CN107110424A - 涡轮机设备的润滑油收集帽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于收集涡轮机设备的润滑油的环形的帽，所述帽(5)被构造为在所述设备(1)周围延伸并且围绕轴线(A)旋转，帽(5)包括通孔(8)，润滑油在旋转的作用下可径向地穿过该通孔，该帽的特征在于，该帽包括使离开所述通孔(8)的润滑油沿基本横向于轴线(A)和基本切向于所述帽(5)的方向偏转的装置(13)。本发明还涉及一种包括具有这种帽的设备的组件以及包含该组件的涡轮机。

Description

涡轮机设备的润滑油收集帽

技术领域

本发明涉及航空器发动机的润滑的领域。更具体地，本发明涉及一种用于收集被包括旋转部件的设备件使用过的润滑油的设备。

背景技术

例如，具有对转螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机可包括动力齿轮箱(PGB)，该动力齿轮箱的行星齿轮架在静态的罩壳内部旋转。

行星齿轮架构成了在滚动轴承和PGB的齿轮周围的帽。被连续地注入到PGB中的润滑油在被离心作用喷溅到行星齿轮架上之前对滚动轴承和齿轮进行润滑和冷却。行星齿轮架包括孔，该润滑油可穿过该孔朝向静态的罩壳泄漏，该静态的罩壳用作为收集罩壳以使润滑油返回到润滑回路中。

PGB需要大量的润滑油。为了向罩壳的润滑油排出装置有效地收集润滑油并且避免堵塞，重要的是，引导离开行星齿轮架的孔的喷射流，使得被喷溅到罩壳的壁上的润滑油形成被驱动整体进行旋转运动的环。弹簧越稳定，则飞溅越少，以及罩壳中的润滑油回收越好。

行星齿轮架中的润滑油通道孔通常尺寸过大，以避免旋转部件中润滑油蓄积的风险。这样，这些孔的截面不对应于穿过这些孔的润滑油喷射流的截面。于是，难于预测离开孔的喷射流的径向分量，并且因此难于控制该喷射流的方向。在这些情况下，至少是在需要高润滑油流率的减速齿轮的情况下，问题是开发一种在静态的罩壳中的有效的润滑油收集系统。

本发明的目的在于提出一种简单的解决方案，该解决方案用于有效地收集离开设备件的，尤其是离开在润滑罩壳中旋转的设备件的润滑油流。

发明内容

为此，本发明涉及一种用于收集涡轮机设备的润滑油的环形的帽，所述帽被构造为在所述设备周围延伸并且围绕轴线旋转，帽包括通孔，润滑油在旋转的作用下可径向地穿过该通孔，该帽的特征在于，该帽包括用于使离开所述通孔的润滑油偏转的装置，该用于使离开所述通孔的润滑油偏转的装置被布置为在出口处给予该润滑油离开速度，该离开速度被定向为沿基本横向于轴线以及基本切向于，即垂直于径向方向的方向。

在本文件中，术语“径向”和“横向”涉及帽围绕其旋转的轴线。同样地，术语“前”和“后”参照帽的点沿着旋转方向的运动来考虑。

所述通孔的出口呈现在帽的径向外壁上。通过使润滑油喷射流在旋转帽的孔的出口处切向地偏转，喷射流的控制不佳的径向分量消失了。此外，在通孔的出口处，喷射流的速度被加到圆周速度。因此，离开帽的润滑油喷射流具有控制更佳的定向。此外，喷溅在罩壳的内壁上的润滑油的切向冲力更强。因此，满足了改善到罩壳的壁上的该润滑油的整体旋转的条件并且限制了飞溅。

有利地，偏转装置被布置为在所述出口处沿径向方向形成屏障件。

有利地，偏转装置被布置为在每个孔的出口处形成弯折件，该弯折件包括润滑油的排出导管，该排出导管被定向为沿所述切向方向。

优选地，用于每个孔的偏转装置包括被置于所述孔的出口处的盖。

优选地，所述盖包括与帽的外壁分离的部分，该部分基本沿着帽的旋转方向朝向所述孔的前方切向地延伸。

有利地，所述盖的径向延伸度小于该盖的切向延伸度。

因此，可简单地和紧凑地制成偏转装置。收集罩壳的壁可靠近旋转帽。

优选地，所述孔分布在横向平面中，该横向平面对应于帽的具有最大直径的截面。

这使得能够确保通过旋转在帽内部适当地引导润滑油，以将该润滑油排出。

有利地，所述孔在所述帽的壁厚度中构成了小的、基本径向定向的线路。径向定向对于通过旋转收集润滑油是有用的。此外，保持线路的这种延伸定向使得易于通过机加工装置进行生产。优选地，通孔被布置在帽的壁的最大厚度区域中。这使得能够使小线路延长以及更好地驱动润滑油穿过这些线路。

帽可被覆盖全部所述孔的箍圈(band)包围，并且润滑油偏转装置可由所述箍圈中的例如通过冲压得到的敞开的凹部(pocket)形成。

帽可包括通过环形的法兰装配在横向平面中的两个环形的壳，所述法兰被布置为在其之间限定出所述通孔。

有利地，法兰限定出两个环形的槽，该槽相互面对并且被布置为保持所述箍圈。这样共用了(pool)帽的装配装置和用于将偏转装置紧固在帽上的装置。

本发明还涉及一种包括涡轮机设备和如之前所描述的帽的组件，以及涉及一种包括这种帽和/或这种组件的涡轮机，所述设备例如为减速齿轮。

附图说明

通过参照附图阅读一个非限制性示例的以下说明，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它细节、特征和优点将更清楚地显现，在该附图中：

图1在这里以沿着穿过设备的旋转轴线的半平面的截面的方式示意性地示出了根据现有技术的涡轮机模块，该涡轮机模块包括旋转设备、环形的帽和环形的壳体；

图2示出了沿着图1的模块的根据现有技术的帽和环形壳体的平面P的示意性横截面；

图3示出了沿着图1的模块的根据本发明修改的帽和环形壳体的平面P的示意性横截面；

图4为用于根据现有技术的模块的、图2的部分B的放大视图；

图5为用于根据本发明修改的模块的、图3的部分B'的放大视图；

图6为沿着根据本发明的环形的帽的装配法兰的子午面的截面图；

图7为沿着图6的平面P在元件19处的示意性截面图。

具体实施方式

图1示出了涡轮机设备1，该涡轮机设备被安装在罩壳2中并且可围绕轴线A旋转。通常，罩壳2的壁由围绕设备1延伸的至少一个环形的壳体2构成。

该设备1例如为PGB型的减速齿轮。在附图中未示出的润滑油入口将润滑油提供到PGB的中心区域中以对其进行润滑。该润滑油通过旋转穿过PGB的各个活动的部件，例如齿轮。在附图中通过内部活动部件3a和3b示意性地示出了这些部件，该内部活动部件沿一个方向旋转并且被外部部件4包围，该外部部件取决于情况而沿相反的方向旋转或者静止不动。

在该示例中，在PGB具有周转齿轮系的情况下，最内部的部件3b示出了呈驱动小齿轮的形式的行星齿轮输入轴，该行星齿轮输入轴通过管状的连结件被安装在涡轮轴上，当驱动PGB时，该涡轮轴沿旋转方向旋转。部件3a示出了支承行星齿轮(例如三个)的行星齿轮架，该行星齿轮啮合在输入轴3b周围。外部部件4示出了啮合在行星齿轮中的外冠部。在这里各个元件之间的尺寸比例被布置为使得外冠部4沿与输入轴3b相反的方向旋转，行星齿轮相对于行星齿轮架3a旋转，并且在这里使该行星齿轮架沿与输入轴3b相同的方向但以不同的速度进行旋转。该简要说明阐述了下述事实：在这种设备中，许多部件以相对运动和相当大的力进行接触，这需要大量的润滑油用于润滑和冷却。

整个PGB被封闭在旋转的环形外部帽5中。在这里，该帽5被固定到内部部件3a并且因此沿与PGB 1的外部部件4相反的方向以给定的速度ω旋转。帽5以围绕活动部件4并且距离该活动部件一距离的方式延伸，以形成内部腔6，该内部腔尤其用于接纳由于旋转而离开PGB 1的润滑油。

对PGB 1的活动部件3a、3b和4进行了润滑和冷却的润滑油可经由不同的路径7a、7b、7c离开该活动部件。外部帽5被构造为将来自于这些不同路径的润滑油朝向出口孔8引导。有利地，这些孔8位于帽5的最大半径区域中，以有助于通过旋转将润滑油排出。此外，通常存在数个孔，这数个孔通常均匀地分布在与旋转轴线A垂直的平面P中的圆周上。

如图2所示，该润滑油被在附图中以速度ω顺时针旋转的帽5驱动在离心力的作用下趋向于形成环形的薄层9。

有利地，孔8形成在帽5的相对厚的区域中。因此，该孔形成了小线路8，该小线路基本定向为相对于旋转轴线A而言是径向的。因此，这些小线路8的壁使由于旋转而穿过这些小线路8泄漏的润滑油旋转，并且使该润滑油沿由径向和切向分量形成的方向沿着喷射流10朝向壳体2的内壁喷溅。这样有助于在壳体2的静态壁上形成另一个环形的润滑油薄层11。这样使得润滑油未逃离，对于该环形的润滑油薄层11所关注的是由喷射流10赋予了圆形的整体运动。因此，例如通过呈现在壳体2的低点处的通道12，余留的被压靠在壳体2的内壁上的润滑油可被收集。

参照图4，喷射流10以垂直于径向方向并且对应于帽5的壁在出口处的切向速度的切向速度VT1离开小线路8，因为该喷射流被小线路8的壁的相对于旋转运动ω的后部部分驱动。此外，喷射流10具有径向分量VR1，该径向分量基本等于被喷射流10的截面分隔的穿过小线路8的润滑油流。

喷射流10在处于小线路8的出口略前面的点M处与壳体2的内壁相会。在碰撞点M处，壳体2的壁上的在碰撞点M处垂直于径向方向的切向分量VT2的值略小于在小线路8的出口处的与帽5有关的切向速度VT1的值，壳体2上的径向分量VR2的值略大于帽5上的径向输出速度VR1的值。

喷射流10的速度的在碰撞点M处的径向分量VR2不参与使环形薄层11旋转。此外，当喷射流10撞击壳体2的壁时，该径向分量有导致飞溅，并且因此使润滑油散布在罩壳中或散布在帽5上的风险。此外，如之前所陈述的，小线路8的截面显著大于通常通过这些小线路8排出的润滑油喷射流的截面，以避免润滑油滞留在帽5内部的风险。因此，喷射流10的在碰撞点处构成径向速度VR2的大部分的径向速度VR1不为人所知。

根据本发明，参照图3和图5，使喷射流10偏转的设备13被置于每个小线路8的出口处。根据在图5中示意性地示出的一个实施例，偏转装置13可基本包括盖13a，该盖被置于小线路8的出口对面，该盖的一部分在所述出口处基本平行于帽5的切线。此外，盖13a的沿帽5的旋转方向的后部部分迫使润滑油向前流动，到达帽5的在小线路8的出口开口的后边缘附近的外壁。该盖13a形成了在小线路8的开口前面的沿径向方向的屏障件并且朝向前壁延伸，该前壁与帽5的外壁一起形成了沿着帽5的旋转方向向前延伸的切向导管。从盖13a到帽5的径向距离保持为小于一值，该值基本等于小线路8的出口截面的直径或该出口截面的横向尺寸。

此外，该偏转装置13沿着帽5的旋转方向包括至少一个后部部分13b，优选地，该至少一个后部部分沿着帽5充分地延伸，以使得能够适配紧固装置，诸如螺钉或夹。

这种偏转装置例如可通过冲压金属薄板形成，因此以形成覆盖小线路8的出口孔的盖13a和紧固部13b。

如图5所示，使用该偏转装置13，喷射流10在小线路8的出口处经由由盖13a形成的导管切向于帽5离开。此外，由于与喷射流10中的润滑油流率有关的初始径向速度VR1，盖13的垂直于径向方向的出口切向分量VT'1相对于该出口切向分量的初始值VT1增大。因此，当润滑油到达壳体2的内壁上的碰撞点M'时，与之前的没有盖13时的情况相比，该润滑油具有在碰撞点M处垂直于径向方向的更高的切向速度VT'2并且还具有更低的径向速度VR'2。因此，实现了下述两个方面：使润滑油在壳体2的壁上旋转以及降低飞溅的风险。

在这里用切向于喷射流10的偏转装置13的一个特殊实施例对本发明的原理进行了说明。本领域技术人员可容易地设想可在帽5中的小线路8的出口处适配的不同装置，以通过弯折部件来延长该帽，该弯折部件的开口沿帽5的旋转速度的方向被定向为向前。

参照图6示出了一个有利的实施例，在这种情况下，帽5包括两个环形的壳5a、5b，这两个环形的壳被沿着横向于旋转轴线A的装配平面沿轴向方向进行装配。优选地，装配平面对应于小线路8所位于的横向平面P。

在这里，壳5a、5b通过法兰进行装配，该法兰包括在第一壳5a的端部处的横向的圈15a和在另一壳5b的端部处的横向的圈15b。传统地，每个法兰圈15a、15b径向地延伸过大于壳的厚度的距离，一个法兰圈15a具有横向的面16a，该横向的面与另一法兰圈15b的横向的面16b配合，以使两个圈15a、15b之间的空间闭合并且固定这两个圈。两个面16a、16b通过螺栓或螺钉17被相互压靠。通过法兰圈15a、15b的径向延伸来对相互抵靠的两个壳5a、5b提供机械固位。

在该实施例中，如在图6中通过沿着穿过径向的小线路8中的一个的子午面的截面图示出的，法兰圈15a、15b的横向的面16a和16b被机加工成在该横向的面之间留出形成这些线路8的空间。

在这里可见的是，除了法兰15a、15b之间的接触面处于便于产生穿过帽的润滑油通道8的位置的事实之外，由于圈15a、15b的径向延伸，法兰15a、15b还形成了帽5的最大厚度区域。因此，相比于小线路8形成在别处的情况，该小线路具有更大的径向延伸度，这使得该小线路能够更有效地以帽5的旋转运动的方式驱动润滑油。

此外，在该实施例中，每个法兰圈15a、15b在其径向端部处包括圆周的槽18a、18b，该圆周的槽被轴向地定向并且转向法兰15a、15b之间的接触面。对应的箍圈19被安装在法兰圈15a、15b的周缘上并且通过将该箍圈的侧边缘插入到所述槽18a、18b中而被抵靠该法兰圈紧固。该箍圈19可形成处于两个法兰圈15a、15b之间的接缝对面的额外的密封装置。有利地，箍圈19在其中央部分具有较大的半径，使得润滑油被更集中在中央。

偏转装置的盖13a在该箍圈上形成在法兰15的每个小线路8的对面。因此，该箍圈优选地包括成角度的转位部(index)，以确保将凹部定位在每个小线路对面。参照图7，在沿着横向平面P的截面图中，该凹部的形状对应于对图5所说明的原理。

箍圈19形成带，在该带被紧固到法兰15a、15b之前，例如可容易地通过在该带上冲压而形成所述盖13。

Claims (12)

1.一种用于收集涡轮机设备的润滑油的环形的帽，所述帽(5)被构造为在所述设备(1)周围延伸并且围绕轴线(A)旋转，所述帽(5)包括通孔(8)，所述润滑油在旋转的作用下能够径向地穿过所述通孔，所述帽的特征在于，所述帽包括用于使离开所述通孔(8)的润滑油偏转的装置(13)，所述用于使离开所述通孔的润滑油偏转的装置被布置为在出口处给予所述润滑油离开速度，所述离开速度被定向为沿基本横向于所述轴线(A)并且基本切向于，即垂直于径向方向的方向。

2.根据前一项权利要求所述的帽，其中，所述偏转装置(13)被布置为在所述出口处沿所述径向方向形成屏障件。

3.根据前一项权利要求所述的帽，其中，所述偏转装置(13)被布置为在每个通孔(8)的出口处形成弯折件，所述弯折件包括润滑油的排出导管，所述排出导管被定向为沿所述切向方向。

4.根据前一项权利要求所述的帽，其中，用于每个通孔(8)的所述偏转装置(13)包括被置于所述通孔(8)的出口处的盖(13a)。

5.根据前一项权利要求所述的帽，其中，所述盖(13a)的径向延伸度小于所述盖的切向延伸度。

6.根据前述权利要求中一项所述的帽，其中，所述通孔(8)分布在横向平面(P)中，所述横向平面对应于所述帽的具有最大直径的截面。

7.根据前述权利要求中一项所述的帽，其中，所述通孔(8)在所述帽(5)的壁厚度中形成了小的、基本径向定向的线路。

8.根据前一项权利要求所述的帽，其中，所述帽被覆盖全部所述通孔(8)的箍圈(19)包围，并且其中，所述润滑油偏转装置(13)可由所述箍圈(19)中的例如通过冲压得到的敞开的凹部(13a)形成。

9.根据前述权利要求中一项所述的帽，所述帽包括通过环形的法兰(15a，15b)装配在横向平面(P)中的两个环形的壳(5a，5b)，所述法兰(15a，15b)被布置为在其之间限定出所述通孔(8)。

10.根据前一项权利要求在从属于权利要求8时所述的帽，其中，所述法兰(15a，15b)限定出两个环形的槽(18a，18b)，所述两个环形的槽相互面对并且被布置为保持所述箍圈(19)。

11.一种组件，所述组件包括涡轮机设备(1)和根据前述权利要求中一项所述的帽(5)，所述设备(1)例如为减速齿轮。

12.一种涡轮机，所述涡轮机包括根据权利要求1至10中一项所述的帽(5)和/或根据权利要求11所述的组件(5，1)。