, es posible realizar el apoyo radial con al menos un cojinete radial para cada árbol, mientras que como medio para el apoyo axial se puede prever al menos un cojinete radial/axial combinado dispuesto distanciado de aquel a lo largo del árbol correspondiente. En esta variante sólo se necesitan dos cojinetes por árbol.

Sin embargo, de manera alternativa también es posible construir el apoyo radial con al menos dos cojinetes radiales puros dispuestos distanciados entre sí a lo largo del árbol, mientras que como medio para el apoyo axial se puede prever al menos un cojinete axial puro dispuesto en el lado frontal de los árboles. Esta variante es especialmente muy robusta, debido a la separación clara de las funciones de apoyo.

Para la transmisión de una potencia en el margen de 4 a 6 megavatios es suficiente con preferencia una cantidad de dos a tres piñones dentados, que engranen con la rueda recta central del lado del rotor para garantizar una ramificación suficiente de la potencia. Se comprobó, que por ejemplo para una potencia de 4,5 Megavatios es suficiente una ramificación de la potencia con dos piñones dentados, es decir dos ramas paralelas de la potencia. Por lo tanto, frente al estado de la técnica se necesita una cantidad considerablemente menor de ruedas dentadas, lo que reduce correspondientemente los puntos de riesgo con eventuales averías.

Para la transmisión de una potencia en el margen de 4 a 6 megavatios con tres a cuatro escalones del engranaje es realizable una relación de multiplicación total de 60 a 120, siendo posible obtener con esta forma de construcción con preferencia una relación de multiplicación total de 70 a 100. Esta configuración del engranaje también representa el óptimo desde el punto de vista de las piezas necesarias para ella, en especial de ruedas dentadas y cojinetes.

Para obtener un distanciamiento suficiente de los cojinetes radiales, respectivamente de los cojinetes radiales y radiales/axiales previstos por pares para cada árbol se deben disponer estos a ambos lados de las ruedas dentadas correspondientes. Con esta medida se puede realizar una separación lo más grande posible de los cojinetes, que se opone a la influencia perjudicial de los pares de vuelco.

De acuerdo con una variante de ejecución preferida se propone, que las ruedas dentadas rectas se dispongan en el sentido longitudinal del engranaje de tal modo, que se obtenga una construcción simétrica con relación a un solo eje transversal. Con esta construcción parcialmente simétrica se logra un compromiso viable entre la compacidad en la dirección del eje transversal y la distribución simétrica de la carga en la ramificación de la potencia.

Sí, de acuerdo con otra variante de ejecución, se deseara una construcción compacta en la dirección de los dos ejes transversales (con relación al eje longitudinal del engranaje), se propone, que las ruedas dentadas rectas se dispongan de tal modo, que resulte una construcción simétrica con relación a los dos ejes transversales. Como dirección longitudinal del engranaje es válida la dirección de extensión de los árboles.

Según otra variante de ejecución se propone para la obtención de una densidad máxima de la disposición de ruedas dentadas, que se hagan engranar con la rueda dentada recta central del lado del rotor una cantidad máxima de seis piñones dentados dispuestos equidistantes entre sí sobre el contorno de la rueda dentada recta central. En esta variante de ejecución se disponen las ruedas dentadas rectas simétricamente con relación a los dos ejes transversales. Con esta configuración del engranaje se obtiene de manera ventajosa una cantidad óptima de piezas necesarias y de la potencia que puede transmitir el engranaje con una construcción lo más compacta posible.

La solución según el invento hace posible, que el árbol del lado de entrada se extienda con preferencia coaxialmente con el árbol del lado de salida para crear las premisas favorables para una disposición compacta en el espacio del engranaje para fuerza eólica combinado con el rotor y el generador en el interior de la barquilla de la instalación de fuerza eólica. Además, también es posible crear una disposición con ejes desplazados del árbol del lado de entrada y del árbol del lado de salida dotando el árbol del lado de salida de un escalón de engranaje adicional formado por un apareamiento de ruedas dentadas rectas. Con ello, la solución según el invento puede ser adaptada de manera flexible a las condiciones marginales de construcción impuestas. Ambas disposiciones hacen posible alojar los cables de mando necesarios para la instalación de fuerza eólica, por ejemplo la variación de las aspas del rotor.

De acuerdo con una medida, que mejora el invento, se propone, que los árboles de los piñones dentados, que engranan con la rueda dentada recta central se construyan como árboles huecos, transmitiendo en este caso en el lado frontal por medio de un eje pluma (quill shaft), que lo atraviesa, el par de giro al escalón de engranaje siguiente. Con la configuración como árbol hueco se puede maximizar la longitud del eje pluma (quill shaft), de manera, que este garantice una torsión elástica correspondientemente suficiente. La distribución de la carga conseguida con ello es considerablemente más uniforme que en los planetas previstos en una cantidad comparable en los engranajes planetarios del estado de la técnica utilizados como engranajes para fuerza eólica, ya que en estos es preciso aceptar, debido a las inevitables variaciones de fabricación, considerables reducciones de la distribución de la potencia. Las reducciones de la capacidad portante de los dentados es tanto mayor cuanto más planetas se prevean.

Se propone, que el eje pluma (quill shaft) se acople de manera disoluble por medio de un asiento cónico con un cubo correspondiente del piñón dentado central para garantizar un desmontaje sencillo de la rueda dentada central y de los niveles de los escalones del engranaje dispuestos detrás. Por medio del ajuste cónico también se puede ajustar de manera sencilla el mecanismo de ruedas dentadas en las ramificaciones de la potencia.

El engranaje para fuerza eólica según el invento descrito en lo que antecede puede ser utilizado ventajosamente en un dispositivo de accionamiento de una instalación de fuerza eólica con una potencia grande sometida en el lado de entrada a la acción de un rotor para la transformación del viento en un movimiento rotativo del árbol del lado de entrada, que transmite el movimiento rotativo a un engranaje con ruedas dentadas rectas y con varios escalones para la multiplicación hacia una velocidad más alta, cuyo árbol del lado de salida está acoplado con un generador para la transformación de la energía del movimiento en energía eléctrica. En este caso es ventajoso, que entre el rotor y el engranaje para fuerza eólica se disponga un freno adicional para evitar el tensado del engranaje para fuerza eólica debido a los pares alternativos, que actúan durante la parada a través del rotor. Los estudios teóricos demostraron, que el sistema de accionamiento, en especial el engranaje para fuerza eólica con varios escalones, se comporta como un sistema elástico. Este sistema elástico se tensa con golpes de aire y de relaja después nuevamente. Debido a ello surgen los cambios de carga en los dentados descritos más arriba y que dan lugar a problemas.

Otras medidas, que perfeccionan el invento, se describirán en lo que sigue por medio del dibujo junto con la descripción de ejemplos de ejecución preferidos del invento. En él muestran:

La figura 1, una vista en planta esquemática de un engranaje para fuerza eólica con ramificación de la potencia y con disposición coaxial del árbol del lado de entrada y del árbol del lado de salida.

La figura 2, un esquema de las ruedas dentadas de un engranaje para fuerza eólica con seis piñones dentados.

La figura 3, un esquema de las ruedas dentadas en un engranaje para fuerza eólica con cuatro piñones dentados y con una construcción simétrica sencilla.

La figura 4, un esquema de las ruedas dentadas de un engranaje para fuerza eólica con cuatro piñones dentados y con una construcción simétrica doble.

La figura 5, en una primera forma de representación, una vista lateral de un engranaje para fuerza eólica con un esquema de ruedas dentadas según la figura 4.

La figura 6, en una segunda forma de representación, una vista lateral de un engranaje para fuerza eólica con un esquema de ruedas dentadas según la figura 4.

La figura 7, un esquema de ruedas dentadas de un engranaje para fuerza eólica con dos piñones dentados y con disposición desplazada de los ejes del árbol del lado de entrada y del árbol del lado de salida.

La figura 8, una representación esquemática de una sección de accionamiento, que comprende un engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia.

De acuerdo con la figura 1, el árbol 1 del lado de entrada acoplado con un rotor R acciona una rueda 2 dentada central del primer escalón del engranaje. El árbol 1 está apoyado en este ejemplo de ejecución en dos cojinetes 3, 3' radiales puros dispuestos distanciados entre sí a lo largo del árbol 1. La fuerza axial procedente del dentado oblicuo de la rueda 2 dentada central es absorbida por un cojinete 4 axial dispuesto por separado en el lado frontal del árbol 1. La rueda 2 dentada recta central con un diámetro grande engrana con varios piñones 5, 5' dentados y forma con ello el primer escalón del engranaje. Los piñones 5, 5' dentados sirven para la ramificación de la potencia y, en concordancia con la rueda 2 dentada recta central, posee un dentado oblicuo. Los piñones 5, 5' dentados se construyen como árboles huecos y poseen cada uno en el lado frontal un cubo 7, respectivamente 7' con el que un árbol 8, respectivamente 8' construido como eje pluma (quill shaft) está acoplado con un ajuste de presión cónico ligero. Los árboles 8 y 8' construidos como ejes pluma (quill shaft) transmiten con vibraciones amortiguadas el par de giro al escalón siguiente del engranaje. Los piñones 5 y 5' dentados están apoyados aquí igualmente por medio de dos cojinetes 6, 6a, respectivamente 6', 6a' dispuestos distanciados entre sí. El apoyo axial es asumido por los cojinetes 11, respectivamente 11' axiales dispuestos coaxialmente en el lado del escalón siguiente del engranaje. Las ruedas 10 y 10', dentadas del escalón siguiente del engranaje están apoyadas igualmente a través de sus árboles 8, respectivamente 8' por medio de cojinetes 9, 9a, respectivamente 9', 9a' radiales dispuestos a ambos lados de las ruedas 10 y 10' dentadas rectas. En los cojinetes radiales 9, 9a, respectivamente 9' 9a' apoyan las ruedas 10 y 10' dentadas rectas del segundo escalón del engranaje, que -igualmente por medio de un dentado oblicuo- ruedan sobre piñones de los árboles 12, respectivamente 12' siguientes. Los árboles 12 y 12' también están apoyados cada uno radialmente en dos cojinetes 13, 13a, respectivamente 13', 13a' radiales, mientras que el apoyo axial tiene lugar por medio de cojinetes axiales 15, respectivamente 15' dispuestos en el lado frontal de los árboles 12 y 12'. Sobre cada uno de los árboles 12 y 12' está montado con ajuste de contracción otra rueda 14, respectivamente 14' dentada recta, que engrana con un piñón de salida común del árbol 16 del lado de salida. Con ello se agrupa nuevamente la ramificación de la potencia en la salida común. El árbol 16 del lado de salida también es apoyado con dos cojinetes 17 y 17' radiales, mientras que el apoyo axial tiene lugar por medio de un cojinete 18 axial. El árbol 16 del lado de salida está acoplado con el generador G para producir energía eléctrica. El árbol 16 del lado de salida es en este ejemplo de ejecución coaxial con el árbol 1 del lado de entrada.

De acuerdo con la figura 2, las ruedas dentadas 10 a 10e rectas, que engranan con la rueda 2 dentada recta central, están dispuestas en el sentido longitudinal del engranaje de tal modo, que resulte una construcción simétrica con relación a los ejes X e Y transversales. Los seis piñones 5 a 5e dentados unidos de manera rígida a giro con las ruedas 10 a 10e dentadas rectas engranan con la rueda 2 dentada recta central. Por el contrario, las ruedas 10 a 10e dentadas rectas del lado de salida engranan con los tres piñones 12 a 12b del escalón siguiente del engranaje y están unidos a su vez de manera rígida a giro con las ruedas 14 a 14b dentadas rectas. Las ruedas 14 a 14b dentadas rectas engranan con el árbol 16 único del lado de salida.

De acuerdo con la figura 3, las cuatro ruedas 10 a 10c rectas utilizadas en este caso están dispuestas en el sentido longitudinal del engranaje de tal modo, que resulte una construcción simétrica con relación al eje X transversal; con relación al otro eje Y transversal, la construcción es asimétrica. Los piñones 5 a 5c dentados unidos de manera rígida a giro con las ruedas 10 a 10c dentadas rectas mencionadas engranan para la ramificación de la potencia con la rueda 2 dentada recta central. La disposición de los dos piñones 5b y 5c dentados hacia un lado de los otros piñones 5 y 5a dentados garantiza una construcción compacta en el sentido del eje X transversal, a la que se debe dar preferencia si las condiciones marginales de construcción lo exigen. Las ruedas 10a y 10b dentadas rectas engranan con un solo piñón dentado del árbol 12, mientras que las otras dos ruedas 10 y 10c dentadas engranan con un piñón dentado del árbol 12a. Sobre cada uno de los árboles 12 y 12a está montada otra rueda dentada recta, engranando ambas con un piñón del árbol 16 de salida.

De acuerdo con la figura 4, las ruedas 10 a 10c dentadas rectas están dispuestas en el sentido longitudinal del engranaje de tal modo, que se obtiene una construcción totalmente simétrica con relación a los dos ejes X e Y transversales. Esta disposición garantiza un flujo uniforme de la fuerza con una ramificación simplificada de la potencia. La rueda 2 dentada recta central engrana con los cuatro piñones 5 a 5c dentados y las ruedas 10 a 10c dentadas dispuestas fijas con relación a ello engranan por pares con piñones dispuestos sobre los árboles12 y 12a. Los dos árboles 12 y 12a poseen a su vez una rueda recta, que engrana diametralmente con un piñón dentado del lado del árbol 16 de
salida.

La figura 5 muestra una disposición con juntas parciales para una carcasa de la transmisión, que puede ser utilizada para el engranaje para fuerza eólica totalmente simétrico con ramificación cuádruple de la potencia descrito anteriormente. La carcasa del Engranaje se compone esencialmente de cuatro elementos 30 a 30d de carcasa. El árbol 1 del lado de entrada está dispuesto de manera central. Una junta parcial entre el elemento 30a de la carcasa y el elemento 30b de la carcasa permite, además, el acceso a los dos piñones 5 y 5a dentados inferiores.

De acuerdo con la figura 6, una junta parcial entre el elemento 30b de carcasa y dos elementos 30c y 30d de carcasa situados más arriba permite, entre otros, el acceso a los dos piñones 5b y 5c dentados superiores.

La figura 7 representa un ejemplo de ejecución de un engranaje para fuerza eólica con ramificación sencilla de la potencia, cuya rueda 2 dentada recta central engrana con dos piñones 5, 5' dentados, cuyas ruedas 10 y 10' rectas dispuestas de manera fija con relación a ello engranan con un piñón dentado común de un árbol 12. Sobre el árbol 12 está dispuesta nuevamente otra rueda 14 dentada recta del escalón siguiente del engranaje, que rueda sobre un piñón dentado, dispuesto coaxial con la rueda 2 dentada recta central, sobre el árbol 16. Para obtener una disposición con ejes desplazados del árbol de entrada y del de salida se prevé un escalón adicional del engranaje formado por una rueda 19 dentada recta y el correspondiente piñón dentado en el lado del árbol 20 de salida.

De acuerdo con la figura 8, el tren de accionamiento de una instalación de fuerza eólica de gran potencia en el que está integrado el engranaje para fuerza eólica GT con varios escalones y con ramificación de la potencia según el invento construido con ruedas dentadas rectas se compone, visto en el sentido del flujo de la fuerza, de un rotor R para la transformación del viento en un movimiento de rotación. Al rotor R sigue un freno B. El freno B sirve aquí como freno de retención en el tren de accionamiento para proteger el engranaje para fuerza eólica GT dispuesto a continuación adicionalmente de las alternancias de la carga en el estado parado, descritas anteriormente, ya que el tren de accionamiento -en especial el Engranaje para fuerza eólica GT- se comporta como un sistema elástico. Este sistema elástico se tensa con los golpes de aire y se relaja después nuevamente. Debido a ello aparecen las alternancias de carga descritas en los dentados del engranaje para fuerza eólica GT, que deben ser evitadas. Al engranaje para fuerza eólica GT sigue un generador G para la transformación de la energía de movimiento en energía eléctrica.

Claims (14)

1. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia construido con ruedas dentadas rectas, que, para la multiplicación hacia una velocidad más alta, se dispone entre el rotor (R) y el generador (G) de una instalación de fuerza eólica, cuyos escalones del engranaje se componen de apareamientos de ruedas dentadas exteriores con ejes paralelos y con ruedas (2, 10, 10', 14, 14') dentadas rectas con dentado oblicuo, engranando, para la ramificación de la potencia, con un rueda (2) dentada recta central de mayor tamaño del lado del rotor varios piñones (5, 5') dentados a los que sigue al menos un escalón adicional del engranaje, que agrupa la potencia en un único árbol (16) de salida del lado del generador, caracterizado porque todas las ruedas (2, 10, 10', 14, 14') dentadas rectas poseen un dentado oblicuo sencillo y porque el apoyo de los árboles (1, 8, 8', 12, 12', 16), que soportan las ruedas (2, 10, 10', 14, 14') dentadas rectas se construyen de manera separada de tal modo, que, además de al menos un apoyo radial doble, se prevén medios para el apoyo axial de los árboles (1, 8, 8', 12, 12', 16), realizándose el apoyo radial por medio de al menos dos cojinetes (3, 3'; 6, 6a; 6', 6a'; 9, 9a; 9' 9a'; 13, 13a; 13', 13a'; 17, 17') radiales puros dispuestos distanciados entre sí a lo largo de los árboles (1, 5, 5', 8, 8', 12, 12',16), mientras que como medio de apoyo axial se prevé al menos un cojinete (4, 11; 11'; 15; 15'; 18) axial puro dispuesto en el lado frontal de los árboles (1; 8, 8', 12, 12', 16).

2. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque para el apoyo axial se prevé exactamente un cojinete (4; 11; 11'; 15; 15'; 18) por cada árbol (1; 8, 8', 12, 12', 16).

3. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque para la transmisión de una potencia en el margen de 4 a 6 megavatios engranan con la rueda (2) dentada recta central del lado del rotor una cantidad de dos a tres piñones (5, 5') dentados para garantizar una ramificación suficiente de la potencia.

4. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1 o 3, caracterizado porque para la transmisión de una potencia en el margen de 4 a 6 megavatios se prevén cuatro escalones del engranaje con una relación de multiplicación total en el margen de 60 a 120, con preferencia 70 a 100.

5. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque para el distanciamiento suficiente de los cojinetes (3, 3'; 6, 6a; 6', 6a'; 9, 9a; 9', 9a'; 13, 13'; 13a, 13a'; 17, 17') dispuestos por pares en cada árbol (1; 8, 8', 12, 12', 16) se disponen estos a ambos lados de las ruedas (2) dentadas rectas correspondientes.

6. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque las ruedas (10 a 10c) dentadas rectas se disponen en el sentido longitudinal del engranaje de tal modo, que se obtenga una construcción simétrica con relación a un solo eje (X) transversal.

7. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque las ruedas (10 a 10e) dentadas rectas se disponen en el sentido longitudinal del engranaje de tal modo, que se obtenga una construcción simétrica con relación a los dos ejes (X, Y) transversales.

8. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque el árbol (1) del lado de entrada es coaxial con el árbol (16) del lado de salida.

9. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque para obtener una disposición con ejes desplazados del árbol (1) del lado de entrada con relación al árbol (16) del lado de salida se provee el árbol (16) de salida con un escalón (19, 20) del engranaje adicional.

10. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 7, caracterizado porque con la rueda (2) dentada recta central del lado del rotor engrana una cantidad máxima de seis piñones (5 a 5e) dentados dispuestos equidistantes entre sí sobre el contorno de la rueda (2) dentada recta central para formar una disposición de ruedas dentadas con una densidad máxima.

11. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque los piñones (5, 5') dentados se construyen como eje hueco y están unidos en su lado frontal con un árbol (8, 8') construido como eje pluma (quill-shaft) que lo atraviesa y que transmite el par de giro con oscilaciones amortiguadas al escalón siguiente del engranaje.

12. Engranaje para fuerza eólica con varios escalones y con ramificación de la potencia 1, caracterizado porque el árbol (8; 8') construido como eje pluma (quill shaft) está unido por medio de un ajuste de presión cónico de manera disoluble con un cubo correspondiente del piñón (5, 5') dentado para garantizar el desmontaje del engranaje entre el plano de la rueda (2) dentada recta central y los planos de los escalones del Engranaje dispuestos detrás.

13. Tren de accionamiento de una instalación de fuerza eólica de gran potencia accionada en el lado de entrada por un rotor (R) para la transformación del viento en el movimiento de rotación de un árbol (1), que transmite el movimiento de rotación a un engranaje con ruedas dentadas rectas y con varios escalones para la conversión hacia una velocidad más alta, en cuyo árbol (16) del lado de salida está acoplado un generador (G) para la transformación de la energía de movimiento en energía eléctrica, caracterizado porque el engranaje con ruedas dentadas rectas se construye como engranaje para fuerza eólica según una de las reivindicaciones precedentes.

14. Tren de accionamiento según la reivindicación 13, caracterizado porque entre el rotor (R) y el engranaje (GT) para fuerza eólica se dispone un freno (B) para evitar el tensado del engranaje (GT) para fuerza eólica en el estado parado a través de los pares alternantes, que actúan sobre el rotor (R).