ES2708452T3 - Sistema de transmisión de la potencia de turbina eólica - Google Patents

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Abstract

Un sistema de transmisión de potencia (10) para incrementar la velocidad de rotación desde un rotor de una turbina eólica (2), que comprende: un árbol principal (16) configurado para ser accionado por el rotor alrededor de un eje principal (14); una estructura de soporte que incluye al menos un cojinete (18, 20) que soporta el árbol principal (16) para su rotación alrededor del eje principal (14) y que restringe otros movimientos del árbol principal (16); y una caja de engranajes (24) que tiene una carcasa de caja de engranajes (60) rígidamente acoplada a la estructura de soporte y un miembro de entrada de la caja de engranajes (26) acoplado al árbol principal (16), soportando la carcasa de la caja de engranajes (60) el miembro de entrada de la caja de engranajes (26) para su rotación alrededor del eje principal (14) mientras restringe otros movimientos del miembro de entrada de la caja de engranajes (26), y estando acoplado el miembro de entrada de la caja de engranajes (26) al árbol principal (16) con grados de libertad en traslación, caracterizado por que el miembro de entrada de la caja de engranajes (26) se acopla al árbol principal (16) mediante un acoplamiento flexible (64) para adaptarse a desalineaciones en una dirección radial, concretamente desplazamientos a lo largo de los ejes perpendiculares al eje principal (14), y en una dirección axial, concretamente un desplazamiento a lo largo del eje principal, y para adaptarse a desplazamientos en una dirección angular, en la que el acoplamiento flexible (64) se define mediante: una parte terminal del árbol principal (42, 112) asociada con el árbol principal (16); una parte terminal del miembro de entrada (68, 114) asociada con el miembro de entrada (26), y un elemento de acoplamiento (70, 80, 92, 110) acoplado a la parte terminal del árbol principal (42, 112), definiendo de ese modo la parte terminal del miembro de entrada (68, 114) dos juntas, - en el que el acoplamiento flexible (64) comprende un acoplamiento de dientes estriados curvados con la parte terminal del árbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (68) tiene dientes que se proyectan radialmente (74, 76), teniendo el elemento de acoplamiento (70) dientes que se proyectan radialmente (78) encajando en los dientes que se proyectan radialmente de la parte terminal del árbol principal (42) o la parte terminal del miembro de entrada (68) definiendo de ese modo dos encajes de engranajes, y en el que un conjunto de dientes que se proyectan radialmente (74, 76, 78) en cada encaje de engranajes tiene sustancialmente perfiles rectos y el otro conjunto tiene perfiles en corona en una dirección axial, en el que las partes terminales son bridas de acoplamiento asociadas con el miembro de entrada del árbol principal, los dientes que se proyectan radialmente de las bridas de acoplamiento tienen perfiles en corona, y el elemento de acoplamiento rodea las bridas de acoplamiento, en el que se define una junta entre cada brida de acoplamiento (42, 68) y el elemento de acoplamiento mediante encajes de engranajes, o - en el que el acoplamiento flexible (64) incluye elementos de junta (90, 106) colocados entre la parte terminal del árbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (42, 68) y el elemento de acoplamiento (92, 100) comprendiendo los elementos de junta (90, 106) un material flexible, en el que cualquiera de una pluralidad de pasadores (94) sobresalen desde lados opuestos del elemento de acoplamiento (92) en la dirección axial, en el que los elementos de junta incorporados en el acoplamiento (64) son casquillos de goma (90) recibidos sobre los pasadores (94), en el que el elemento de acoplamiento (92) a través de los pasadores (94) en un lado tiene una junta con una brida de acoplamiento (42) asociada con el árbol principal (16), y a través de los pasadores (94) sobre el otro lado tiene una junta con una brida de acoplamiento (68) asociada con el miembro de entrada de la caja de engranajes (26), o el elemento de acoplamiento (100) incluye proyecciones de tipo bloque (102) y las bridas de acoplamiento (42, 68) incluyen rebajes correspondientes para la proyección (102), siendo los elementos de junta plataformas de goma (106) colocadas entre las proyecciones (102) y los rebajes (104), en el que las plataformas de goma (106) funcionan de la misma manera que los casquillos de goma (90), - en el que el acoplamiento flexible es un acoplamiento en el que el elemento de acoplamiento (110) comprende un tubo que tiene un primer extremo rodeando la parte terminal de árbol principal (112) del árbol principal (16) y un segundo extremo rodeando la parte terminal de árbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (114) del miembro de entrada de la caja de engranajes (26), estando acopladas las partes terminales del árbol principal y del miembro de entrada (112, 114) al primer y segundo extremo mediante uno o más discos flexibles (116, 118), en el que un primer disco (116) tiene un diámetro interior acoplado al árbol principal (16) y un diámetro exterior acoplado al elemento de acoplamiento (110) y un segundo disco (118) tiene un diámetro interior acoplado al miembro de entrada de la caja de engranajes (26) y un diámetro exterior al elemento de acoplamiento (110), en el que el primer disco (116) define una junta entre el árbol principal (16) y el elemento de acoplamiento (110) y el segundo disco (118) define una junta entre el elemento de acoplamiento (110) y el miembro de entrada de la caja de engranajes (26).

Description

DESCRIPCION
Sistema de transmision de la potencia de turbina eolica
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a sistemas de transmision de la potencia. Mas espedficamente, la presente invencion se refiere a sistemas de transmision de la potencia para turbinas eolicas.
Antecedentes
Las turbinas eolicas incluyen tfpicamente un rotor con grandes palas impulsadas por el viento. Las palas convierten la energfa cinetica del viento en energfa mecanica rotacional. La ene^a mecanica acciona normalmente uno o mas generadores para producir ene^a electrica. Por tanto, las turbinas eolicas incluyen sistemas de transmision de la potencia para procesar y convertir la energfa mecanica rotacional en energfa electrica. El sistema de transmision de la potencia se denomina a veces como el "tren de potencia" de la turbina eolica. La parte del sistema de transmision de la potencia desde el rotor de la turbina eolica al generador se denomina como el tren de accionamiento.
Frecuentemente es necesario incrementar la velocidad de rotacion del rotor de la turbina eolica a la velocidad requerida por el (los) generador(es). Esto se lleva a cabo mediante una caja de engranajes entre el rotor de la turbina eolica y el generador. Por tanto, la caja de engranajes forma parte del sistema de transmision de la potencia y convierte una entrada de baja velocidad y par elevado desde el rotor de la turbina eolica en una salida de velocidad mas alta y par mas bajo para el generador.
La transmision del par no es la unica funcion de un sistema de transmision de la potencia para turbina eolica. La funcion secundaria es transferir otras cargas del rotor a una estructura de la gondola y torre que soporta el sistema. De hecho, el rotor de la turbina eolica experimenta una variedad de cargas debido a las condiciones variables del viento, interacciones mecanicas, aspectos de control, gravedad y otros factores. La trayectoria de estas cargas a traves del sistema de transmision de la potencia depende de la disposicion particular. Aunque los componentes se disenan con la trayectoria de carga correspondiente en mente, la imprevisibilidad, variedad y magnitud de las cargas hace esto muy exigente. Mas aun, incluso componentes apropiadamente disenados pueden no tener en cuenta con precision las tolerancias de la maquina, las deformaciones de carga, las expansiones/variaciones termicas y otras condiciones. Estas condiciones pueden dar como resultado fuerzas indeseables, "parasitas" que tienen el potencial de danar elementos en el sistema de transmision de la potencia, particularmente los componentes de la caja de engranajes y del (de los) cojinete(s) principal(es). Como resultado, la fiabilidad de la caja de engranajes y cojinetes es una de las mayores inquietudes en la industria de la generacion eolica.
Algunos fabricantes acometen las inquietudes sobre la caja de engranajes mediante el diseno de sistemas de transmision de la potencia sin una etapa de engranajes. El rotor de la turbina eolica acciona directamente un generador de baja velocidad en dichos sistemas. Aunque puede reducirse el numero de componentes sometido a las cargas del rotor, estas turbinas eolicas de accionamiento directo tienen las mismas exigencias con respecto a cargas parasitas en el (los) cojinete(s) principal(es) asf como en los componentes del generador. Las turbinas eolicas de accionamiento directo tambien presentan otras inquietudes. En particular, los generadores de baja velocidad son mayores que sus homologos de alta y media velocidad en soluciones con engranajes para producir cantidades de potencia equivalentes. El mayor tamano presenta exigencias de transporte, montaje y mantenimiento ademas de las inquietudes de coste, dado que la mayor parte de las maquinas de accionamiento directo son generadores de iman permanente que incorporan materiales de tierras raras de disponibilidad limitada. Mas aun, hay tambien un requisito cntico de bajas tolerancias en el generador y de gestion controlada de las fuerzas parasitas.
Por tanto, los sistemas de transmision de la potencia con una etapa de engranajes se considera aun que son de interes, y son altamente deseables soluciones que acometan las inquietudes sobre la fiabilidad.
El documento EP 1867871 A2 describe una turbina eolica con un rotor que esta acoplado a una caja de engranajes mediante un arbol principal, en el que la estructura de soporte proporciona tres cojinetes para el arbol principal. Un lado de caja de engranajes del arbol principal esta equipado con un disco de torsion que tiene un acoplamiento de dientes. El acoplamiento de dientes engrana la primera etapa de un engranaje planetario. Se conocen transmisiones de turbina eolica adicionales por los documentos EP 1855001 A1 y EP 1878917 A2.
Sumario
Se divulgan sistemas de transmision de la potencia para incrementar la velocidad de rotacion desde un rotor de una turbina eolica de acuerdo con la reivindicacion 1. Los sistemas de transmision de la potencia comprenden un arbol principal configurado para ser accionado por el rotor, una estructura de soporte y una caja de engranajes. La estructura de soporte incluye al menos un cojinete que soporta el arbol principal para su rotacion alrededor del eje principal y que restringe otros movimientos del arbol principal. Por tanto, ademas de la rotacion alrededor del eje principal, no hay otros grados de libertad entre el arbol principal y la estructura de soporte.
La caja de engranajes incluye una carcasa de caja de engranajes ngidamente acoplada a la estructura de soporte y un miembro de entrada de la caja de engranajes acoplado al arbol principal. La carcasa de la caja de engranajes soporta el miembro de entrada para su rotacion alrededor del eje principal mientras restringe otros movimientos del miembro de entrada de la caja de engranajes. El miembro de entrada de la caja de engranajes, por otra parte, se acopla al arbol principal con grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion alrededor de ejes perpendiculares al eje principal. Esta flexibilidad entre el arbol principal y el miembro de entrada de la caja de engranajes juega un papel importante en la cinematica global del sistema de transmision de la potencia. Ventajosamente, mediante la combinacion de esta flexibilidad con la relacion cinematica que caracteriza las interacciones entre los otros componentes, el sistema de transmision de la potencia asegura la transferencia del par de una forma fiable. Otras fuerzas internas se distribuyen de modo que el sistema de transmision de la potencia tiene baja sensibilidad a los errores de alineacion, las tolerancias, las deformaciones de carga, las expansiones termicas y otras condiciones que pueden conducir a cargas parasitas.
La flexibilidad entre el arbol principal y el miembro de entrada de la caja de engranajes se proporciona mediante un acoplamiento flexible definido por una parte terminal asociada con el arbol principal, una parte terminal asociada con el miembro de entrada y un elemento de acoplamiento. El elemento de acoplamiento se acopla a cada una de las partes terminales de modo que define dos juntas. Cada junta permite la rotacion relativa entre el elemento de acoplamiento y la parte terminal respectiva alrededor de ejes perpendiculares al eje principal y traslacion relativa a lo largo del eje principal. Como resultado de dicha doble junta, el acoplamiento flexible se adapta a desalineaciones radiales, axiales y angulares entre el arbol principal y el miembro de entrada de la caja de engranajes.
Pueden proporcionarse ventajas adicionales por la distribucion interna de fuerzas cuando la carcasa de la caja de engranajes se suspende desde la estructura de soporte, que se asienta sobre la parte superior de la torre cuando se instala en una turbina eolica. La estructura de soporte en dicha realizacion puede comprender una carcasa de cojinetes que rodea el (los) cojinete(s) que soportan el arbol principal. La carcasa de la caja de engranajes puede suspenderse entonces directa o indirectamente desde la carcasa de cojinetes. Portanto, no hay trayectoria de carga a traves de la carcasa de la caja de engranajes a la torre. Esta ventaja se mantiene cuando la transmision de la potencia incluye ademas un generador integrado con la caja de engranajes. En particular, el generador incluye un rotor y un estator posicionados dentro de una carcasa de generador, que se acopla ngidamente a, y se suspende desde la carcasa de, la caja de engranajes.
Estas y otras ventajas se haran mas evidentes basandose en la descripcion que sigue.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una turbina eolica.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un sistema de transmision de la potencia para la turbina eolica de la figura 1.
La figura 3 es una vista en seccion transversal del sistema de transmision de la potencia de la figura 2.
La figura 4 es una vista en seccion transversal de una parte del sistema de transmision de la potencia con detalle adicional.
La figura 4A es una vista en seccion transversal de una realizacion de un elemento de pretensado para un cojinete en el sistema de transmision de la potencia.
La figura 5 es una vista en seccion transversal que muestra el acoplamiento en el sistema de transmision de la potencia de la figura 3 con detalle adicional.
La figura 6 es una vista en perspectiva despiezada del acoplamiento mostrado en la figura 5.
Las figuras 7A-7D son vistas esquematicas del acoplamiento mostrado en la figura 5.
La figura 8 es una vista en perspectiva de un elemento de acoplamiento para un acoplamiento en el sistema de transmision de la potencia de acuerdo con una realizacion alternativa.
La figura 8A es una vista esquematica del acoplamiento para la realizacion de la figura 8.
La figura 9 es una vista en perspectiva del sistema de transmision de la potencia con un acoplamiento de acuerdo con otra realizacion mas.
La figura 10 es una vista en perspectiva despiezada del sistema de transmision de la potencia de la figura 9.
La figura 11 es una vista en perspectiva despiezada del acoplamiento en el sistema de transmision de la potencia de la figura 9.
La figura 11A es una vista en perspectiva de un acoplamiento de acuerdo con otra realizacion, pero basado en principios similares a los del acoplamiento de la figura 11.
Las figuras 12 y 13 son vistas esquematicas de un sistema de transmision de la potencia con un acoplamiento de acuerdo con otra realizacion mas.
La figura 14 es una vista en alzado superior de una parte del sistema de transmision de la potencia de la figura 2. La figura 15 es una vista en alzado lateral de una parte del sistema de transmision de la potencia de la figura 2. La figura 16 es una vista en seccion transversal de una parte de un sistema de transmision de la potencia de acuerdo con una realizacion alternativa.
Descripcion detallada
La figura 1 muestra un ejemplo de una turbina eolica 2. Aunque se muestra una turbina eolica marina, debena senalarse que la descripcion que sigue puede ser aplicable a otros tipos de turbinas eolicas. La turbina eolica 2 incluye palas del rotor 4 montadas en un buje 6, que es soportado por una gondola 8 sobre una torre 12. El viento hace que las palas del rotor 4 y el buje 6 giren alrededor de un eje principal 14 (figura 2). Esta energfa rotacional se proporciona a un sistema de transmision de la potencia (o "tren de potencia") 10 alojado dentro de la gondola 8. Como se muestra en las figuras 2 y 3, el sistema de transmision de la potencia 10 incluye un arbol principal 16 acoplado al buje 6 (figura 1). El sistema de transmision de la potencia 10 incluye tambien primeros y segundos cojinetes 18, 20 que soportan el arbol principal 16, una carcasa de cojinetes 22 rodeando el primer y segundo cojinetes 18, 20, y una caja de engranajes 24 que tiene un miembro de entrada de la caja de engranajes 26 accionado por el arbol principal 16. La caja de engranajes 24 incrementa la velocidad de rotacion del arbol principal 16 para accionar un generador 28, tal y como se describe con mayor detalle mas adelante.
La cinematica del sistema de transmision de la potencia 10 tambien se describira con mayor detalle mas adelante. Para este fin, sera conveniente hacer referencia a un sistema de coordenadas tridimensional basado en el eje principal 14. En este sistema de coordenadas, el eje y se considera que es el eje principal del sistema. El eje x y el eje z son perpendiculares al eje y, estando el eje z en general alineado con la direccion de la gravitacion. Las relaciones entre los cuerpos cinematicos se describiran en terminos de grados de libertad. Un "cuerpo" es un elemento simple o grupo de elementos conectados sustancialmente de modo ngido de modo que las distancias entre puntos en el cuerpo sean efectivamente fijas en condiciones normales. Dicho de otra manera, todos los elementos de un cuerpo se mueven de modo efectivo juntos con respecto al mismo sistema de referencia en condiciones normales; no se pretende movimiento relativo. Un "grado de libertad" se refiere a la capacidad de un cuerpo para moverse en direcciones de traslacion o rotacion con relacion a otro cuerpo al que esta unido. La junta se disena espedficamente con movimiento relativo en mente cuando hay uno o varios grado(s) de libertad. Las direcciones de traslacion y rotacion se definen con referencia al sistema de coordenadas.
Pasando ahora a la figura 4, se muestra en seccion transversal una parte del sistema de transmision de la potencia 10. Tal como puede observarse, el arbol principal 16 es hueco e incluye una parte de brida 32 en el extremo de conexion al buje 6 (figura 1). La parte de brida 32 permite que el arbol principal 16 se acople al buje con tornillos. En otras realizaciones, el arbol principal 16 puede acoplarse al buje mediante una conexion Hirth, una conexion combinada pasador-tornillo, o alguna otra disposicion que asegure la transferencia del par. Ademas, aunque se muestra la parte de brida 32 como formada de modo integral con el resto del arbol principal 16, puede ser alternativamente un componente separado atornillado o sujeto en otra forma al arbol principal 16.
El primer y segundo cojinete 18, 20 soportan el arbol principal 16 para su rotacion alrededor del eje y 14 pero impiden otros movimientos relativos entre la carcasa de cojinetes 22 y el arbol principal 16. Se muestra una disposicion de cojinetes de rodillos conicos ampliamente separados. En particular, el primer y segundo cojinete 18, 20 son cojinetes de rodillos conicos de una fila separados dentro de la carcasa de cojinetes 22 y dispuestos en una configuracion en O; las fuerzas normales a los elementos de rodadura son convergentes fuera del espacio entre los cojinetes (creando de ese modo una dispersion efectiva mayor que la distancia entre los cojinetes). Son posibles tambien otras disposiciones de cojinetes. Por ejemplo, el arbol principal 16 puede estar alternativamente soportado por alguna combinacion de cojinetes de rodillos cilmdricos, cojinetes de bolas esfericas, o cojinetes de rodillos conicos, cada uno con o bien una unica fila o bien multiples filas de elementos de rodadura.
La carcasa del cojinete principal 22 incluye ademas apoyos 34, 36 para ayudar a posicionar el primer y segundo cojinete 18, 20 en la direccion axial. Se extiende un primer elemento de pretensado 38 entre la parte de brida 32 del arbol principal 16 y el primer cojinete 18. El primer elemento de pretensado 38 puede dimensionarse como un manguito de modo que el primer cojinete 18 sea empujado contra el apoyo 34 en la carcasa del cojinete principal 22. De manera similar, puede extenderse un segundo elemento de pretensado 40 entre el segundo cojinete 20 y una brida de acoplamiento 42 en el otro extremo del arbol principal 16. El segundo elemento de pretensado 40 puede dimensionarse de la misma forma como un manguito de modo que el segundo cojinete 20 sea empujado contra el apoyo 36.
En algunas realizaciones, el primer y/o segundo elemento de pretensado 38, 40 pueden ser ajustables. Por ejemplo, la figura 4A ilustra una realizacion de un segundo elemento de pretensado 40 definido por tornillos 46 y resortes 48. Los tornillos 46 se extienden a traves de orificios roscados 50 en la brida de acoplamiento 42 e incluyen cubiertas o cabezas 52 sobre el extremo que mira al segundo cojinete 20. Una parte similar a una brida 54 de la cubierta 52 se extiende en una direccion radial, definiendo de ese modo una superficie que mira hacia el segundo cojinete 20. Los resortes 48 encajan sobre la otra parte de la cubierta 52 y se extienden entre estas superficies y el segundo cojinete 20. Las fuerzas ejercidas por los resortes 48 precargan el segundo cojinete 20 en la direccion axial.
La precarga en la realizacion de la figura 4A puede ajustarse cambiando la posicion de los tornillos 46. Con este fin, los tornillos 46 pueden incluir una parte de cabeza o terminal 56 sobre el otro lado de la brida de acoplamiento 42 lo que permite que se giren los tornillos. Por ejemplo, los tornillos 46 pueden ser esparragos roscados con un extremo hexagonal en este lado de la brida de acoplamiento 42. La rotacion de los tornillos 46 cambia su posicion axial y la cantidad en la que se comprimen los resortes 48.
El primer elemento de pretensado 38 puede construirse de modo similar al segundo elemento de pretensado 40 mostrado en la figura 4A, si se desea. Las variantes de las realizaciones descritas anteriormente se apreciaran por expertos en el diseno de cojinetes de turbina eolica. Por ejemplo, los resortes individuales 48 en la figura 4A pueden sustituirse por manguitos individuales, flexibles. Como alternativa, en lugar de haber un resorte 48 por tornillo 46, puede haber un manguito tubular que se extiende alrededor del arbol principal 16 y se recibe sobre todas las cubiertas 52 (haciendo tope los diametros interior y exterior del manguito en cada una de las partes similares a la brida 54). El numero de diferentes realizaciones que se apreciara es por lo que el primer y segundo elemento de pretensado 38, 40 se muestran esquematicamente en la figura 4 (nota: no se muestran en las figuras 2 y 3 por simplicidad).
Independientemente de la construccion particular, el primer y segundo elemento de pretensado 38, 40 cooperan con la parte de brida 32 y la brida de acoplamiento 42 para sujetar el primer y segundo cojinete 18, 20 en su posicion contra los apoyos 34, 36. Dicha disposicion elimina la necesidad de muescas sobre el arbol principal 16, lo que simplifica el proceso de fabricacion del arbol principal 16 y no compromete su resistencia. Mas aun, la precarga asegura que tanto el primer como el segundo cojinete 18, 20 experimentan al menos alguna carga minima en todas las condiciones de operacion. Esto reduce o elimina movimientos axiales indeseados, maximiza la rigidez en el sistema global, y optimiza el uso de cojinetes porque las zonas de apoyo de los elementos de rodadura se incrementan en funcion de la precarga.
Volviendo a referirnos a la figura 3, la caja de engranajes 24 se suspende desde la carcasa de cojinetes 22 y arbol principal 16; no hay soporte para la caja de engranajes 24 en sf. Mas espedficamente, la caja de engranajes 24 incluye el miembro de entrada de la caja de engranajes 26, que se acopla al arbol principal 16 y una carcasa de caja de engranajes 60, que se suspende desde la carcasa de cojinetes 22. Esta suspension no necesita ser directa. De hecho, en la realizacion mostrada, una carcasa de acoplamiento 62 conecta la carcasa de la caja de engranajes 60 a la carcasa del cojinete principal 22 y rodea la interfaz entre el arbol principal 16 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26. En consecuencia, la carcasa de la caja de engranajes 60 se suspende desde la carcasa de cojinetes 22 a traves de la carcasa del acoplamiento 62. Dicho de otra manera, la carcasa de la caja de engranajes 60 solo se soporta en un extremo y, por lo tanto, esta en voladizo desde la carcasa de cojinetes 22 a traves de la carcasa del acoplamiento 62.
Esta disposicion particular tiene ventajas que seran mas evidentes basandose en la descripcion que sigue. Los expertos en el diseno de turbinas eolicas, sin embargo, apreciaran otras disposiciones que tienen la misma relacion cinematica. Por ejemplo, los elementos ngidamente conectados que soportan el arbol principal 16 (por ejemplo, el primer y segundo cojinete 18, 20 y la carcasa de cojinetes 22) pueden denominarse mas en general como una "estructura de soporte" y considerarse parte del mismo cuerpo cinematico. La carcasa de la caja de engranajes 60 es parte tambien de este cuerpo cinematico debido a que esta ngidamente acoplada a la carcasa de cojinetes 22. Con esto en mente, seran evidentes otras realizaciones en las que una caja de engranajes se acopla ngidamente a la misma estructura de soporte de un arbol principal, tal como un bastidor base. No es preciso tener necesariamente una suspension a menos que se deseen las ventajas asociadas con la disposicion de suspension (descritas a continuacion). En un nivel mas general, el cuerpo cinematico asociado tiene dos juntas: una primera con el arbol principal 16, y una segunda con el miembro de entrada de la caja de engranajes 26. La primera junta (el soporte del arbol principal 16) ya se ha descrito. En terminos de la segunda junta, la carcasa de la caja de engranajes 60 (y, por lo tanto, su cuerpo cinematico asociado) soporta el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 para su rotacion alrededor del eje principal 14 e inhibe otros movimientos relativos.
El tipo de miembro de entrada de la caja de engranajes 26 depende del diseno de la caja de engranajes particular. Se muestra un portasatelites para una caja de engranajes diferencial, aunque no se ilustran los detalles de la caja de engranajes diferencial debido a que pueden usarse en su lugar otros disenos adecuados para turbinas eolicas. Esto incluye, por ejemplo, cajas de engranajes planetarios convencionales, cajas de engranajes planetarios compuestos, cajas de engranajes planetarios de portador fijo, etc., implicando etapas simples o multiples. Independientemente del diseno de la caja de engranajes, el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 se acopla flexiblemente al arbol principal 16. Hay diferentes formas en las que puede conseguirse esto, y se describiran a continuacion diversos ejemplos. Cada uno implica una conexion o acoplamiento flexible 64 de modo que el arbol principal 16 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 no se conecten ngidamente; hay diferentes cuerpos cinematicos unidos en el acoplamiento 64. Ventajosamente, el acoplamiento 64 proporciona grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion alrededor solamente del eje x y del eje z. No hay grados de libertad en rotacion alrededor del eje y (eje principal) debido a que el acoplamiento 64 es torsionalmente ngido.
Las figuras 5 y 6 muestran una realizacion del acoplamiento 64 con detalle adicional. En esta realizacion, el acoplamiento 64 es un acoplamiento de dientes estriados curvados definido por la brida de acoplamiento 42 del arbol principal 16, una brida de acoplamiento 68 del miembro de entrada de la caja de engranajes 26, y un elemento de acoplamiento 70 que engrana circunferencialmente con las bridas de acoplamiento 42, 68. Las bridas de acoplamiento 42, 68 se muestran como componentes separados atornillados al arbol principal 16 y al miembro de entrada de la caja de engranajes 26, respectivamente. Como resultado, las bridas de acoplamiento 42, 68 rotan con estos componentes. Se extienden pasadores (no mostrados) entre cada brida de acoplamiento 42, 68 y el componente al que se atornillan en varias localizaciones para ayudar a transferir el par. La conexion puede soportarse adicional o alternativamente mediante la colocacion de una placa de friccion (no mostrada) entre cada brida de acoplamiento 42, 68 y el componente al que se sujeta. La placa de friccion puede ser, por ejemplo, un disco metalico recubierto con un material de mejora de la friccion. El par es funcion de las fuerzas que provocan la rotacion alrededor del eje principal 14 y de la distancia desde el eje principal 14. Por lo tanto, el incremento de la capacidad de transferir par por medio de pasadores y/o placas de friccion permite que se transfieran fuerzas mayores a traves de las conexiones sin tener que incrementar el diametro del arbol principal 16 o del miembro de entrada de la caja de engranajes 26. En realizaciones alternativas, las bridas de acoplamiento 42, 68 pueden formarse de modo integral con el arbol principal 16 y miembro de entrada de la caja de engranajes 26, respectivamente.
Como se muestra en la figura 6, las bridas de acoplamiento 42, 68 terminan en dientes que se proyectan radialmente hacia el exterior 74, 76. El elemento de acoplamiento 70 incluye dientes que se proyectan radialmente hacia el interior 78 para engranar con los dientes 74, 76. Por lo tanto, se definen dos encajes de engranajes. Hay numeros iguales de dientes sobre las bridas de acoplamiento 42, 68 y el elemento de acoplamiento 70 de modo que hay una relacion de engranajes 1:1. Un conjunto de dientes en cada encaje de engranajes tiene sustancialmente perfiles rectos, mientras que el otro conjunto tiene perfiles en corona en una direccion axial. Esto se ilustra esquematicamente en la figura 7A.
En la realizacion mostrada en las Figuras 5 y 6, los dientes 74, 76 sobre las bridas de acoplamiento 42, 68 son aquellos con un perfil en corona. El diente 78 sobre el elemento de acoplamiento 70 tiene perfiles rectos y se extiende a lo largo de su longitud para encajar con los dientes 74, 76. Como resultado de esta disposicion, el acoplamiento 64 funciona en una doble junta que puede adaptarse a diferentes tipos de desalineaciones. Mas espedficamente, el acoplamiento 64 puede dividirse en tres cuerpos cinematicos: el arbol principal 16 (que incluye la brida de acoplamiento 42), el elemento de acoplamiento 70 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 (que incluye la brida de acoplamiento 68). Se define una junta entre cada brida de acoplamiento 42, 68 y el elemento de acoplamiento 70. En esta realizacion particular, las juntas son encajes de engranajes (se describiran otros ejemplos). Cada junta permite la rotacion relativa alrededor del eje x y del eje z debido a los dientes en corona 74, 76. La traslacion relativa en una direccion axial (es decir, a lo largo del eje principal 14) tambien se permite debido a que los diente rectos 78 no restringen los dientes en corona 74, 46 en esta direccion. Las juntas no se disenan para otros movimientos relativos.
Esta relacion cinematica es lo que proporciona al acoplamiento 64 grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion alrededor del eje x y del eje z. Esto puede apreciarse a partir de los dibujos esquematicos de las figuras 7A-7D, si el arbol principal 16 (representado por la brida de acoplamiento 42) queda desalineado con el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 (representado por la brida de acoplamiento 68) en una direccion radial (desplazamiento a lo largo del eje x o z; figura 7B), en la direccion angular (figura 7C), y/o en la direccion axial (desplazamiento a lo largo del eje y; figura 7D), las traslaciones y rotaciones relativas descritas anteriormente se adaptan a estas desalineaciones. Cuando se combina esta relacion cinematica con las otras relaciones en el sistema de transmision de la potencia 10 (el numero de cuerpos cinematicos, el numero de juntas y grados de libertad), el sistema tiene una baja sensibilidad a los errores de desalineacion, las tolerancias, las deformaciones de carga, las expansiones termicas y otras condiciones que pudieran conducir en caso contrario a desalineaciones y fuerzas "parasitas" indeseadas, que danen componentes sensibles. Por lo tanto, el sistema de transmision de la potencia 10 es capaz de llevar a cabo su funcion primaria -la transferencia del parde una manera fiable.
Las bridas de acoplamiento 42, 68 representan partes terminales del arbol principal 16 y del miembro de entrada de la caja de engranajes 26. En realizaciones alternativas no mostradas, las partes terminales pueden ser simplemente extensiones del arbol principal 16 y del miembro de entrada de la caja de engranajes 26 provistos con dientes que se proyectan radialmente. Mas aun, los dientes que se proyectan radialmente sobre las partes terminales no necesitan estar en la misma direccion. Por ejemplo, la figura 8 muestra un elemento de acoplamiento 80 que puede usarse en dichas realizaciones alternativas. En lugar de ser un anillo estriado (como el elemento de acoplamiento 70) rodeando partes terminales del arbol principal 16 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26, el elemento de acoplamiento 80 incluye un primer conjunto de dientes 82 que se proyectan radialmente hacia el interior y un segundo conjunto de dientes 84 que se proyectan radialmente hacia el exterior. Una de las partes terminales (por ejemplo, una extension o brida de acoplamiento del arbol principal 16 o del miembro de entrada de la caja de engranajes 26) se acopla con el primer conjunto de dientes 82, mientras que el otro se engrana con el segundo conjunto de dientes 84. Un conjunto de dientes en cada encaje de engranajes tiene sustancialmente perfiles rectos y el otro conjunto tiene perfiles en corona en una direccion axial. Por tanto, aunque el primer y segundo conjunto de dientes 82, 84 tiene perfiles rectos en la figura 8, pueden ser alternativamente los que tienen perfiles en corona. Se mantienen las mismas relaciones cinematicas en la figura 8 que en la realizacion de las figuras 3-7. Es decir, el elemento de acoplamiento 80 representa un cuerpo cinematico que tiene dos juntas con otros dos cuerpos (el arbol principal 16 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26). Esto puede apreciarse a partir de la vista esquematica de la figura 8A. Cada junta permite la rotacion relativa alrededor del eje x y del eje z y la traslacion relativa a lo largo del eje y. De nuevo, esto es resultado de un conjunto de dientes en cada encaje de engranajes que tienen perfiles en corona y mientras los otros tienen perfiles rectos; los mismos principios que en la realizacion de las figuras 3-7. El resultado global es aun unas disposiciones de acoplamiento que proporcionan grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion alrededor del eje x y del eje z. El acoplamiento no se disena para otros movimientos relativos. En consecuencia, aun son aplicables las ventajas anteriormente mencionadas.
Las ventajas mencionadas anteriormente tambien se aplican en otras realizaciones que no implican encajes de engranajes de dientes curvados. De hecho, hay un cierto numero de formas de proporcionar al acoplamiento 64 con las mismas relaciones cinematicas entre el arbol principal 16, un elemento de acoplamiento y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26.
Las figuras 9-11 ilustran una realizacion alternativa en la que el acoplamiento 64 incorpora elementos de junta fabricados de un material flexible, tal como una goma. Mas espedficamente, el acoplamiento 64 incluye un elemento de acoplamiento 92 posicionado entre la brida de acoplamiento 42 y la brida de acoplamiento 68. Una pluralidad de pasadores 94 se proyectan desde lados opuestos del elemento de acoplamiento 92 en la direccion axial. Los pasadores 94 se encajan por presion en orificios o se sujetan en otra forma al elemento de acoplamiento 92, o pueden formarse de modo integral con el elemento de acoplamiento 92. En esta realizacion, los elementos de junta incorporados en el acoplamiento 64 son casquillos de goma 90 recibidos sobre los pasadores 94. Los casquillos 90 pueden encajar por presion sobre los pasadores 94, que se insertan a continuacion en orificios 96 provistos en las bridas de acoplamiento 42, 68. Puede proporcionarse una conexion de encaje holgado entre los orificios 96 y los casquillos 90 cuando los pasadores 94 se posicionan en esta forma.
Ventajosamente, los casquillos 90 permiten algun movimiento angular y axial entre los pasadores 94 y los orificios 96. De ese modo, se mantienen las mismas relaciones cinematicas explicadas anteriormente. El elemento de acoplamiento 92 a traves de los pasadores 94 en un lado tiene una junta con la brida de acoplamiento 42 (y, por lo tanto, el arbol principal 16), y a traves de los pasadores 94 en el otro lado tiene una junta con la brida de acoplamiento 68 (y, por lo tanto, el miembro de entrada de la caja de engranajes 26). Cada una de estas dos juntas permite la rotacion relativa alrededor del eje x y del eje z y la traslacion relativa a lo largo del eje y. Otros movimientos relativos estan restringidos. De nuevo, el resultado global es aun un acoplamiento 64 entre el arbol principal 16 y un miembro de entrada de la caja de engranajes 26 que proporciona grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion solamente alrededor del eje x y del eje z. La localizacion y tamano de los pasadores 94, junto con el tamano y material de los casquillos 90, puede optimizarse de acuerdo con los parametros deseados (por ejemplo, nivel aceptable de fuerzas parasitas, tamano y masa del acoplamiento 64, vida util de los casquillos 90, etc.).
Se apreciaran basandose en la descripcion anterior otras realizaciones que incorporan elementos de junta construidos a partir de material flexible. No necesitan implicar pasadores y casquillos de goma. De hecho, la figura 11A es una vista esquematica de una realizacion alternativa en la que un elemento de acoplamiento 100 incluye proyecciones similares a un bloque 102 y las bridas de acoplamiento 42, 68 incluyen rebajes correspondientes 104 para las proyecciones 102. Los elementos de junta en esta realizacion son plataformas de goma 106 colocadas entre las proyecciones 102 y los rebajes 104. Las plataformas de goma 106 funcionan de la misma manera que los casquillos de goma 90 en la figura 11, proporcionando los mismos grados de libertad entre el elemento de acoplamiento 100 y las bridas de acoplamiento 42, 68 (y, por lo tanto, el arbol principal 16 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26).
Las figuras 12 y 13 ilustran esquematicamente una realizacion que no incluye encajes de engranaje de dientes curvados o elementos de junta de goma. En esta realizacion, el acoplamiento 64 incluye un elemento de acoplamiento 110 en la forma de un tubo ngido colocado entre una parte terminal 112 del arbol principal 16 y una parte terminal 114 del miembro de entrada de la caja de engranajes 26. El elemento de acoplamiento 110 tiene un diametro interior mayor que las partes terminales 112, 114 de modo que las rodee de modo efectivo. Cada una de las partes terminales 112, 114 se acopla al elemento de acoplamiento 110 mediante uno o mas discos flexibles. En la realizacion mostrada, un primer disco 116 tiene un diametro interior acoplado al arbol principal 16 y un diametro exterior acoplado al elemento de acoplamiento 110. Un segundo disco 118 tiene un diametro interior acoplado al miembro de entrada de la caja de engranajes 26 y un diametro exterior acoplado al elemento de acoplamiento 110. La conexion entre cada uno del primer y segundo disco 116, 118 y las partes terminales respectivas 112, 114 puede ser una conexion de pasador-tornillo (como para las bridas de acoplamiento 42, 68, como se ha explicado anteriormente) o cualquier otra conexion adecuada. El primer y segundo disco 116, 118 puede tener un grosor ligeramente incrementado en esta area de conexion. Estas variaciones se muestran en la figura 12, pero no en la figura 13 por razones de simplicidad.
En general, el primer y segundo disco 116, 118 tienen cada uno un diametro interior que es sustancialmente mayor que sus grosores respectivos. Mas aun, el diametro exterior es sustancialmente mayor que el diametro interior asociado. Esta relacion geometrica y/o los materiales proporcionan al primer y segundo disco 116, 118 flexibilidad en ciertas direcciones. En particular, un disco delgado como el primer y segundo disco 116, 118 es mucho mas ngido en la direccion radial que en la direccion axial. Dicho disco puede flexionarse para permitir que su diametro interior se mueva con relacion al diametro exterior en la direccion axial. El disco tambien puede flexionarse para permitir que su diametro interior se retuerza (es decir, gire) con relacion al diametro exterior alrededor de ejes perpendiculares a la direccion axial. Los materiales adecuados para el primer y segundo disco 116, 118 incluyen, sin limitacion: metales (por ejemplo, hierro, acero, titanio), materiales compuestos (por ejemplo, fibras de vidrio y resinas), materiales plasticos reforzados con carbono, o combinaciones de los mismos.
Considerando la flexibilidad del primer y segundo disco 116, 118, el acoplamiento 64 puede verse de la misma manera que otras realizaciones anteriormente explicadas: implicando tres cuerpos cinematicos (el arbol principal 16, el elemento de acoplamiento 110 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26). El primer disco 116 define una junta entre el arbol principal 16 y el elemento de acoplamiento 110. El segundo disco 118 define una junta entre el elemento de acoplamiento 110 y el miembro de entrada de la caja de engranajes 26. Cada una de estas juntas tiene un grado de libertad en traslacion a lo largo del eje y, y grados de libertad en rotacion alrededor del eje x y del eje z. Otros movimientos relativos estan restringidos.
Como puede apreciarse, hay diferentes formas de proporcionar un acoplamiento 64 que une sistematicamente el arbol principal 16 al miembro de entrada de la caja de engranajes 26 con grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion alrededor de los ejes perpendiculares al eje principal. Los ejemplos anteriormente explicados hacen esto usando un elemento de acoplamiento con dos juntas separadas. Como se ha mencionado anteriormente, la combinacion de la relacion cinematica proporcionada por el acoplamiento 64 con las otras relaciones cinematicas (el numero particular de cuerpos cinematicos, juntas entre los cuerpos, y grados de libertad) asegura la transferencia del par con una cantidad minima de fuerzas parasitas potencialmente daninas.
Volviendo a referirnos a las figuras 2 y 3, el sistema de transmision de la potencia 10 no solo consigue esta funcion primaria de una manera ventajosa, sino que tambien consigue su funcion secundaria -la transferencia de cargas distintas del par desde un rotor a una torre- de forma que proporciona diversas ventajas. La carcasa de la caja de engranajes 60 se suspende desde la carcasa de cojinetes 22 a traves de la carcasa del acoplamiento 62, como se ha expuesto anteriormente. El generador 28 puede estar tambien suspendido al estar acoplado a la caja de engranajes 24. Mas espedficamente, el generador incluye un rotor del generador 130 y un estator 132 posicionados dentro de una carcasa de generador 134. El rotor del generador 130 es accionado por un elemento de salida de la caja de engranajes 136 y soportado para su rotacion dentro de la carcasa del generador 134. El estator 132 se acopla ngidamente a la carcasa del generador 134, que a su vez se acopla ngidamente a, y se suspende desde, la carcasa de la caja de engranajes 60.
Sin soporte para la caja de engranajes 24 o generador 28, la unica trayectoria de carga a traves del sistema de transmision de la potencia 10 a la torre 12 (figura 1) sobre la que se coloca es a traves de la carcasa de cojinetes 22 y una estructura de base 140 (figura 14). Esto se ilustra esquematicamente por la flecha 138 en la figura 15. Como se muestra en las figuras 14 y 15, la carcasa de cojinetes 22 puede incluir primeras y segundas patas de soporte 142, 144 situadas proximas al primer cojinete 18, y terceras y cuartas patas de soporte 146, 148 situadas proximas al segundo cojinete 20. La primera, segunda, tercera y cuarta pata de soporte 142, 144, 146, 148 se montan sobre la estructura de base 140, que esta conformada de una forma particular para distribuir las cargas que recibe desde la carcasa de cojinetes 22. Ventajosamente, la estructura de base 140 distribuye las cargas a traves de un fondo circular 150. Esto reduce las concentraciones de tensiones en un sistema de orientacion (no mostrado) que fija la estructura de base 140 a la torre 12. Se describen detalles adicionales con relacion a la forma de la carcasa de cojinetes 22 y la distribucion de fuerzas en la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos N.° 61/532.595, presentada el 9 de septiembre de 2011 y titulada "WIND TURBINE ROTOR SHAFT SUPPORT STRUCTURE", cuya divulgacion se incorpora en su totalidad en el presente documento por referencia.
Las realizaciones descritas anteriormente son meramente ejemplos de la invencion definidas por las reivindicaciones que aparecen a continuacion. Los expertos en el diseno de turbinas eolicas apreciaran ejemplos, modificaciones y ventajas adicionales basandose en la descripcion. Por ejemplo, se apreciara que el arbol principal 16 y el buje 6 se acoplan ngidamente (por ejemplo, usando una de las posibilidades anteriormente mencionadas) de modo que sean parte del mismo cuerpo cinematico (un "cuerpo del rotor"). Aunque las realizaciones de las figuras 2-15 ilustran el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 acoplado al arbol principal 16, en realizaciones alternativas el miembro de entrada de la caja de engranajes 26 puede acoplarse a este cuerpo del rotor en el buje 6. La figura 16 ilustra un ejemplo de una realizacion de ese tipo.
En la Fig. 16, que usa los mismos numeros de referencia para referirse a la estructura correspondiente con las otras realizaciones, la carcasa de la caja de engranajes 60 se acopla directamente a la carcasa de cojinetes 22 y se soporta sobre la estructura de base 140. Se ha mencionado anteriormente como no se requiere la suspension de la caja de engranajes 24 desde la carcasa de cojinetes 22; los elementos ngidamente conectados que soportan el arbol principal 16 y la carcasa de la caja de engranajes 60 se consideran parte del mismo cuerpo cinematico (un cuerpo de "estructura de soporte"). En la realizacion de la Fig. 16, como en las otras realizaciones, este cuerpo cinematico soporta el cuerpo del rotor para su rotacion alrededor del eje principal 14 y restringe otros movimientos. Mas espedficamente, el primer y segundo cojinete 18, 20 (parte del cuerpo de la estructura de soporte) soportan el arbol principal 16 para su rotacion alrededor del eje principal 14 y restringen otros movimientos. La carcasa de la caja de engranajes 60 hace lo mismo con respecto al miembro de entrada de la caja de engranajes 26.
El miembro de entrada de la caja de engranajes 26 esta aun acoplado al cuerpo del rotor con grados de libertad en traslacion en todas las direcciones y grados de libertad en rotacion alrededor de ejes perpendiculares al eje principal. Esto se consigue, sin embargo, mediante el acoplamiento del miembro de entrada de la caja de engranajes 26 al buje 6 (con el acoplamiento 64) en lugar de al arbol principal 16. El elemento dentro de la caja de engranajes 26 incluye un tubo de par 180 que se extiende a traves del arbol principal 16 al acoplamiento 64 de modo que la caja de engranajes 24 pueda permanecer situada por detras de la carcasa de cojinetes 22. El acoplamiento 64 mostrado en la figura 16 es similar a la realizacion de las figuras 9-11 en que incluye un elemento de acoplamiento 190 con pasadores 192 rodeados por casquillos de goma 194. Sobre un lado se reciben los pasadores 192 y casquillos de goma 194 en una brida de acoplamiento 196 atornillada al buje 6. En el otro lado los pasadores 192 y casquillos de goma 194 son recibidos en una brida de acoplamiento 198 atornillada al tubo de par 180 (y, por lo tanto, ngidamente acoplados al miembro de entrada de la caja de engranajes 26). Esta y otras realizaciones no se explican en detalle, dado que aun es aplicable la situacion anterior sobre otras posibilidades. Los expertos en la materia apreciaran como la cinematica entre el cuerpo del rotor, estructura de soporte y miembro de entrada de la caja de engranajes se mantiene para proporcionar ventajas similares.
A la luz de lo anterior, los detalles de cualquier realizacion particular no debenan verse como limitando necesariamente el alcance de las reivindicaciones que siguen.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de transmision de potencia (10) para incrementar la velocidad de rotacion desde un rotor de una turbina eolica (2), que comprende:
un arbol principal (16) configurado para ser accionado por el rotor alrededor de un eje principal (14);
una estructura de soporte que incluye al menos un cojinete (18, 20) que soporta el arbol principal (16) para su rotacion alrededor del eje principal (14) y que restringe otros movimientos del arbol principal (16); y
una caja de engranajes (24) que tiene una carcasa de caja de engranajes (60) ngidamente acoplada a la estructura de soporte y
un miembro de entrada de la caja de engranajes (26) acoplado al arbol principal (16), soportando la carcasa de la caja de engranajes (60) el miembro de entrada de la caja de engranajes (26) para su rotacion alrededor del eje principal (14) mientras restringe otros movimientos del miembro de entrada de la caja de engranajes (26), y estando acoplado el miembro de entrada de la caja de engranajes (26) al arbol principal (16) con grados de libertad en traslacion,
caracterizado por que
el miembro de entrada de la caja de engranajes (26) se acopla al arbol principal (16) mediante un acoplamiento flexible (64) para adaptarse a desalineaciones en una direccion radial, concretamente desplazamientos a lo largo de los ejes perpendiculares al eje principal (14), y en una direccion axial, concretamente un desplazamiento a lo largo del eje principal, y para adaptarse a desplazamientos en una direccion angular,
en la que el acoplamiento flexible (64) se define mediante: una parte terminal del arbol principal (42, 112) asociada con el arbol principal (16); una parte terminal del miembro de entrada (68, 114) asociada con el miembro de entrada (26), y un elemento de acoplamiento (70, 80, 92, 110) acoplado a la parte terminal del arbol principal (42, 112), definiendo de ese modo la parte terminal del miembro de entrada (68, 114) dos juntas, - en el que el acoplamiento flexible (64) comprende un acoplamiento de dientes estriados curvados con la parte terminal del arbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (68) tiene dientes que se proyectan radialmente (74, 76), teniendo el elemento de acoplamiento (70) dientes que se proyectan radialmente (78) encajando en los dientes que se proyectan radialmente de la parte terminal del arbol principal (42) o la parte terminal del miembro de entrada (68) definiendo de ese modo dos encajes de engranajes, y en el que un conjunto de dientes que se proyectan radialmente (74, 76, 78) en cada encaje de engranajes tiene sustancialmente perfiles rectos y el otro conjunto tiene perfiles en corona en una direccion axial, en el que las partes terminales son bridas de acoplamiento asociadas con el miembro de entrada del arbol principal, los dientes que se proyectan radialmente de las bridas de acoplamiento tienen perfiles en corona, y el elemento de acoplamiento rodea las bridas de acoplamiento, en el que se define una junta entre cada brida de acoplamiento (42, 68) y el elemento de acoplamiento mediante encajes de engranajes,
o
- en el que el acoplamiento flexible (64) incluye elementos de junta (90, 106) colocados entre la parte terminal del arbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (42, 68) y el elemento de acoplamiento (92, 100) comprendiendo los elementos de junta (90, 106) un material flexible, en el que cualquiera de una pluralidad de pasadores (94) sobresalen desde lados opuestos del elemento de acoplamiento (92) en la direccion axial, en el que los elementos de junta incorporados en el acoplamiento (64) son casquillos de goma (90) recibidos sobre los pasadores (94), en el que el elemento de acoplamiento (92) a traves de los pasadores (94) en un lado tiene una junta con una brida de acoplamiento (42) asociada con el arbol principal (16), y a traves de los pasadores (94) sobre el otro lado tiene una junta con una brida de acoplamiento (68) asociada con el miembro de entrada de la caja de engranajes (26),
o el elemento de acoplamiento (100) incluye proyecciones de tipo bloque (102) y las bridas de acoplamiento (42, 68) incluyen rebajes correspondientes para la proyeccion (102), siendo los elementos de junta plataformas de goma (106) colocadas entre las proyecciones (102) y los rebajes (104), en el que las plataformas de goma (106) funcionan de la misma manera que los casquillos de goma (90),
- en el que el acoplamiento flexible es un acoplamiento en el que el elemento de acoplamiento (110) comprende un tubo que tiene un primer extremo rodeando la parte terminal de arbol principal (112) del arbol principal (16) y un segundo extremo rodeando la parte terminal de arbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (114) del miembro de entrada de la caja de engranajes (26), estando acopladas las partes terminales del arbol principal y del miembro de entrada (112, 114) al primer y segundo extremo mediante uno o mas discos flexibles (116, 118), en el que un primer disco (116) tiene un diametro interior acoplado al arbol principal (16) y un diametro exterior acoplado al elemento de acoplamiento (110) y un segundo disco (118) tiene un diametro interior acoplado al miembro de entrada de la caja de engranajes (26) y un diametro exterior al elemento de acoplamiento (110), en el que el primer disco (116) define una junta entre el arbol principal (16) y el elemento de acoplamiento (110) y el segundo disco (118) define una junta entre el elemento de acoplamiento (110) y el miembro de entrada de la caja de engranajes (26).
2. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la estructura de soporte incluye ademas una carcasa de cojinete (22) que rodea el al menos un cojinete (18, 20), estando la carcasa de la caja de engranajes (60) suspendida desde la carcasa de cojinete (22).
3. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el arbol principal (16) se acopla al miembro de entrada de la caja de engranajes (26) mediante un acoplamiento flexible (64), comprendiendo adicionalmente el sistema de transmision de potencia (10):
una carcasa de acoplamiento (62) que rodea el acoplamiento flexible (64), estando suspendida la carcasa de la caja de engranajes (60) desde la carcasa de cojinetes (22) a traves de la carcasa del acoplamiento (62).
4. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con la reivindicacion 2 o 3, que comprende ademas: un generador que tiene un rotor y estator de generador (132) posicionado dentro de la carcasa de generador (134), estando ngidamente acoplada la carcasa del generador (134) a y suspendida desde la carcasa de la caja de engranajes (60).
5. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que el al menos un cojinete (18, 20) comprende un primer cojinete (18) y un segundo cojinete (20) separados dentro de la carcasa de cojinete (22).
6. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con la reivindicacion 5, teniendo la carcasa de cojinetes (22) primeras y segundas patas de soporte (142, 144) situadas proximas al primer cojinete (18) y terceras y cuartas patas de soporte (146, 148) situadas proximas al segundo cojinete (20), comprendiendo adicionalmente el sistema de transmision de la potencia (10):
una estructura de base (140) en la que la primera, segunda, tercera y cuarta pata (142, 144, 146, 148) de la carcasa de cojinete (22) se montan, teniendo la estructura de base (140) un fondo circular (150) y que esta conformada para distribuir las cargas recibidas desde la carcasa de cojinete (22) a traves del fondo circular (150).
7. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento de acoplamiento (80) incluye un primer conjunto de dientes que se proyectan radialmente hacia el interior (82) y un segundo conjunto de dientes que se proyectan radialmente hacia el exterior (84), y en el que adicionalmente una de entre la parte terminal del arbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (68) engrana en el primer conjunto de dientes (82) y la otra engrana en el segundo conjunto de dientes (84).
8. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo para reivindicar una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento de acoplamiento (92, 100) incluye proyecciones (94, 102) que se extienden hacia la parte terminal del arbol principal (42) y a la parte terminal del miembro de entrada (68) del arbol principal (16) y del miembro de entrada de la caja de engranajes (26), incluyendo la parte terminal del arbol principal (42) y la parte terminal del miembro de entrada (68) rebajes (96, 104) en los que se reciben proyecciones (94, 102), y situandose los elementos de junta (90, 106) entre las proyecciones (94, 102) y los rebajes (96, 104).
9. Un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que las proyecciones (94) son pasadores que se extienden desde el elemento de acoplamiento (92), los elementos de junta (90) son casquillos de goma situados sobre los pasadores, y los rebajes (96) son orificios en las partes terminales (42, 68).
10. Una turbina eolica (2), que comprende:
un rotor que tiene un buje (6) y palas del rotor (4) montadas en el buje (6);
un sistema de transmision de potencia (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el arbol principal (16) se acopla al buje (6) de modo que sea accionado por el rotor.
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