Más particularmente, la presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para eliminar segmentos con dientes dañados en la corona de guiñada de un aerogenerador en servicio (deteniendo momentáneamente el funcionamiento del aerogenerador pero no desmontando su corona de guiñada), mediante mecanizado, y reponerlos por segmentos con dientes en perfectas condiciones de uso.

Antecedentes y objeto de la invención Es conocido que los modernos aerogeneradores tienen grandes dimensiones y que esto conlleva enormes solicitaciones en los dientes de las coronas de guiñada usadas para orientar el aerogenerador con respecto al viento reinante en cada momento.

Por ello, los dientes de la corona están sometidos a un deterioro continuo que puede incluso desembocar en daños tales como fracturas, fisuras, desgastes y similares.

Adicionalmente, en ocasiones, debido a alguna imperfección microscópica del material de fabricación, a alguna mínima holgura indebida entre partes, etc., alguno de los dientes puede resultar dañado súbitamente dando

igualmente como resultado fracturas, fisuras, desgastes o similares.

Además, normalmente, debido a las características operativas de los aerogeneradores, los daños descritos afectan a más de un solo diente (habitualmente a un grupo de dientes).

Así pues, resulta necesario un sistema para reparar los dientes dañados (mediante fracturas, fisuras, desgastes o similares) de la corona de guiñada de los aerogeneradores,. adaptado a este entorno específico.

Son conocidos sistemas para reparar dientes de engranajes y similares, los cuales, no obstante, no van dirigidos específicamente a aerogeneradores y por tanto presentan serias desventajas en su implantación y/o uso.

Así, como referencia al estado actual de la técnica más próxima, existen sistemas que se refieren a la sustitución de un diente dañado de engranaje mediante el recorte de la porción de diente que queda en el cuerpo del objeto, hasta su raíz o base, y la unión mediante soldadura de un diente nuevo previamente formado con las especificaciones nominales.

Por otra parte, existen sistemas que proponen depositar material de aportación sobre el área dañado del engranaje y después mecanizar dicho material de aportación hasta conseguir las especificaciones nominales del diente.

Finalmente, existen sistemas que sustituyen segmentos periféricos de engranaje por piezas nuevas.

Estos sistemas consisten en eliminar mediante corte el segmento periférico en toda su extensión axial hasta dejar un hueco y fijar en él un nuevo segmento de similares características. El hueco realizado es

radialmente total o parcial, por ejemplo en forma de cola de milano, dependiendo de la profundidad radial de la propia corona, y la fijación del nuevo segmento se realiza mediante soldadura.

Sin embargo, los sistemas conocidos antedichos presentan problemas cuando se aplican en aerogeneradores porque se generan unas tensiones residuales en la parte soldada que ponen en peligro su integridad estructural y mecánica (como ya se ha mencionado, los dientes de la corona de guiñada de un aerogenerador soportan grandes solicitaciones, aún mayores a veces en los dientes reparados dado que en ocasiones es imposible conseguir una alineación perfecta de dichos dientes de repuesto con respecto al resto de dientes) como resultado de que la soldadura, independientemente del método empleado para su realización, implica primero grandes aportaciones de calor y después enfriamientos que dan lugar a dilataciones y contracciones en las piezas, originado deformaciones y tensiones internas de naturaleza triaxial, que en muchos casos puede originar rotura aún sin experimentar deformación previa.

Otro de los inconvenientes del empleo de la soldadura es su susceptibilidad a presentar defectos, que pueden deberse a múltiples causas y que exigen una inspección tanto más intensa cuanto mayor sea la responsabilidad de la pieza sobre la que se ejecuta. Así, factores como una posición de ejecución inadecuada, mala accesibilidad, concentración de cordones, mala soldabilidad del material de base, malas condiciones climáticas, etc., pueden originar la falta de penetración del material de aportación, grietas en el mismo, inclusiones de escorias u otras impurezas que merman la

resistencia del material de aportación, poros u oclusiones gaseosas, falta de fusión del material de aportación que origina discontinuidad entre metal base y aportación, y similares.

En otras ocasiones, existen coronas de aerogenerador hechas de un material que simplemente imposibilita la utilización de sistemas de soldadura sobre él.

Además, aunque fuese posible el uso de sistemas de soldadura, éstos dificultan o incluso impiden completamente la reparación de una parte dañada que ya haya sido reparada anteriormente debido a los efectos negativos de las soldaduras, en especial los cambios mciroestructurales.

Además, estos sistemas, o bien requieren desmontar el engranaje para su reparación o bien simplemente no son adaptables a las coronas de guiñada de los modernos aerogeneradores.

La invención presenta sustanciales mejoras porque desarrolla un método y un dispositivo específicamente pensados para aerogeneradores, los cuales posibilitan la reparación de dientes concretos de una corona de guiñada de un aerogenerador en servicio, facilitando y abaratando por tanto tal reparación, y producen una corona reparada de mejores cualidades operativas.

En concreto, el método y el dispositivo de la invención evitan el desmontaje de la corona de guiñada del aerogenerador para sustituir dientes dañados, posibilitan reparar sólo la porción dañada de la corona en lugar de sustituir la corona en su conjunto (reduciendo consiguientemente los costes de reparación) a la par permiten volver a reparar una porción dañada ya

reparada previamente, sin perder por ello cualidades operativas, producen una corona reparada mejor adaptada para soportar las condiciones de funcionamiento específicas, y reducen los tiempos de falta de disponibilidad del aerogenerador para su reparación, aumentando así el rendimiento global.

Descripción de la invención La presente invención proporciona un método para sustituir dientes de la corona de guiñada de un aerogenerador en servicio, que incluye los pasos de mecanizar un segmento de la corona que contiene un diente o unos dientes dañados hasta formar en él una superficie escalonada en sentido axial; mecanizar adicionalmente el segmento hasta formar taladros axiales roscados; obtener un sector de sustitución de igual extensión que dicho segmento mecanizado, cortándolo de una corona inserto dentada completa, teniendo dicha corona dentada completa un escalonamiento y unos taladrados pasantes coincidentes con los del segmento mecanizado y un paso de diente igual a la corona de guiñada del aerogenerador y teniendo el dentado de dicho sector de sustitución unos extremos en correspondencia con el dentado que permanece en la corona de guiñada del aerogenerador ; colocar dicho sector de sustitución sobre dicho segmento mecanizado; fijar el sector de sustitución al segmento mecanizado por medio de tornillos atornillados en los taladros axiales roscados del sector de sustitución y del segmento mecanizado; y calzar el sector de sustitución mediante la colocación en sus extremos de sendas galgas.

La invención también proporciona un dispositivo para la puesta en práctica del método descrito anteriormente, que está dispuesto en la parte posterior

del interior de la góndola del aerogenerador, que incluye una disposición de anclaje ; una disposición de guías de movimiento horizontal; una mesa de soporte con un volante y con un copiador; y un conjunto fresador-taladrador- roscador, estando compuesto el conjunto fresador- taladrador-roscador por un volante, un motor, una transmisión, una disposición de guías de movimiento vertical y un cabezal accionador equipado alternativamente con una fresa, una broca o un macho de roscar.

Breve descripción de los dibujos La invención se pondrá de manifiesto mediante la siguiente descripción detallada, hecha a modo de ejemplo no limitador con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales : La figura 1 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva desde arriba, sustancialmente desde el frente, de la parte trasera del interior de una góndola de aerogenerador sin el dispositivo de la invención; la figura 2 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de la parte trasera del interior de una góndola de aerogenerador provista del dispositivo de la invención; la figura 3 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva desde arriba de la parte trasera del interior de una góndola de aerogenerador provista del dispositivo de la invención, en la que se han eliminado partes del bastidor del aerogenerador por motivos ilustrativos; la figura 4 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva desde abajo del dispositivo de la invención; la figura 5 muestra esquemáticamente una vista en despiece ordenado del dispositivo de la invención;

las figuras 6a y 6b muestran esquemáticamente una vista en perspectiva de un sector de sustitución y una vista en despiece ordenado del detalle de su colocación sobre un segmento mecanizado, respectivamente.

Descripción de una realización preferida La realización preferida de la invención se describirá en detalle seguidamente, con referencia a los dibujos adjuntos. En dichos dibujos adjuntos, las partes iguales están indicadas con referencias iguales.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para reparar dientes de corona de guiñada de un aerogenerador en servicio, que incluye las etapas de : - Posicionamiento : actuar el mecanismo de guiñada (motorreductoras) del aerogenerador de tal modo que un segmento 12 de la corona 100 de guiñada del aerogenerador que contiene un diente o unos dientes dañados se posiciona en la parte accesible de la góndola del aerogenerador. En la realización descrita, dicho segmento 12 se sitúa en la parte posterior de la góndola, en correspondencia con la escalera de acceso a góndola, pues éste es el único sitio donde el bastidor del aerogenerador deja espacio suficiente para tener dispuesto un dispositivo que realiza la reparación; - Mecanizado : instalar dicho dispositivo de reparación y mecanizar con él dicho segmento 12 de corona en cinco pasos : i) fresado para crear sendas hendiduras en los extremos de dicho segmento 12, ii) fresado de desbaste para eliminar los dientes de dicho segmento 12 y crear un rebaje escalonado, en correspondencia con la arista superior externa de dicho segmento 12, entre las mencionadas hendiduras que forman por tanto las paredes

laterales de dicho rebaje, iii) fresado de acabado para ajustar las tolerancias de dicho rebaje, iv) taladrado de la superficie superior de dicho escalonamiento del rebaje para crear taladros axiales equidistantes 16 a lo largo de dicha superficie, y v) roscado del interior de cada unos de dichos taladros 16; - Limpieza : limpiar la zona relativa a dicho segmento 12 mecanizado para eliminar de él toda la viruta resultante de las acciones de mecanizado; - Obtención de inserto : obtener un sector 14 de sustitución de igual extensión circunferencial que dicho segmento 12 mecanizado, cortándolo de una corona inserto dentada completa de tal modo que se respeta la continuidad del dentado que permanece en la corona 100 de guiñada del aerogenerador y mecanizando sus extremos para corresponder con las paredes laterales de dicho rebaje en dicho segmento 12 mecanizado, teniendo dicha corona inserto un escalonamiento radialmente interno y unos taladros pasantes 56 coincidentes en forma y disposición con el escalonamiento y los taladros 16 en el segmento 12 mecanizado, respectivamente, y teniendo dicha corona inserto un paso de diente igual al de la corona 100 de guiñada del aerogenerador, siendo no obstante los dientes de dicha corona inserto axialmente más cortos que los dientes originales dado que su extensión axial es igual a la profundidad axial máxima de dicho rebaje escalonado; - Colocación de inserto : colocar dicho sector 14 de sustitución sobre dicho segmento 12 mecanizado, apoyándolo de tal modo que dichos respectivos escalonamientos quedan enfrentados entre sí; - Fijación de inserto : fijar dicho sector 14 de sustitución a dicho segmento 12 mecanizado por medio de

tornillos 18 atornillados en los taladros axiales roscados coincidentes 56,16 de dicho sector 14 de sustitución y dicho segmento 12 mecanizado; y - Calzado : calzar dicho sector 14 de sustitución mediante la colocación entre éste y las paredes laterales del rebaje de sendas galgas con prisionero para su fijación.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de reparación para llevar a cabo el método descrito anteriormente.

Con referencia inicialmente a la figura 1, en ella se muestra esquemáticamente un fragmento del interior de una góndola de un aerogenerador que ilustra el único espacio libre A dejado por el bastidor del aerogenerador en el cual se puede disponer el dispositivo de la invención (indicado generalmente con el 10 en los dibujos pero no mostrado en esta figura por motivos de sencillez ilustrativa) una vez retirada la escalera de acceso a góndola que está dispuesta habitualmente en esa posición.

Se pueden ver igualmente las chapas 150 del bastidor del aerogenerador en las que estará anclado dicho dispositivo 10.

Ya en la figura 2 se puede ver la disposición de dicho dispositivo 10 en el espacio libre A mencionado anteriormente, aunque su disposición quedará más clara a partir de la figura 3, en la cual dicho dispositivo 10 se muestra igualmente en posición, anclado en dichas chapas 150 del bastidor, pero en la cual se han eliminado partes del bastidor del aerogenerador con fines ilustrativos para dejar totalmente visible dicho dispositivo 10.

Con referencia entonces tanto a dicha figura 3 como a las figuras 4 y 5, en ellas se muestran unos medios de

anclaje constituidos por un chapón 20 de anclaje y unas mordazas 22, unidos a dichas chapas 150 del bastidor del aerogenerador. Preferiblemente, dicho chapón 20 y dichas mordazas 22 se unen entre sí a través de tornillos y se inmovilizan a presión sobre dichas chapas 150 del bastidor del aerogenerador.

Dicho dispositivo 10 queda posicionado correctamente sobre el aerogenerador aprovechando algún punto de mecanizado del aerogenerador cuyos parámetros son conocidos y puntos coincidentes de mecanizado de dicho chapón 20. Por ejemplo, en la realización descrita se utilizan los propios agujeros de los tornillos de anclaje para la escalera de acceso a góndola, ya existentes en dichas chapas 150, y agujeros coincidentes practicados en dicho chapón 20.

Dicho chapón 20 soporta una disposición 24 de guías de movimiento horizontal, que a su vez soporta una mesa 28 de soporte.

Dicha mesa 28 de soporte está provista de un volante manual 30 y de un copiador formado por un cilindro hidráulico 34 y un rodillo seguidor 36, y sostiene en su extremo radialmente externo un conjunto 38 fresador-taladrador-roscador que es desplazado en sentido radial por dicho volante 30.

En dicho conjunto 38, un motor 40 acciona una transmisión 42, atacándola desde la parte inferior de ella al contrario que en los conjuntos normalizados, comercialmente disponibles, para posibilitar acomodar dicho dispositivo 10 en el limitado espacio disponible en los aerogeneradores. Una disposición 26 de guías de movimiento vertical soporta de manera desplazable un cabezal accionador 44 engranado a dicha transmisión 42 y

adaptado para estar equipado selectivamente con una fresa, una broca y un macho de roscar que quedan dispuestos en sentido vertical. Además, un volante 32 dispuesto en la parte superior del conjunto 38 desplaza verticalmente el cabezal accionador 44.

Dicho motor 40 es preferiblemente desmontable para facilitar la subida de dicho conjunto 38 en dos partes con ayuda del polipasto de servicio (no mostrado en los dibujos por no ser objeto de esta invención) que habitualmente existe en los aerogeneradores.

Adicionalmente, dicho dispositivo 10 incorpora un control numérico computerizado o CNC (denominado también PLC como resultado de las siglas de la terminología inglesa"Programmable Logic Controller") (no mostrado en las figuras por motivos de sencillez ilustrativa), que controla las acciones no manuales del método de la invención realizadas por dicho dispositivo 10.

Con referencia ahora a las figuras 6a y 6b, en ellas se muestra, respectivamente, un sector 14 de sustitución y una vista en despiece ordenado de éste y la corona 100 de guiñada, tal y como estarán inmovilizados entre sí mediante tornillos 18 en la zona del segmento 12 mecanizado.

Algunos aerogeneradores tienen un freno de guiñada o un sistema de fricción de guiñada, que deben ser desaplicados o al menos parcialmente aflojados ocasionalmente al inicio del método de la invención.

Por otro lado, también al inicio del método de la invención, dicho PLC de dicho dispositivo 10 se puede conectar al sistema de guiñada (motorreductoras) del aerogenerador, desconectando si es necesario cualquier otro PLC propio del aerogenerador. Así, dicho PLC de

dicho dispositivo 10 controla al mismo tiempo el giro del cabezal accionador 44 y el movimiento tangencial de avance sobre la corona 100 de guiñada del aerogenerador, de tal modo que lleva a cabo la etapa de posicionamiento del método de la invención y facilita el fresado de la etapa de mecanizado del método de la invención produciendo el avance necesario mediante las propias motorreductoras de guiñada del aerogenerador sin necesidad de variar su frecuencia, pues su velocidad de avance es adecuada para las operaciones de fresado. El botón de parada del PLC de dicho dispositivo 10 detendrá por tanto al mismo tiempo el giro del cabezal accionador 44 y el movimiento de avance de la motorreductora, para proseguir con las subsiguientes etapas del método de la invención.

Por supuesto, al finalizar el método de la invención, dicho PLC de dicho dispositivo 10 se desconectará de las motorreductoras del aerogenerador, volviéndose a conectar, en su caso, cualquier otro PLC previamente desconectado propio del aerogenerador.

Durante la etapa de posicionamiento, está previsto que el PLC que controle la guiñada, ya sea dicho PLC de dicho dispositivo 10 ya sea un PLC propio del aerogenerador, accione solamente la motorreductora que no pasa por el segmento dañado de la corona 100 de guiñada, si esto es conveniente para evitar que dicho segmento sea sometido a esfuerzos no deseados.

En la etapa de mecanizado, la rotación manual de dichos volantes 30,32 hace que dicho cabezal accionador 44 se desplace para fijar la profundidad de pasada del fresado, tanto en sentido horizontal como vertical.

Dichos volantes 30,32 disponen de sendos medidores para

que el operario ajuste adecuadamente tales parámetros.

Obviamente, el operario realizará la cantidad de reajustes necesarios en la profundidad de pasada del fresado mediante la actuación de dichos volantes 30,32 al objeto de conseguir un perfil axial escalonado.

Seguidamente, dentro igualmente de la etapa de mecanizado, dicho PLC de dicho dispositivo 10 dirige el fresado automático del segmento 12 por medio de las señales recibidas desde dicho copiador. Concretamente, el rodillo seguidor 36 rueda horizontalmente sobre la cara vertical, radialmente interior, de la corona 100 de guiñada, de modo que el perfil de fresado del segmento se forma tomando como referencia dicha cara y la extensión del segmento se determina mediante la comparación de unos valores predeterminados programados en el PLC con unos valores recibidos por el PLC desde un codificador situado en el interior del rodillo seguidor 36.

También en la etapa de mecanizado, para el taladrado se hace uso de unos medios 46 de plantilla que constan de dos vástagos extremos paralelos 48 unidos ortogonalmente por una plancha perforada 50. Dichos medios 46 de plantilla se fijan manualmente sobre la corona 100 de guiñada apoyando cada uno de sus vástagos 48 en cada uno de los últimos espacios interdentales a cada lado del segmento 12 fresado, sirviendo la plancha 50 como plantilla propiamente dicha para el taladrado.

Para la etapa de limpieza está previsto disponer una escobilla debajo de cada chapa 150 del bastidor del aerogenerador, así como un colector de virutas bajo el segmento a reparar de la corona 100 de guiñada. De este modo, las escobillas barren la superficie superior de la corona 100 de guiñada del aerogenerador a medida que se

realiza la operación de mecanizado y evitan que entre viruta en los espacios destinados a las pistas de rodadura o deslizamiento. También se realizará un barrido manual adicional. Toda la viruta así barrida caerá en el mencionado colector de virutas para su posterior vaciado.

Se debe apreciar que la etapa de obtención de inserto se realizará de acuerdo con parámetros predeterminados y ya usados por dicho PLC de dicho dispositivo 10 durante la etapa de mecanizado, derivados de la forma de la corona 100 de guiñada y de la extensión del segmento 12 dañado que se desea sustituir.

El sector 14 de sustitución obtenido en la etapa de obtención de inserto es preferiblemente de un material mejorado con relación al material original de la corona 100 de guiñada del aerogenerador, para así mejorar sus características estructurales y mecánicas y prolongar su vida útil. No obstante, dado que la presente invención permite sustituir fácilmente sectores de sustitución previamente instalados, el usuario puede decidir utilizar el mismo material, o incluso un material de inferior calidad, como material de fabricación del sector 14 de sustitución, en base a otras variables de tipo, por ejemplo, comercial. En el campo técnico de la invención, los materiales utilizados habitualmente incluyen acero forjado, acero colado, acero de fundición (alto en carbono) y acero mecanizado.

Finalmente se debe apreciar que es preferible reducir al máximo el peso de dicho dispositivo 10, por lo que se prefiere el uso de aluminio para la fabricación de<BR> piezas de dicho dispositivo 10 tales como el chapón 20 y la mesa 28.

Naturalmente, respetando el principio de la

invención, se pueden variar ampliamente los detalles de construcción y las formas de realización con respecto a lo aquí descrito e ilustrado, sin que por ello se salga del alcance de la presente invención. Esto se aplica particularmente, pero no exclusivamente, a lo siguiente : - el orden de las etapas del método de la invención se puede variar siempre que se produzca el mismo efecto : por ejemplo se puede intercalar la etapa de obtención del sector 14 de sustitución entre cualquiera de las tres etapas anteriores; - el chapón 20 de anclaje puede estar sujeto a las chapas 150 del bastidor del aerogenerador por cualquier medio adecuado, por ejemplo mediante soldadura o mediante montajes de pernos y tuercas; - el desbaste de la etapa de mecanizado del segmento 12 de la corona 100 de guiñada del aerogenerador se puede efectuar por cualquier medio adecuado, por ejemplo por medio de un proyector de haces de láser de CO2, o incluso mediante técnicas de reciente aparición como la de mecanizado por chorro de agua; - la recogida de virutas del área de trabajo se puede realizar mediante medios convencionales de aspiración en lugar de escobillas, situando boquillas de aspiración adecuadamente para evitar la entrada de virutas en las pistas de rodadura o de deslizamiento de la corona 100 de guiñada ; - la extensión circunferencial de la acción de fresado en la etapa de mecanizado puede estar determinada por finales de carrera (microswitches) sobre bases magnéticas en lugar del mencionado codificador de dicho rodillo seguidor 36; - la superficie vertical inferior del segmento mecanizado

puede quedar sin fresar, de forma que los dientes del sector 14 de sustitución apoyen sobre los restos de los dientes originales de la corona 100 de guiñada del aerogenerador ; - dado que la velocidad de rotación para las acciones de roscado y taladrado suele ser diferente que la velocidad de rotación para las acciones de fresado, con el fin de simplificar la transmisión 42 del conjunto 38 se puede determinar omitir el conjunto 38 fresador-taladrador- roscador y en su lugar utilizar inicialmente un conjunto fresador que posteriormente se sustituye por un conjunto taladrador-roscador; y - las galgas que se instalan con prisionero en el extremo del sector 14 de sustitución se pueden sustituir por un material plástico líquido endurecible que se vierte en la holgura con la corona 100 de guiñada y que, en caso de tener que ser retirado para realizar una ulterior reparación, puede ser retirado fácilmente mediante un golpe gracias a su alta fragilidad.