ES2607960T3

ES2607960T3 - Disposición de componentes de un aerogenerador

Info

Publication number: ES2607960T3
Application number: ES11801599.9T
Authority: ES
Inventors: Hanno Schnetgöke
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2017-04-04
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: WO2012095140A2; US9206743B2; EP2663769A2; EP2663769B1; WO2012095140A3; CN103109087A; DE102011002488A1; DK2663769T3; US20130186104A1

Abstract

Disposición de dos componentes (12, 13, 30) de un aerogenerador, en la que un primer componente (12, 13) presenta una brida (15, 130) con una superficie de contacto de brida (121, 122, 133) y en la que el segundo componente (30) presenta una superficie de embridado (131, 132) para la brida (15, 130) del primer componente (12, 13) o el segundo componente (12, 13) presenta una brida (15, 130) con una superficie de contacto de brida (122, 133), disponiéndose la superficie de contacto de brida (122, 133) del primer componente (12, 13) y la superficie de embridado (131, 132) del segundo componente (30) de modo que estén enfrentadas o disponiéndose las superficies de contacto de brida (122, 121) de los dos componentes (12, 13, 30, 130) unas frente a otras, caracterizada por que al menos una superficie de contacto de brida (121, 122, 133) de una brida (15, 130) y/o el contacto de embridado (131, 132) del asegundo componente (30) presentan un recubrimiento que incrementa el coeficiente de fricción de una aleación de acero al cromo o po rque las dos superficies de contacto de brida (121, 122, 133) de las bridas presentan un recubrimiento exterior que incrementa el coeficiente de fricción de una aleación de acero al cromo, configurándose la unión de los componentes (12, 13, 30, 130) como unión no positiva.

Description

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DESCRIPCION

Disposicion de componentes de un aerogenerador

La invencion se refiere a una disposicion de dos componentes de un aerogenerador, en la que un primer componente presenta una brida con una superficie de contacto de brida y en la que el segundo componente presenta una superficie de embridado para la brida del primer componente o el segundo componente presenta una brida con una superficie de contacto de brida, disponiendose la superficie de contacto de brida del primer componente y la superficie de embridado del segundo componente de modo que esten enfrentadas o disponiendose las superficies de contacto de brida de los dos componentes una frente a otra. La invencion se refiere ademas al empleo de un recubrimiento para una disposicion de componentes de un aerogenerador, a un aerogenerador, asf como a un procedimiento para el tratamiento de un componente de un aerogenerador.

En el estado de la tecnica se conoce, por ejemplo con el nombre de “5M”, un aerogenerador de la solicitante de patente, que posee una potencia nominal dem 5 megavatios (MW).

Para unir componentes de gran volumen de un aerogenerador durante la construccion, el mantenimiento o la reparacion, se preven entre los componentes uniones bridadas o uniones por tornillos. Estos componentes, que se unen entre sf, son, por ejemplo, el arbol de rotor y la entrada del engranaje asf como el cubo de rotor y el arbol de rotor.

Se emplean ademas uniones por tornillos en la union entre la torre tubular y el cojinete giratorio, asf como entre el soporte de maquinas de un aerogenerador y los demas componentes de un aerogenerador, especialmente en la union al cojinete del rotor, a la suspension del engranaje, al munon del eje y al generador (anular).

En el documento DE 197 33 372 C1 se revela una pala de rotor o un rotor de un aerogenerador, uniendose la pala de rotor mediante tornillos a una brida de un cubo de rotor. La brida se configura tradicionalmente como brida metalica. La propia pala de rotor se compone fundamentalmente de un material compuesto de resina epoxi reforzado con fibra de vidrio.

El documento DE 691 14 016 T2 describe de forma general un acoplamiento entre superficies frontales opuestas de dos componentes coaxiales que giran conjuntamente, desarrollandose las superficies frontales opuestas radialmente frente al eje de los componentes. Las superficies frontales de los componentes se dotan ademas de una pluralidad de lmeas acanaladas contiguas que definen una ranura.

El documento DE 86 25 580 U1 revela, por otra parte, un acoplamiento para la union ngida de dos componentes de maquina equiaxiales idoneas para la transmision de pares de giro, con dos elementos auxiliares de acoplamiento que chocan con las superficies frontales y que se sujetan entre sf por medio de elementos de union. Se preve ademas que entre las superficies de contacto, en la zona de los elementos de union de sujecion axial, se aplique una capa de material granuloso.

Por el documento DE-A-10 2007 014 861 se conoce una disposicion de dos componentes de un aerogenerador, en la que un primer componente presenta una brida con una superficie de contacto de brida y un segundo componente una superficie de embridado para la brida del primer componente, disponiendose las superficies de contacto de brida de los dos componentes de forma opuesta y presentando una superficie de contacto de brida de una de las bridas y/o la superficie de embridado del segundo componente un recubrimiento que incrementa el coeficiente de friccion.

El documento EP-A-2 075 466 muestra un procedimiento para la union de un arbol principal que gira con un numero de revoluciones bajo de un aerogenerador a un arbol de accionamiento de un engranaje del aerogenerador, previendose entre una superficie de union del arbol principal y una superficie de union, que interactua con el mismo, del arbol de entrada del engranaje, un elemento que incremente la friccion, especialmente un disco de superficie rugosa, uniendose las dos superficies de union firmemente entre sf y sometiendose las mismas a una carga permanente.

En el documento M. Schwartz, “Encyclopaedia of materials, parts and finishes”, , XP055156214, se describen, en el capttulo “Diffusion Coatings”, diversas tecnicas para la inclusion por difusion de distintos elementos en superficies metalicas. Como consecuencia mejoran la dureza y la resistencia en cuanto a desgaste, corrosion y oxidacion.

El documento de B. Miller, “Frequently asked questions about hardfacing”, 8 de marzo de 2005 (2005-03-08), XP055156218, (URL:
http://www.thefabricator.com/article/cuttingweldprep/frequently-asked-questions-about-hardfa- cing), esta relacionado con el endurecimiento superficial de componentes metalicos. Se emplea, por ejemplo, carburo de cromo para mejorar la resistencia a la abrasion y al desgaste en aplicaciones a temperaturas elevadas.

El objetivo de la invencion consiste en unir entre sf componentes voluminosos de un aerogenerador creando una union altamente resistente.

Esta tarea se resuelve mediante una disposicion de dos componentes de un aerogenerador, presentando un primer componente una brida con una superficie de contacto de brida y el segundo componente una superficie de embridado para la brida del primer componente, o presentando el segundo componente una brida con una superficie

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de contacto de brida, disponiendose la superficie de contacto de brida del primer componente y la superficie de embridado del segundo componente de forma opuesta o disponiendose las superficies de contacto de brida de los dos componentes una en frente de la otra, perfeccionandose dicha disposicion por que al menos una superficie de contacto de brida de una de las bridas y/o la superficie de embridado del segundo componente presentan un recubrimiento exterior de una aleacion de acero al cromo que incrementa el coeficiente de friccion, o por que las dos superficies de contacto de brida de las bridas presentan un recubrimiento de una aleacion de acero al cromo que incrementa el coeficiente de friccion, realizandose la union de los componentes como union no positiva.

De acuerdo con la invencion, los componentes de un aerogenerador con un diametro de mas de 0,5 m,

preferiblemente de mas de 1,0 m, con mayor preferencia de mas de 1,5 m, se unen entre sf, presentando los

componentes a unir respectivamente superficies de contacto orientadas las unas hacia las otras, y sujetandose los componentes entre sf una vez unidos.

En una variante de realizacion de la disposicion de componentes voluminosos segun la invencion se preve que uno de los componentes presente una brida con la correspondiente superficie de contacto de brida, y que el segundo componente unido al primer componente presente la correspondiente superficie de embridado para la brida del primer componente. En otra variante de realizacion se preve en el marco de la invencion, que los dos componentes a unir entre sf o unidos presenten respectivamente una brida con sendas superficies de contacto de brida.

Conforme a la invencion se preve que las superficie de embridado configurada en forma de superficie de contacto del componente sin brida presente un recubrimiento, preferiblemente aplicado, de una aleacion de acero al cromo, y/o que al menos una superficie de contacto de brida de una de las bridas presente un recubrimiento, preferiblemente aplicado, de una aleacion de acero al cromo. De esta forma, en la union de los componentes, al

menos una o las dos superficies de contacto opuestas se dotan, como consecuencia de la union, de la

correspondiente capa de de aleacion de acero al cromo. De este modo se consigue una union de componentes sometidos a cargas mecanicas de un aerogenerador, creandose mediante el empleo de una aleacion de acero al cromo a modo de recubrimiento aplicado preferiblemente con posterioridad a una de las dos superficies de contacto de los componentes a unir o unidos, una union no positiva que, frente a una union de componentes sin aleacion de acero al cromo o sin una capa de aleacion de acero al cromo, presenta un coeficiente de friccion mas alto.

En el marco de la invencion se entiende por componente especialmente un grupo funcional o un grupo de sistemas de un aerogenerador, por ejemplo un cubo de rotor, un arbol de rotor, un engranaje, que esta acoplado o se acopla mecanicamente a otro grupo funcional / grupo de sistemas o a otra unidad funcional / unidad de sistemas del aerogenerador a traves de la union segun la invencion, especialmente a traves de la union por tornillos o bridas. En el caso de los componentes o de las unidades funcionales asf como de las unidades de sistemas se trata especialmente de componentes voluminosos con pesos de mas de 100 kg hasta varias toneladas.

Durante el funcionamiento normal de un aerogenerador no se produce ningun desplazamiento de las superficies de contacto de los componentes unidos entre sf Las superficies de contacto provistas de una capa de aleacion de acero al cromo presentan preferiblemente un diametro de mas de 0,5 m, preferiblemente de mas de 1,0 m. Dos componentes a unir entre sf presentan respectivamente superficies de contacto orientadas las unas hacia las otras, sujetandose las superficies de contacto en estado unido entre sf, y aplicandose un recubrimiento de la aleacion de acero al cromo como capa o revestimiento en las superficies de contacto.

En una aplicacion segun la invencion se ha comprobado que el material de recubrimiento, el acero al cromo, presenta para superficies de friccion estaticas de componentes sometidos a torsion de un aerogenerador un efecto sorprendente de fuerte aumento del coeficiente de friccion, y al mismo tiempo una elevada rentabilidad, reparaciones comodas y un procedimiento de recubrimiento mas sencillo.

Una variante de realizacion de la disposicion se caracteriza ademas por que el recubrimiento o los recubrimientos de aleacion de acero al cromo de las superficies de contacto de brida o de las superficies de embridado de los componentes se aplica o se aplican en la respectiva superficie de contacto de brida y/o superficie de embridado, preferiblemente como capa(s) o al estilo de un revestimiento, empleando un procedimiento de arco voltaico. Las capas de aleacion de acero al cromo se aplican a los componentes especialmente despues de la fabricacion de los componentes y antes del ensamblaje de los distintos componentes de un aerogenerador.

En una alternativa se preve que las capas de aleacion de acero al cromo se apliquen a los componentes de un aerogenerador en forma de recubrimiento de las superficies de contacto, por ejemplo durante la ejecucion de trabajos de mantenimiento. Como consecuencia, en la reparacion de componentes o con motivo del mantenimiento del aerogenerador se eliminan, en su caso, otros recubrimientos o capas (ya) existentes de las superficies de contacto de los componentes, de modo que las superficies de contacto preparadas de los componentes a unir se doten de un recubrimiento o de una capa de aleacion de acero al cromo.

Por consiguiente, en el marco de la invencion se proporciona, gracias al acero al cromo, un material de recubrimiento, por ejemplo para el recubrimiento de uniones por bridas en el tren de accionamiento de aerogeneradores, resultando la aplicacion de la capa de aleacion de acero al cromo sencilla y economica. Dado que la aplicacion de la capa de aleacion de acero al cromo tambien es posible en un momento posterior, por ejemplo durante la ejecucion de trabajos de mantenimiento en aerogeneradores ya construidos, los trabajos de reparacion y el manejo resultan sencillos. Por otra parte es posible mejorar las propiedades de los componentes existentes

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mediante el recubrimiento de las superficies de contacto de los componentes con una aleacion de acero al cromo durante los trabajos de mantenimiento en un aerogenerador.

El empleo del procedimiento de recubrimiento es muy sencillo y flexible, por lo que tambien se pueden recubrir componentes grandes o voluminosos en un aerogenerador. Preferiblemente. el grosor (de capa) del recubrimiento de aleacion de acero al cromo es de menos de 1 mm o de fracciones de un milfmetro. Con preferencia, el grosor de capa de la aleacion de acero al cromo aplicado a las superficies de contacto oscila entre los 10 ^m y los 1000 ^m, especialmente entre los 400 ^m y los 600 ^m.

Los componentes se sujetan entre sf especialmente mediante el empleo de elementos de union, preferiblemente tornillos o pernos.

Unos coeficientes o valores de friccion mas altos permiten una construccion mas compacta de las bridas o de los componentes. Los valores o coeficientes de friccion alcanzables se reducen con el aumento de la resistencia mecanica del material basico.

Otra gran ventaja del recubrimiento de aleacion de acero al cromo frente al galvanizado por proyeccion conocido de las superficies de contacto de los componentes de un aerogenerador consiste en que las bridas galvanizadas por proyeccion por ambos lados tienden a adherirse bajo pretension, por lo que la union de los componentes solo se puede separar con dificultad y, en la mayona de los casos, no sin danar el recubrimiento, por ejemplo con motivo de trabajos de conservacion. Mediante la aplicacion de una capa de aleacion de acero al cromo sobre las superficies de contacto de los componentes (en lugar del galvanizado por proyeccion), los componentes se pueden soltar o separar sin sufrir danos al deshacer la union.

Por otra parte se prefiere que entre las superficies de contacto de brida de las bridas se dispongan uno o mas cuerpos intermedios de union o que entre la superficie de contacto de brida del primer componente y la superficie de embridado del segundo componente se dispongan uno o varios cuerpos intermedios de union. El empleo de los cuerpos intermedios de union entre los componentes a unir ofrece la ventaja de que el coeficiente de friccion, definido tambien como valor de friccion, es mas alto, sin que exista la necesidad de recubrir directamente los componentes a unir. A estos efectos resulta ventajoso que los recubrimientos se apliquen a cuerpos intermedios de union mucho mas pequenos y compactos.

En otra variante de realizacion se prefiere que el o los cuerpos intermedios de union se doten, en al menos una de las superficies de contacto o en las dos superficies de contacto opuestas a las superficies de contacto de las bridas o a la superficie de embridado del segundo componente, de un recubrimiento de una aleacion de acero al cromo.

Con este fin, los cuerpos intermedios de union se configuran ventajosamente a modo de placa o pequenos bloques, consiguiendose asf una manejo mas sencillo de los cuerpos intermedios de union durante el montaje. Dado que se disponen segmentos pequenos como cuerpos intermedios de union recubiertos de una aleacion de acero al cromo entre una superficie de embridado y una brida de un componente o entre las superficies de contacto de brida de dos bridas, es posible que los segmentos pequenos se puedan recubrir o se recubran de forma economica. Despues del montaje o de la reparacion de los componentes tambien se pueden sustituir de manera sencilla los cuerpos de union dispuestos a modo de elementos intermedios, con lo que mejora notablemente la manipulacion de los cuerpos intermedios de union.

Ademas se preve ventajosamente que, en caso o como consecuencia de la disposicion entre el primer componente y el segundo componente, los cuerpos intermedios de union formen una especie de anillo segmentado, especialmente un anillo circular segmentado o partes del mismo.

Con preferencia, las uniones al primer componente y al segundo componente se realizan mecanicamente empleando elementos de montaje, especialmente tornillos, grapas o similares.

A traves del empleo de los elementos de montaje, los cuerpos intermedios de union se unen, por ejemplo, a un componente, de manera que por uno de los lados del cuerpo intermedio de union se disponga el segundo componente con una superficie de contacto.

Para la creacion de una union entre dos componentes se preve, por ejemplo, que la superficie de contacto de brida del primer componente y la superficie de embridado del segundo componente o las superficies de contacto de brida del segundo componente se configuren a modo de anillo y/o cerrados.

El primer componente se configura, en especial, como arbol de rotor, y el segundo como disco de retencion de rotor. En una alternativa, el primer componente se configura como arbol de entrada de engranaje y el segundo componente como disco de retencion de rotor. En una variante de realizacion ventajosa, el primer componente se configura como cubo de rotor asf como el segundo componente como disco de retencion de rotor o como arbol de rotor.

La union de los componentes que presentan, por ejemplo, un diametro de union de 0,5 m a 2,5 m, se configura ventajosamente en forma de union no positiva, especialmente como union separable, con preferencia como union sometida a fuerzas transversales y/o a torsion o como union por tornillos.

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El primer componente y/o el segundo componente, que se tienen que unir o que estan unidos entre s^ se configuran ademas preferiblemente como componentes fundidos, Alternativamente se prefiere la configuracion como componente de acero.

Otra solucion de la tarea consiste en el empleo de un recubrimiento para un conjunto de componentes de un aerogenerador, configurandose el conjunto de acuerdo con uno de los ejemplos de realizacion antes descritos.

La tarea se resuelve ademas por medio de un aerogenerador con una disposicion de componentes antes descrita. Para evitar repeticiones, se hace expresa referencia a las explicaciones que anteceden.

La tarea se resuelve ademas mediante un procedimiento para el tratamiento de al menos un componente de un aerogenerador para un conjunto de componentes antes descrito, configurandose especialmente el o los componentes del aerogenerador con un diametro de mas de 0,5 m, preferiblemente de mas de 1,0 m, con mayor preferencia de mas de 1,5 m y uniendose el o los componentes, presentando los componentes a unir en especial respectivamente superficies de contacto orientadas las unas hacia las otras y sujetandose los componentes unidos entre sf, perfeccionandose el procedimiento por el hecho de que al menos una de las superficies de contacto de los componentes a unir se recubre con una aleacion de acero al cromo.

Con ayuda de este procedimiento segun la invencion se trata, por ejemplo, una brida de un componente de un aerogenerador (por ejemplo de un arbol de rotor, cubo de rotor, etc.), con lo que la brida se repara.

Para la reparacion de la brida, se separa en un primer paso, en un aerogenerador existente, la union entre los componentes o el conjunto (unido) de componentes. A continuacion se limpia al menos una de las superficies de contacto de los componentes prevista para la union de los componentes. El paso de limpieza comprende, en una variante de realizacion, especialmente la eliminacion de un recubrimiento existente en o sobre las superficies de contacto. Si un recubrimiento existente, por ejemplo un galvanizado por proyeccion, de una superficie de contacto de un componente esta deteriorado, se preve en el marco de la invencion la eliminacion de la capa deteriorada o defectuosa de la superficie de contacto del componente. En caso de dos componentes unidos entre sf o a unir (nuevamente) se preparan especialmente, es decir, se limpian las dos superficies de contacto opuestas de los respectivos componentes para el recubrimiento previsto con una aleacion de acero al cromo.

A continuacion de la preparacion y de la limpieza de las superficies de contacto de los componentes, se aplica a la respectiva superficie de contacto del componente correspondiente un recubrimiento o una capa (exterior) de la aleacion de acero al cromo.

Durante la posterior aplicacion de las capas de aleacion de acero al cromo a las superficies de contacto de los componentes, por ejemplo con motivo de la ejecucion de trabajos de mantenimiento, se preve en el marco del procedimiento segun la invencion hacerlo en la sala de maquinas de un aerogenerador montado ya existente. De este modo el recubrimiento de aleacion de acero al cromo se forma en los componentes en un aerogenerador ya construido, por ejemplo mediante un procedimiento de arco voltaico.

Otras caractensticas de la invencion se deducen de la descripcion de variantes de realizacion segun la invencion, junto con las reivindicaciones, y de los dibujos que se acompanan. Las variantes de realizacion pueden presentar algunas de las caractensticas o una combinacion de varias caractensticas.

La invencion se describe a continuacion, sin limitacion de la idea inventiva general, a la vista de ejemplos de realizacion y con referencia a los dibujos, senalandose expresamente los dibujos en relacion con todos los detalles segun la invencion no especificados detalladamente en el texto. Se muestran en la

Figura 1 esquematicamente uniones en seccion transversal de un arbol de rotor con un cubo de rotor y un engranaje de un aerogenerador en seccion;

Figura 2 esquematicamente una vista en detalle de la zona de transicion entre arbol de rotor y engranaje;

Figura 3 esquematicamente una vista en detalle de la zona de transicion entre arbol de rotor y engranaje segun una variante de realizacion;

Figura 4a esquematicamente la union por bridas entre el cubo de rotor y el arbol de rotor en una vista en detalle; Figura 4b una vista esquematica de cuerpos intermedios de segmentos circulares.

Los elementos iguales o las piezas correspondientes se identifican en las figuras por medio de los mismos numeros de referencia, por lo que se prescinde de una nueva representacion de los mismos.

La figura 1 muestra, en una seccion transversal esquematica, el conjunto unido de un cubo de rotor 11 con un arbol de rotor 12 y un elemento de union 13 de un engranaje correspondiente de un aerogenerador. El cubo de rotor 11, el arbol de rotor 12 y el engranaje no detallado en la imagen que en la parte anterior presenta el elemento de union 13, forman parte de un aerogenerador denominado esquematicamente WEA.

En la figura 2 se ilustra, en una vista esquematica en detalle, la zona de transicion de la union entre un arbol de rotor 12 y un engranaje de aerogenerador WEA. El arbol de rotor 12 se une al elemento de union 13 del engranaje por medio de una brida 14. El arbol de rotor 12 presenta por los extremos orientados hacia el elemento de union 13 un anillo con brida 15 que esta provisto de perforaciones 16 para la recepcion de tornillos. Las perforaciones 16 se

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disponen a modo de anillo por el penmetro del anillo con brida 15. El elemento de union 13 del engranaje presenta, por el lado orientado hacia el arbol de rotor 12, perforaciones de agujero ciego correspondientes 17 dotadas de roscas. Desde el lado del arbol de rotor se introducen tornillos 18 con rosca en las perforaciones 16 del arbol de rotor 12 y en las perforaciones 17 del elemento de union 13, de modo que el arbol de rotor 12 se une al elemento de union 13 creando una pretension.

El elemento de union 13 presenta, por el lado opuesto al arbol de rotor 12, un anillo con brida 19 que posee una superficie de contacto de brida 122. El anillo con brida 15 del arbol de rotor 12 dispone ademas de una superficie de contacto de brida 121 dispuesta frente a la superficie de contacto de brida 122 del anillo con brida 19 del elemento de union 13.

En una variante de realizacion, la superficie de contacto de brida 122 del anillo con brida 15 presenta un recubrimiento de aleacion de acero al cromo aplicado con preferencia de forma posterior. La superficie de contacto de brida 121 del anillo con brida 19 del elemento de union 13 tambien se puede dotar adicionalmente de una aleacion de acero al cromo.

En otra variante de realizacion tambien sena posible proveer la superficie de contacto de brida 122 del anillo con brida 19 de una aleacion de acero al cromo, mientras que la superficie de contacto de brida 121 opuesta a la superficie de contacto 122 del anillo con brida 15 no se recubre de una aleacion de acero al cromo.

Gracias al empleo de una aleacion de acero al cromo para el recubrimiento de las superficies de contacto de brida 121, 122, se crea un recubrimiento que eleva el coeficiente de friccion entre el arbol de rotor 12 y el elemento de union 13, por lo que mediante el apriete de los tornillos 18 se incrementa el valor de friccion o el coeficiente de friccion y la union por friccion entre el arbol de rotor y el elemento de union 13.

En la figura 3 se representa esquematicamente otro ejemplo de realizacion de una union entre un arbol de rotor 12 y una brida de engranaje 130 de un engranaje no representado conforme a la variante de realizacion mostrada en la figura 2. Entre el arbol de rotor 12 con el anillo con brida 15 y la brida de engranaje 130 se dispone un disco de retencion 30 que presenta tanto una superficie de contacto 131 con el arbol de rotor 12, como una superficie de contacto 132 con la brida de engranaje 130.

Para mejorar la resistencia de la union entre el arbol de rotor 12 y el disco de retencion 30 o entre el arbol de rotor 12 y la brida de engranaje 130, las superficies de contacto 131, 132, configuradas como superficies de embridado para la brida del arbol de rotor 12 y para la brida de engranaje 130, se recubren con una aleacion de acero al cromo,

El disco de retencion 30 se dota ademas de agujeros de paso, por lo que los tornillos 31 dibujados esquematicamente y dotados por el lado de la brida de engranaje, atraviesan una arandela de apoyo 32, el disco de retencion 30 y los agujeros de paso previstos en los cuerpos intermedios de union 20, desembocando en las perforaciones de agujero ciego del arbol de rotor 12.

Entre la superficie de contacto 131 y la superficie de contacto de brida 122 del anillo con brida 15 del arbol de rotor 12 se disponen cuerpos intermedios de union 20, siendo posible que los cuerpos intermedios de union 20 presenten igualmente, como recubrimiento, una aleacion de acero al cromo.

Entre el disco de retencion 30 y la brida de engranaje 130 se disponen ademas, una frente a la otra, la superficie de contacto 132 y la superficie de contacto de brida 133 de la brida de engranaje 130, configurandose al menos una de las dos superficies de contacto 132, 133 con una aleacion de acero al cromo. Tanto la superficie de contacto 131 como la superficie de contacto de brida 133 de la brida de engranaje 130 pueden presentar una aleacion de acero al cromo que aumenta el coeficiente de friccion.

En otra variante de realizacion sena posible dotar la superficie de contacto 132, configurada como superficie de embridado, del disco de retencion 30 y la superficie de contacto de brida 133 de la brida de engranaje 130 respectivamente de una aleacion de acero al cromo exterior.

Para unir el disco de retencion 30 a la brida de engranaje 130, estos se sujetan entre sf con ayuda de los tornillos 33 indicados esquematicamente.

En una variante de realizacion (aqrn no representada) se preve ademas que entre el disco de retencion 30 y la brida de engranaje 130 se dispongan cuerpos intermedios de union como los que se disponen entre el disco de retencion 30 y el anillo con brida 15 del arbol de rotor 12. Tambien en este caso la brida de engranaje 130 y el disco de retencion 30 se unen con ayuda de tornillos 33 dibujados esquematicamente. En el caso de los cuerpos intermedios de union se trata de cuerpos intermedios de union segun la invencion recubiertos, preferiblemente por ambos lados, de una aleacion de acero al cromo, con lo que se obtienen mejores uniones no positivas con cierres por friccion y coeficientes de friccion mas altos.

En el caso de la forma de realizacion mostrada en la figura 3 se trata de una combinacion multiple o de una disposicion en serie de varias uniones segun la invencion.

En la figura 4a se representa en seccion transversal una vista en detalle de la union entre el arbol de rotor 12 y el cubo de rotor (11) (comparese figura 1). El cubo de rotor 11 dispone por su cara interior de un anillo con brida 19 con perforaciones correspondientes en las que se introducen pernos o tornillos y que se unen a la cara frontal del arbol

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de rotor 12. A estos efectos se preven en el arbol de rotor 12 perforaciones de agujero ciego para la recepcion de los tornillos o pernos.

Los tornillos o pernos se introducen desde la cara interior del cubo de rotor 11 y se unen al arbol de rotor 12. Para la creacion de una union por brida redproca, se preve en el arbol de rotor 12 un anillo con brida 21 y perforaciones para la recepcion de pernos o tornillos. Los pernos se introducen desde el lado opuesto al cubo de rotor 11 en las perforaciones del anillo con brida 21, por lo que los pernos o tornillos atraviesan las perforaciones (de agujero ciego o de paso) correspondientes configurados en el cubo de rotor 11, de modo que los pernos de la fila exterior del anillo con brida 21 se encuentren en direccion opuesta a la de los pernos de la fila interior del anillo con brida 19 del cubo de rotor 11. El drculo del agujero de las perforaciones del anillo con brida 21 es mas grande que el drculo del agujero de las perforaciones del anillo con brida 19.

En conjunto se consigue de esta forma una union por bridas helicoidales de dos filas de los dos componentes sometidos a elevadas cargas mecanicas, realizandose el montaje de manera que el cubo de rotor y el arbol de rotor se alineen, procediendose despues al atornillado de la fila de pernos del anillo con brida 21 exterior del arbol de rotor 12 y atornillandose a continuacion los elementos de union en forma de pernos o tornillos, en el interior del cubo de rotor 11, al anillo con brida interior 19. Los pernos o tornillos se pretensan despues aplicando una fuerza de pretension predeterminada. Como consecuencia se obtiene una solida union por bridas entre el cubo de rotor 11 y el arbol de rotor 12.

Con ayuda de manguitos 25 por debajo de las cabezas de tornillo de la fila de tornillos interior es posible emplear, con fines de estandardizacion, tornillos de longitud uniforme. En el anillo con brida exterior 21 se dispone una pista 24 que actua de via de contacto para un pararrayos (no representado).

Para crear una union de mayor coeficiente de friccion entre el cubo de rotor 11 y el arbol de rotor 12, se dispone entre los dos extremos del arbol de rotor 12 y del cubo de rotor 11 o entre los anillos con brida 19 y el anillo con brida 21 una serie de cuerpos intermedios de union 20 que presentan superficies recubiertas de una aleacion de acero al cromo frente a ambas superficies de contacto de los anillos con brida 19, 21, por lo que el cierre por friccion conduce, en caso de sujecion de la fila de pernos a los anillos con brida 19, 21, a una mejor union por friccion.

Gracias a los cuerpos intermedios de union 20 segun la invencion, con sus recubrimientos de acero al cromo que incrementan el coeficiente de friccion a ambos lados de los componentes, el cubo de rotor 11 y el arbol de rotor 12, se consigue una disposicion para evitar movimientos relativos entre los componentes que estan sujetos entre sf y que interactuan ( el cubo de rotor 11 y el arbol de rotor 12).

En el caso del cubo de rotor 11 se trata especialmente de un componente de material fundido, por ejemplo de fundicion esferolttica, de un simple acero para la construccion, mecanizandose la superficie de contacto del anillo con brida 21 preferiblemente de forma lisa hacia el cubo de rotor, por ejemplo RZ 16.

Por otra parte, el arbol de rotor 12, como segundo componente, se realiza como componente de acero (acero para la construccion o acero para temple) o como componente fundido. La superficie de contacto hacia el cubo de rotor 11 se somete preferiblemente a un tratamiento con chorro de arena, por ejemplo SA3, siendo posible endurecer la superficie en otras variantes de realizacion.

La pretension aplicada por los elementos de union o pernos entre el arbol de rotor 12 y el cubo de rotor 11 alcanza en las superficies de contacto convenientemente comprensiones del orden de 60 a 220 N/mm2, preferiblemente entre 90 y 200 N/mm2.

El anillo con brida 19 del cubo de rotor 11 posee perforaciones dispuestas en forma de drculo, presentando la zona de union entre el cubo de rotor 11 y el arbol de rotor 12 en el anillo con brida 19 generalmente un diametro superior a 0,5 m.

En la figura 4a se puede ver ademas que los cuerpos intermedios de union 20 se utilizan al mismo tiempo como disco de retencion para una retencion del rotor. El disco de retencion se compone de tres segmentos identicos en forma de cuerpos intermedios de union 20. La retencion se produce a traves de dos dispositivos de retencion en los que unos pernos no representados se introducen en los alojamientos de pernos. Varios de los alojamientos de pernos se disponen de manera que cada pala de rotor se puede parar en posicion vertical u horizontal.

En la figura 4b se representa, en una vista esquematica, una variante de la disposicion de cuerpos intermedios de union 20 en un componente o en una brida de un componente, ilustrandose a la izquierda respectivamente una disposicion circular de los cuerpos intermedios de union 20 y a la derecha de las figuras respectivamente una vista individual de los cuerpos intermedios de union 20.

Los cuerpos intermedios de union 20 tienen un grosor aproximado de 5 mm y una longitud de 200 a 600 mm. Los elementos mas pequenos reducen el coste de recubrimiento, pero incrementan el coste de montaje, por lo que conviene adaptar las medidas exactas, en cada caso particular, al uso preferido y previsto.

Por medio de los cuerpos intermedios de union 20 recubiertos en las superficies de contacto, preferiblemente por ambos lados, de una aleacion de acero al cromo entre las superficies de contacto de dos componentes, especialmente en las superficies de contacto de una union por bridas entre los componentes, se crea una especie

5

10

15

20

25

30

35

40

45

de anillo segmentado de cuerpos intermedios de union 20. Los cuerpos intermedios de union 20 se configuran como segmento parcial de un conjunto en forma de drculo.

Los cuerpos intermedios de union 20 pueden presentar uno o varios agujeros de paso 22, por lo que los cuerpos intermedios de union 20 estan atravesados por pernos o tornillos de una union por bridas entre dos componentes a unir. Los cuerpos intermedios de union 20 disponen ademas de perforaciones mas pequenas 23, por lo que por las perforaciones 23 pasan elementos de montaje en forma de tornillos, lo que permite y simplifica, por ejemplo, un montaje de los cuerpos intermedios de montaje 20 en un anillo con brida.

Mediante el enroscado de tornillos o de otros elementos de montaje en las perforaciones, los cuerpos intermedios de union 20 se pueden fijar en las superficies de contacto de los componentes, presentando las superficies de contacto preferiblemente perforaciones de agujero ciego para la recepcion de roscas.

Todas las caractensticas indicadas, incluso las que solamente se suponen a la vista de los dibujos, asf como las caractensticas reveladas individualmente o en combinacion con otras, se consideran esenciales para la invencion. Las variantes de realizacion segun la invencion pueden presentar caractensticas individuales o una combinacion de varias caractensticas.

Lista de referencias

11 Cubo de rotor

12 Arbol de rotor

13 Elemento de union (engranaje)

14 Union por bridas

15 Anillo con brida

16 Perforacion

17 Perforacion

18 Tornillos

19 Anillo con brida

20 Cuerpo intermedio de union

21 Anillo con brida

22 Perforacion

23 Perforacion

24 Pista

25 Manguito

30 Disco de retencion

31 Tornillos

32 Arandela de apoyo

33 Tornillos

121 Superficie de contacto de brida

122 Superficie de contacto de brida

130 Brida de engranaje

131 Superficie de contacto

132 Superficie de contacto

133 Superficie de contacto de brida

WEA Aerogenerador

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Disposicion de dos componentes (12, 13, 30) de un aerogenerador, en la que un primer componente (12, 13) presenta una brida (15, 130) con una superficie de contacto de brida (121, 122, 133) y en la que el segundo componente (30) presenta una superficie de embridado (131, 132) para la brida (15, 130) del primer componente (12, 13) o el segundo componente (12, 13) presenta una brida (15, 130) con una superficie de contacto de brida (122, 133), disponiendose la superficie de contacto de brida (122, 133) del primer componente (12, 13) y la superficie de embridado (131, 132) del segundo componente (30) de modo que esten enfrentadas o disponiendose las superficies de contacto de brida (122, 121) de los dos componentes (12, 13, 30, 130) unas frente a otras, caracterizada por que al menos una superficie de contacto de brida (121, 122, 133) de una brida (15, 130) y/o el contacto de embridado (131, 132) del asegundo componente (30) presentan un recubrimiento que incrementa el coeficiente de friccion de una aleacion de acero al cromo o po rque las dos superficies de contacto de brida (121, 122, 133) de las bridas presentan un recubrimiento exterior que incrementa el coeficiente de friccion de una aleacion de acero al cromo, configurandose la union de los componentes (12, 13, 30, 130) como union no positiva.
2. Disposicion segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el recubrimiento o los recubrimientos de aleacion de acero al cromo se aplica o se aplican sobre la respectiva superficie de contacto de brida (121, 122, 133) y/o sobre la superficie de embridado (131, 132) empleando un procedimiento de arco voltaico.
3. Disposicion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que los componentes (12, 13, 30, 130) se sujetan entre sf utilizando elementos de union, por ejemplo tornillos o pernos.
4. Disposicion segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que entre las superficies de contacto de brida (121, 122, 133) de las bridas se disponen uno o varios cuerpos intermedios de union (20) o entre la superficie de contacto de brida (21, 122) del primer componente (12, 13, 130) y la superficie de embridado (131, 132) del segundo componente (30) se disponen uno o varios cuerpos intermedios de union (20), recubriendose especialmente el o los cuerpos intermedios de union (20), por al menos una o por las dos superficies de contacto opuestas a las superficies de contacto de brida (121, 122, 133) de las bridas, con una aleacion de acero al cromo.
5. Disposicion segun la reivindicacion 4, caracterizada por que los cuerpos intermedios de union (20) se configuran en forma de placa o de pequenos bloques.
6. Disposicion segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizada por que los cuerpos intermedios de union (20) forman, en caso o como consecuencia de la disposicion entre el primer componente (12, 13, 30, 130) y el segundo componente (12, 13, 30, 130), una especie de anillo segmentado, especialmente de anillo circular segmentado o partes del mismo.
7. Disposicion segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada por que los cuerpos intermedios de union (20) se unen al primer componente (12, 13, 30, 130) y/o al segundo componente (12, 13, 30, 130) de forma mecanica, empleando elementos de montaje, especialmente tornillos o grapas o similares.
8. Disposicion segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la superficie de contacto de brida (121, 122, 133) del primer componente (12, 13, 130) y la superficie de embridado (131, 132) o las superficies de contacto de brida (121, 122, 133) del segundo componente (12, 13, 30, 130) se configuran en forma de anillo y/o cerrados.
9. Disposicion segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el primer componente (12, 13, 30, 130) se configura como arbol de rotor (12) y el segundo componente (12, 13, 30, 130) como disco de retencion de rotor (30), o por que el primer componente (12, 13, 30, 130) se configura como arbol de entrada de engranaje (130) y el segundo componente (12, 13, 30, 130) como disco de retencion de rotor (30).
10. Disposicion segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que la union de los componentes (12, 13, 30, 130) se configura como union separable, especialmente como union sometida a cargas transversales y/o a torsion o como union por tornillos.
11. Disposicion segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que el primer componente (12, 13, 30, 130) o el segundo componente (12, 13, 30, 130) se configura como componente fundido.
12. Empleo de un recubrimiento para una disposicion de componentes (12, 13, 30, 130) de un aerogenerador, configurandose el conjunto segun una de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Aerogenerador (WEA) con una disposicion de componentes (12, 13, 30, 130) segun una de las reivindicaciones 1 a 11.
14. Procedimiento para el mecanizado de al menos uno de los componentes de un aerogenerador para una disposicion segun una de las reivindicaciones 1 a 11, configurandose y uniendose especialmente el o los

componentes de aerogenerador con un diametro de mas de 0,5 m, preferiblemente de mas de 1,0 m. con especial preferencia de mas de 1,5 m, presentando especialmente los componentes a unir superficies de contacto orientadas respectivamente las unas hacia las otras y sujetandose los componentes, en estado montado, entre sf, caracterizado por que al menos una de las superficies de contacto de los componentes a unir entre sf se recubre con una aleacion 5 de acero al cromo.