DE102019114685A1

DE102019114685A1 - Planetengetriebe eines Gasturbinentriebwerkes und Gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE102019114685A1
Application number: DE102019114685.2A
Authority: DE
Inventors: David Krüger
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-12-03
Also published as: WO2020239417A1

Abstract

Es wird ein Planetengetriebe (30) eines Gasturbinentriebwerkes mit wenigstens einem Planetenträger (34) beschrieben, der mit wenigstens einem Planetenradbolzen (42) ausgeführt ist. Auf dem Planetenradbolzen (42) ist wenigstens ein Planetenrad (32) drehbar angeordnet. Der wenigstens eine Planetenradbolzen (45) ist aus einer Keramik hergestellt, die durch ein Verhältnis zwischen deren Elastizitätsmodul und deren Dichte größer als 25 GPa*cm3/g gekennzeichnet ist. Des Weiteren wird ein Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug beschrieben. Zusätzlich wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenradbolzens aus Siliziumnitrid vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Planetengetriebe eines Gasturbinentriebwerkes mit wenigstens einem Planetenträger, der mit wenigstens einem Planetenradbolzen ausgeführt ist. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug. Zusätzlich bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenradbolzens.
Aus der US 2016/0377167 A1 ist ein Planetengetriebe eines Gasturbinentriebwerkes bekannt. Das Planetengetriebe umfasst ein Sonnenrad, ein gehäusefestes Hohlrad und einen drehbaren Planetenträger, über den ein Bläser antreibbar ist. Mehrere Planetenräder stehen in Eingriff mit dem Sonnenrad und mit dem Hohlrad.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2014 105 024 A1 ein Planetenradgetriebe mit einem Planetenradträger mit einer Mehrzahl von Planetenbolzen zur Aufnahme von Planetenrädern bekannt. Die Planetenbolzen können aus Metall, einer Metalllegierung oder aus Keramik bestehen. In diesem Zusammenhang wird angegeben, dass Metalle, Metalllegierungen oder Keramik den Vorteil eines hohen Elastizitätsmoduls bzw. E-Moduls und einer hohen Festigkeit bieten. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Planetenbolzen nur einen geringen Anteil an einem Planetengetriebe haben und somit das Gesamtgewicht eines Planetenradgetriebes durch die Ausführung der Planetenbolzen beispielsweise in Metall nur geringfügig heraufgesetzt wird, wohingegen die Steifigkeit jedoch stark erhöht werden kann.
Es sollen ein Planetengetriebe und ein Gasturbinentriebwerk mit einem Planetengetriebe zur Verfügung gestellt werden, die jeweils durch ein geringes Bauteilgewicht gekennzeichnet sind. Des Weiteren soll ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenradbolzens angegeben werden.
Diese Aufgabe wird mit einem Planetengetriebe und mit einem Gasturbinentriebwerk sowie mit einem Verfahren des Patentanspruches 1, 8 bzw. 10 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Planetengetriebe eines Gasturbinentriebwerkes mit wenigstens einem Planetenträger bereitgestellt, der mit wenigstens einem Planetenradbolzen ausgeführt ist, auf dem wenigstens ein Planetenrad drehbar angeordnet ist. Der wenigstens eine Planetenradbolzen ist aus einer Keramik hergestellt, die durch ein Verhältnis zwischen deren Elastizitätsmodul und deren Dichte größer als 25 GPa*cm³/g gekennzeichnet ist.
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Kenntnis zugrunde, dass bei bekannten Planetengetrieben, deren Bauteile aus Stahl hergestellt sind, deren Planetenträger drehbar ausgeführt sind und die insbesondere bei hohen Drehgeschwindigkeiten sowie unter hohen Lasten betrieben werden, die Biegeneigung von Planetenradbolzen unerwünscht hoch ist. Die im Betrieb auftretende Biegung der aus Stahl hergestellten Planetenradbolzen beeinflusst Achsabstände von miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern der sowie die Verteilung der Zahneingriffskräfte.
Ist beispielsweise ein Planetenrad über ein Gleitlager auf einem Planetenradbolzen aus Stahl gelagert, beeinflusst eine Biegung des Planetenradbolzens den Lagerspalt zwischen dem Planetenrad und dem Planetenradbolzen. Steigt die Biegung des Planetenradbolzens zu stark an, hat dies einen signifikanten Einfluss auf die Lagereigenschaften eines solchen Gleitlagers. Deshalb werden Planetenradbolzen zumeist in Abhängigkeit einer zulässigen Biegung und nicht unter Berücksichtigung einer materialseitigen Festigkeit ausgelegt. Dies führt oftmals dazu, dass Planetenradbolzen mit großen äußeren Abmessungen und hohem Bauteilgewicht ausgeführt werden. Des Weiteren ist entgegen der herrschenden Meinung die Steifigkeit von Stahl für den Einsatz in konventionellen Planetengetriebesystemen zu gering, um eine Biegung von Planetenradbolzen effektiv zu begrenzen zu können.
So genannte Hochleistungskeramiken sind normalerweise durch eine geringere Dichte als Stahl gekennzeichnet, weshalb der Einsatz solcher Hochleistungskeramiken im Vergleich zu Stahl eine signifikante Gewichtsreduktion ermöglicht. Hochleistungskeramiken weisen auch höhere Steifigkeiten bzw. höhere Elastizitätsmoduln auf, wodurch Komponenten von Planetengetrieben aus Hochleistungskeramiken im Vergleich zu Bauteilen aus Stahl mit kleineren Bauteilabmessungen und wiederum mit einem geringerem Bauteilgewicht ausführbar sind. Dies bietet die Möglichkeit, ein Planetengetriebe mit geringerem Bauteilgewicht zu schaffen, ohne die Biegeneigung eines Planetenradbolzens zu erhöhen. Zusätzlich kann die Biegeneigung von Planetenradbolzen auch signifikant verringert werden, wenn ein Planetenradbolzen aus Keramik mit den gleichen Abmessungen wie ein Planetenradbolzen aus Stahl vorgesehen wird.
Ist der Planetenradbolzen aus Siliziumnitrid hergestellt, ist das Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung durch ein geringes Bauteilgewicht gekennzeichnet und zusätzlich eine Biegung des Planetenradbolzens im Betrieb des Planetenradgetriebes gering.
Siliziumnitrid ist neben einer hohen Festigkeit und einer geringen Dichte auch durch eine gewünscht hohe Steifigkeit gekennzeichnet. Bei dem vorliegenden bevorzugten Anwendungsfall eines Planetengetriebes eines Gasturbinentriebwerks sind somit der Planetenradbolzen und auch der Planetenträger bei gleichzeitig geringem Gewicht des Planetengetriebes möglichst steif ausführbar. Damit ist erreichbar, dass die Verzahnungen zwischen Planetenrädern und einem Sonnenrad und/oder einem Hohlrad unter Last eine möglichst geringe Schiefstellung zueinander aufweisen. Eine solche Schiefstellung wird unter anderem durch die Drehmomentübertragung zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern und gegebenenfalls auch durch bestimmte Flug-Manöver begünstigt.
Da Siliziumnitrid neben der hohen Festigkeit und der geringen Dichte einen hohen Elastizitätsmodul von bis zu 400 GPa aufweist, was etwa dem doppelten Elastizitätsmodul von Stahl entspricht, sind Planetenradbolzen aus Siliziumnitrid mit einem möglichst geringen Bauteilgewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit ausführbar. Des Weiteren weist Siliziumnitrid Festigkeiten von bis zu 1000 MPa auf. Die hohe Steifigkeit von Siliziumnitrid bietet somit die Möglichkeit, die Planetenradbolzen mit geringeren Abmessungen als Planetenradbolzen aus Stahl aufzuführen, ohne deren Biegeneigung zu verschlechtern. In Kombination mit der im Vergleich zu Stahl geringeren Dichte von Siliziumnitrid vervielfacht sich der Gewichteinsparungseffekt auf das gesamte Planetengetriebe als Baugruppe. Dies resultiert wiederum aus der Tatsache, dass leichtere Planetenradbolzen eine Auslegung des Planetenträgers mit geringerer Festigkeit ermöglichen und der Planetenträger insgesamt ebenfalls mit einem geringen Bauteilgewicht ausführbar ist. Die Gewichtsersparnis ermöglicht wiederum den Einsatz von Lagern mit geringerer Belastbarkeit sowie anderer Strukturen.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Planetenradbolzen aus Siliziumnitrid mit einer sehr glatten Oberfläche herzustellen, was wiederum die Gleitlagereigenschaften des Gleitlagers zwischen dem Planetenradbolzen und den Planetenrädern begünstigt.
Bei weiteren Ausführungsformen des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung steht das Planetenrad mit wenigstens einem Sonnenrad, und/oder mit wenigstens einem Hohlrad in Eingriff.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass der Planetenträger drehfest ausgeführt ist, womit mittels des Planetengetriebes gemäß der vorliegenden Offenbarung ein so genannter Zweiwellenbetrieb möglich ist.
Ist der Planetenträger drehbar ausgeführt, ist über das Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung ein so genannter Dreiwellenbetrieb darstellbar.
Umfasst der Planetenträger zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Wangen und ist der Planetenradbolzen endseitig im Bereich der Wangen jeweils drehfest mit dem Planetenträger verbunden, ist das Planetengetriebe gemäß der vorliegenden Offenbarung durch einen einfachen konstruktiven Aufbau gekennzeichnet.
Wie hier an anderer Stelle angeführt wird, kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk beziehen. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann einen Triebwerkskern umfassen, der eine Turbine, einen Brennraum, einen Verdichter und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende Kernwelle umfasst. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann ein Gebläse (mit Gebläseschaufeln) umfassen, das stromaufwärts des Triebwerkskerns positioniert ist.
Anordnungen der vorliegenden Offenbarung können insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Gebläse, die über ein Getriebe angetrieben werden, von Vorteil sein. Entsprechend kann das Gasturbinentriebwerk ein Getriebe umfassen, das einen Eingang von der Kernwelle empfängt und Antrieb für das Gebläse zum Antreiben des Gebläses mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle abgibt. Der Eingang für das Getriebe kann direkt von der Kernwelle oder indirekt von der Kernwelle, beispielsweise über eine Stirnwelle und/oder ein Stirnzahnrad, erfolgen. Die Kernwelle kann mit der Turbine und dem Verdichter starr verbunden sein, so dass sich die Turbine und der Verdichter mit derselben Drehzahl drehen (wobei sich das Gebläse mit einer niedrigeren Drehzahl dreht).
Das Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige geeignete allgemeine Architektur aufweisen. Beispielsweise kann das Gasturbinentriebwerk eine beliebige gewünschte Anzahl an Wellen, die Turbinen und Verdichter verbinden, beispielsweise eine, zwei oder drei Wellen, aufweisen. Lediglich beispielhaft kann die mit der Kernwelle verbundene Turbine eine erste Turbine sein, der mit der Kernwelle verbundene Verdichter kann ein erster Verdichter sein und die Kernwelle kann eine erste Kernwelle sein. Der Triebwerkskern kann ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfassen. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können dahingehend angeordnet sein, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle zu drehen.
Bei solch einer Anordnung kann der zweite Verdichter axial stromabwärts des ersten Verdichters positioniert sein. Der zweite Verdichter kann dahingehend angeordnet sein, Strömung von dem ersten Verdichter aufzunehmen (beispielsweise direkt aufzunehmen, beispielsweise über einen allgemein ringförmigen Kanal).
Das Getriebe kann dahingehend angeordnet sein, von der Kernwelle, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen, (beispielsweise die erste Kernwelle in dem obigen Beispiel) angetrieben zu werden. Beispielsweise kann das Getriebe dahingehend angeordnet sein, lediglich von der Kernwelle, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen, (beispielsweise nur von der ersten Kernwelle und nicht der zweiten Kernwelle bei dem obigen Beispiel) angetrieben zu werden. Alternativ dazu kann das Getriebe dahingehend angeordnet sein, von einer oder mehreren Wellen, beispielsweise der ersten und/oder der zweiten Welle in dem obigen Beispiel, angetrieben zu werden.
Bei einem Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann ein Brennraum axial stromabwärts des Gebläses und des Verdichters (der Verdichter) vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Brennraum direkt stromabwärts des zweiten Verdichters (beispielsweise an dessen Ausgang) liegen, wenn ein zweiter Verdichter vorgesehen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Strömung am Ausgang des Verdichters dem Einlass der zweiten Turbine zugeführt werden, wenn eine zweite Turbine vorgesehen ist. Der Brennraum kann stromaufwärts der Turbine (der Turbinen) vorgesehen sein.
Der oder jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln, bei denen es sich um variable Statorschaufeln (dahingehend, dass ihr Anstellwinkel variabel sein kann) handeln kann, umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial voneinander versetzt sein.
Jede Gebläseschaufel kann mit einer radialen Spannweite definiert sein, die sich von einem Fuß (oder einer Nabe) an einer radial innenliegenden von Gas überströmten Stelle oder an einer Position einer Spannbreite von 0 % zu einer Spitze an einer Position einer Spannbreite von 100 % erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann weniger als (oder in der Größenordnung von): 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25 liegen. Das Verhältnis des Radius der Gebläseschaufel an der Nabe zu dem Radius der Gebläseschaufel an der Spitze kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Diese Verhältnisse können allgemeinhin als das Nabe-Spitze-Verhältnis bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an dem vorderen Randteil (oder dem axial am weitesten vorne liegenden Rand) der Schaufel gemessen werden. Das Nabe-Spitze-Verhältnis bezieht sich natürlich auf den von Gas überströmten Abschnitt der Gebläseschaufel, d. h. den Abschnitt, der sich radial außerhalb jeglicher Plattform befindet.
Der Radius des Gebläses kann zwischen der Mittellinie des Triebwerks und der Spitze der Gebläseschaufel an ihrem vorderen Rand gemessen werden. Der Durchmesser des Gebläses (der einfach das Doppelte des Radius des Gebläses sein kann) kann größer als (oder in der Größenordnung von): 250 cm (etwa 100 Inch), 260 cm, 270 cm (etwa 105 Inch), 280 cm (etwa 110 Inch), 290 cm (etwa 115 Inch), 300 cm (etwa 120 Inch), 310 cm, 320 cm (etwa 125 Inch), 330 cm (etwa 130 Inch), 340 cm (etwa 135 Inch), 350 cm, 360 cm (etwa 140 Inch), 370 cm (etwa 145 Inch), 380 cm (etwa 150 Inch) oder 390 cm (etwa 155 Inch) sein (liegen). Der Gebläsedurchmesser kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Die Drehzahl des Gebläses kann im Gebrauch variieren. Allgemein ist die Drehzahl geringer für Gebläse mit einem größeren Durchmesser. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen weniger als 2500 U/min, beispielsweise weniger als 2300 U/min, betragen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann auch die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 250 cm bis 300 cm (beispielsweise 250 cm bis 280 cm) im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min, beispielsweise im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, beispielsweise im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min, liegen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Gebläses bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Gebläsedurchmesser im Bereich von 320 cm bis 380 cm in dem Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1400 U/min bis 1600 U/min, liegen.
Im Gebrauch des Gasturbinentriebwerks dreht sich das Gebläse (mit zugehörigen Gebläseschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Gebläseschaufel mit einer Geschwindigkeit USpitze bewegt. Die von den Gebläseschaufeln 13 an der Strömung verrichtete Arbeit resultiert in einem Anstieg der Enthalpie dH der Strömung. Eine Gebläsespitzenbelastung kann als dH/USpitze2 definiert werden, wobei dH der Enthalpieanstieg (beispielsweise der durchschnittliche 1-D-Enthalpieanstieg) über das Gebläse hinweg ist und USpitze die (Translations-) Geschwindigkeit der Gebläsespitze, beispielsweise an dem vorderen Rand der Spitze, ist (die als Gebläsespitzenradius am vorderen Rand multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit definiert werden kann). Die Gebläsespitzenbelastung bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann mehr als (oder in der Größenordnung von): 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 oder 0,4 betragen (liegen) (wobei alle Einheiten in diesem Abschnitt Jkg-1K-1/(ms-1)2 sind). Die Gebläsespitzenbelastung kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges gewünschtes Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis als das Verhältnis des Massendurchsatzes der Strömung durch den Bypasskanal zu dem Massendurchsatz der Strömung durch den Kern bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen definiert wird. Bei einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis mehr als (in der Größenordnung von): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5 oder 17 betragen (liegen). Das Bypassverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Triebwerkskerns befinden. Die radial äußere Fläche des Bypasskanals kann durch eine Triebwerksgondel und/oder ein Gebläsegehäuse definiert werden.
Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann als das Verhältnis des Staudrucks stromaufwärts des Gebläses zu dem Staudruck am Ausgang des Höchstdruckverdichters (vor dem Eingang in den Brennraum) definiert werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, bei Konstantgeschwindigkeit mehr als (oder in der Größenordnung von): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 betragen (liegen). Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).
Der spezifische Schub eines Triebwerks kann als der Nettoschub des Triebwerks dividiert durch den Gesamtmassenstrom durch das Triebwerk hindurch definiert werden. Bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann der spezifische Schub eines Triebwerks, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, weniger als (oder in der Größenordnung von): 110 Nkg-1s, 105 Nkg-1s, 100 Nkg-1s, 95 Nkg-1s, 90 Nkg-1s, 85 Nkg-1s oder 80 Nkg-1s betragen (liegen). Der spezifische Schub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Solche Triebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.
Ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen beliebigen gewünschten Höchstschub aufweisen. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, zur Erzeugung eines Höchstschubs von mindestens (oder in der Größenordnung von): 160kN, 170kN, 180kN, 190kN, 200kN, 250kN, 300kN, 350kN, 400kN, 450kN, 500kN oder 550kN in der Lage sein. Der Höchstschub kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Schub, auf den oben Bezug genommen wird, kann der Nettohöchstschub bei standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 Grad C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 Grad C) bei statischem Triebwerk sein.
Im Gebrauch kann die Temperatur der Strömung am Eingang der Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann an dem Ausgang zum Brennraum, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die wiederum als eine Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann, gemessen werden. Bei Konstantgeschwindigkeit kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von): 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K oder 1650K betragen (liegen). Die TET bei Konstantgeschwindigkeit kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Gebrauch des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung von): 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K oder 2000K betragen (liegen). Die maximale TET kann in einem einschließenden Bereich liegen, der von zwei der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET kann beispielsweise bei einer Bedingung von hohem Schub, beispielsweise bei einer MTO-Bedingung (MTO - Maximum Take-Off thrust - maximaler Startschub), auftreten.
Eine Gebläseschaufel und/oder ein Blattabschnitt einer Gebläseschaufel, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann aus einem beliebigen geeigneten Material oder einer Kombination aus Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Verbundstoff, beispielsweise einem Metallmatrix-Verbundstoff und/oder einem Verbundstoff mit organischer Matrix, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt werden. Als ein weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufel und/oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Metall, wie z. B. einem auf Titan basierendem Metall oder einem auf Aluminium basierenden Material (wie z. B. einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem auf Stahl basierenden Material hergestellt werden. Die Gebläseschaufel kann mindestens zwei Bereiche umfassen, die unter Verwendung verschiedener Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann die Gebläseschaufel einen vorderen Schutzrand aufweisen, der unter Verwendung eines Materials hergestellt wird, das dem Aufschlagen (beispielsweise von Vögeln, Eis oder anderem Material) besser widerstehen kann als der Rest der Schaufel. Solch ein vorderer Rand kann beispielsweise unter Verwendung von Titan oder einer auf Titan basierenden Legierung hergestellt werden. Somit kann die Gebläseschaufel lediglich als ein Beispiel einen auf Kohlefaser oder Aluminium basierenden Körper (wie z. B. eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einem vorderen Rand aus Titan aufweisen.
Ein Gebläse, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann einen mittleren Abschnitt umfassen, von dem sich die Gebläseschaufeln, beispielsweise in einer radialen Richtung, erstrecken können. Die Gebläseschaufeln können auf beliebige gewünschte Art und Weise an dem mittleren Abschnitt angebracht sein. Beispielsweise kann jede Gebläseschaufel eine Fixierungsvorrichtung umfassen, die mit einem entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) in Eingriff gelangen kann. Lediglich als ein Beispiel kann solch eine Fixierungsvorrichtung in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der zur Fixierung der Gebläseschaufel an der Nabe/Scheibe in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe eingesteckt und/oder damit in Eingriff gebracht werden kann. Als ein weiteres Beispiel können die Gebläseschaufeln integral mit einem mittleren Abschnitt ausgebildet sein. Solch eine Anordnung kann als eine Blisk oder ein Bling bezeichnet werden. Ein beliebiges geeignetes Verfahren kann zur Herstellung solch einer Blisk oder solch eines Bling verwendet werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Gebläseschaufeln aus einem Block maschinell herausgearbeitet werden und/oder mindestens ein Teil der Gebläseschaufeln kann durch Schweißen, wie z. B. lineares Reibschweißen, an der Nabe/Scheibe angebracht werden.
Die Gasturbinentriebwerke, die hier beschrieben und/oder beansprucht werden, können oder können nicht mit einer VAN (Variable Area Nozzle - Düse mit variablem Querschnitt) versehen sein. Solch eine Düse mit variablem Querschnitt kann eine Variation des Ausgangsquerschnitts des Bypasskanals im Gebrauch gestatten. Die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Offenbarung können auf Triebwerke mit oder ohne eine VAN zutreffen.
Das Gebläse einer Gasturbine, die hier beschrieben und/oder beansprucht wird, kann eine beliebige gewünschte Anzahl an Gebläseschaufeln, beispielsweise 16, 18, 20 oder 22 Gebläseschaufeln, aufweisen.
Gemäß der hier erfolgenden Verwendung können Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Konstantgeschwindigkeitsbedingungen eines Luftfahrzeugs, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht ist, bedeuten. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können herkömmlicherweise als die Bedingungen während des mittleren Teils des Flugs definiert werden, beispielsweise die Bedingungen, denen das Luftfahrzeug und/oder das Triebwerk zwischen (hinsichtlich Zeit und/oder Entfernung) dem Ende des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs ausgesetzt wird bzw. werden.
Lediglich als ein Beispiel kann die Vorwärtsgeschwindigkeit bei der Konstantgeschwindigkeitsbedingung bei einem beliebigen Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, beispielsweise 0,75 bis 0,85, beispielsweise 0,76 bis 0,84, beispielsweise 0,77 bis 0,83, beispielsweise 0,78 bis 0,82, beispielsweise 0,79 bis 0,81, beispielsweise in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder in dem Bereich von 0,8 bis 0,85 liegen. Eine beliebige Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann die Konstantfahrtbedingung sein. Bei einigen Luftfahrzeugen können die Konstantfahrtbedingungen außerhalb dieser Bereiche, beispielsweise unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9, liegen.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer Höhe, die im Bereich von 10.000 m bis 15.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.000 m bis 12.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.400 m bis 11.600 m (etwa 38.000 Fuß) beispielsweise im Bereich von 10.500 m bis 11.500 m, beispielsweise im Bereich von 10.600 m bis 11.400 m, beispielsweise im Bereich von 10.700 m (etwa 35.000 Fuß) bis 11.300 m, beispielsweise im Bereich von 10.800 m bis 11.200 m, beispielsweise im Bereich von 10.900 m bis 11.100 m, beispielsweise in der Größenordnung von 11.000 m, liegt, entsprechen. Die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer beliebigen gegebenen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Folgendem entsprechen: einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,8; einem Druck von 23.000 Pa und einer Temperatur von -55 Grad C.
So wie sie hier durchweg verwendet werden, können „Konstantgeschwindigkeit“ oder „Konstantgeschwindigkeitsbedingungen“ den aerodynamischen Auslegungspunkt bedeuten. Solch ein aerodynamischer Auslegungspunkt (oder ADP - Aerodynamic Design Point) kann den Bedingungen (darunter beispielsweise die Mach-Zahl, Umgebungsbedingungen und Schubanforderung), für die der Gebläsebetrieb ausgelegt ist, entsprechen. Dies kann beispielsweise die Bedingungen, bei denen das Gebläse (oder das Gasturbinentriebwerk) konstruktionsgemäß den optimalen Wirkungsgrad aufweist, bedeuten.
Im Gebrauch kann ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und/oder beansprucht wird, bei den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen, die hier an anderer Stelle definiert werden, betrieben werden. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können von den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen (beispielsweise den Bedingungen während des mittleren Teils des Fluges) eines Luftfahrzeugs, an dem mindestens ein (beispielsweise 2 oder 4) Gasturbinentriebwerk zur Bereitstellung von Schubkraft befestigt sein kann, bestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Planetenradbolzens aus Siliziumnitrid vorgeschlagen. Dabei wird zunächst ein Behälter mit pulverförmigen Siliziumnitrid befüllt und anschließend verschlossen. Zum Sintern des Siliziumnitrids wird der befüllte Behälter von außen allseitig mit Druck und thermischer Energie beaufschlagt.
Dabei stellt der Behälter vorzugsweise einen Kanister dar, der aus Stahl hergestellt ist. Zumeist wird ein solcher Kanister geschweißt.
Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der befüllte Behälter zum Sintern des Siliziumnitrids mit Temperaturen von bis zu 2000 °C und Drücken zwischen 180 MPa und 250 MPa, vorzugweise von etwa 200 MPa beaufschlagt.
Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und/oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigt:

1 eine Längsschnittansicht eines Gasturbinentriebwerkes;
2 eine vergrößerte Teillängsschnittansicht eines stromaufwärtigen Abschnittes eines Gasturbinentriebwerkes;
3 eine Alleindarstellung eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk; und
4 eine Schnittansicht des Getriebes entlang einer in 3 näher gekennzeichneten Schnittlinie IV-IV.

1 stellt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9 dar. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Schubgebläse 23, das zwei Luftströme erzeugt: einen Kernluftstrom A und einen Bypassluftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A aufnimmt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in Axialströmungsreihenfolge einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15, eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernschubdüse 20. Eine Triebwerksgondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und definiert einen Bypasskanal 22 und eine Bypassschubdüse 18. Der Bypassluftstrom B strömt durch den Bypasskanal 22. Das Gebläse 23 ist über eine Welle 26 und ein Epizykloidengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 angebracht und wird durch diese angetrieben.
Im Gebrauch wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter 14 beschleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene verdichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbrennungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Das Gebläse 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das Epizykloidengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.
Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk 10 wird in 2 gezeigt. Die Niederdruckturbine 19 (siehe 1) treibt die Welle 26 an, die mit einem Sonnenrad 28 der Epizykloidengetriebeanordnung 30 gekoppelt ist. Mehrere Planetenräder 32, die durch einen Planetenträger 34 miteinander gekoppelt sind, befinden sich von dem Sonnenrad 28 radial außen und kämmen damit. Der Planetenträger 34 beschränkt die Planetenräder 32 darauf, synchron um das Sonnenrad 28 zu kreisen, während er ermöglicht, dass sich jedes Planetenrad 32 um seine eigene Achse drehen kann. Der Planetenträger 34 ist über Gestänge 36 mit dem Gebläse 23 dahingehend gekoppelt, seine Drehung um die Triebwerksachse 9 anzutreiben. Ein Außenrad oder Hohlrad 38, das über Gestänge 40 mit einer stationären Stützstruktur 24 gekoppelt ist, befindet sich von den Planetenrädern 32 radial außen und kämmt damit.
Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigsten Druck (d. h. dass sie nicht das Gebläse 23 umfassen) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die das Gebläse 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genommen wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bekannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann das Gebläse 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigsten Druck bezeichnet werden.
Das Epizykloidengetriebe 30 wird in 3 beispielhaft genauer gezeigt. Das Sonnenrad 28, die Planetenräder 32 und das Hohlrad 38 umfassen jeweils Zähne um ihre Peripherie zum Kämmen mit den anderen Zahnrädern. Jedoch werden der Übersichtlichkeit halber lediglich beispielhafte Abschnitte der Zähne in 3 dargestellt. Obgleich vier Planetenräder 32 dargestellt werden, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung mehr oder weniger Planetenräder 32 vorgesehen sein können. Praktische Anwendungen eines Epizykloidengetriebes 30 umfassen allgemein mindestens drei Planetenräder 32.
Das in 2 und 3 beispielhaft dargestellte Epizykloidengetriebe 30 ist ein Planetengetriebe, bei dem der Planetenträger 34 über Gestänge 36 mit einer Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei das Hohlrad 38 festgelegt ist. Jedoch kann eine beliebige andere geeignete Art von Epizykloidengetriebe 30 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel kann das Epizykloidengetriebe 30 eine Sternanordnung sein, bei der der Planetenträger 34 festgelegt gehalten wird, wobei gestattet wird, dass sich das Hohlrad (oder Außenrad) 38 dreht. Bei solch einer Anordnung wird das Gebläse 23 von dem Hohlrad 38 angetrieben. Als ein weiteres alternatives Beispiel kann das Getriebe 30 ein Differenzialgetriebe sein, bei dem gestattet wird, dass sich sowohl das Hohlrad 38 als auch der Planetenträger 34 drehen.
Es versteht sich, dass die in 2 und 3 gezeigte Anordnung lediglich beispielhaft ist und verschiedene Alternativen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung liegen. Lediglich beispielhaft kann eine beliebige geeignete Anordnung zur Positionierung des Getriebes 30 in dem Triebwerk 10 und/oder zur Verbindung des Getriebes 30 mit dem Triebwerk 10 verwendet werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen (z. B. die Gestänge 36, 40 in dem Beispiel von 2) zwischen dem Getriebe 30 und anderen Teilen des Triebwerks 10 (wie z. B. der Eingangswelle 26, der Ausgangswelle und der festgelegten Struktur 24) einen gewissen Grad an Steifigkeit oder Flexibilität aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann eine beliebige geeignete Anordnung der Lager zwischen rotierenden und stationären Teilen des Triebwerks (beispielsweise zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle des Getriebes und den festgelegten Strukturen, wie z. B. dem Getriebegehäuse) verwendet werden, und die Offenbarung ist nicht auf die beispielhafte Anordnung von 2 beschränkt. Beispielsweise ist für den Fachmann ohne Weiteres erkenntlich, dass sich die Anordnung von Ausgang und Stützgestängen und Lagerpositionierungen bei einer Sternanordnung (oben beschrieben) des Getriebes 30 in der Regel von jenen, die beispielhaft in 2 gezeigt werden, unterscheiden würden.
Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und Lagerpositionierungen aus.
Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.
Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine Teilungsstromdüse 20, 22 auf, was bedeutet, dass der Strom durch den Bypasskanal 22 seine eigene Düse aufweist, die von der Triebwerkskerndüse 20 separat und davon radial außen ist. Jedoch ist dies nicht einschränkend und ein beliebiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf Triebwerke zutreffen, bei denen der Strom durch den Bypasskanal 22 und der Strom durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts) einer einzigen Düse, die als eine Mischstromdüse bezeichnet werden kann, vermischt oder kombiniert werden. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilungsstrom) kann einen festgelegten oder variablen Bereich aufweisen. Obgleich sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbogebläsetriebwerk bezieht, kann die Offenbarung beispielsweise bei einer beliebigen Art von Gasturbinentriebwerk, wie z. B. bei einem Open-Rotor- (bei dem die Gebläsestufe nicht von einer Triebwerksgondel umgeben wird) oder einem Turboprop-Triebwerk, angewendet werden.
Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Richtung von unten nach oben in 1) und eine Umfangsrichtung (senkrecht zu der Ansicht in 1) umfasst. Die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung verlaufen senkrecht zueinander.
Die Planetenräder 32 sind jeweils drehbar auf Planetenradbolzen 42 angeordnet. Der Planetenträger 34 weist in der in 4 näher dargestellten Art und Weise zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Wangen 43, 44 auf, die fest miteinander verbunden sind. Die Planetenradbolzen 42 sind endseitig jeweils im Bereich der Wangen 43, 44 drehfest mit dem Planetenträger 34 verbunden. Des Weiteren sind die Planetenradbolzen 42 jeweils aus Siliziumnitrid hergestellt. Zusätzlich bilden Außenseiten 45 der Planetenradbolzen jeweils eine innere Lauffläche eines Gleitlagers für die Planetenräder 32.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beliebige der Merkmale können separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben werden, aus und umfasst diese.
Bezugszeichenliste

9: Hauptdrehachse
10: Gasturbinentriebwerk
11: Kern
12: Lufteinlass
14: Niederdruckverdichter
15: Hochdruckverdichter
16: Verbrennungseinrichtung
17: Hochdruckturbine
18: Bypassschubdüse
19: Niederdruckturbine
20: Kernschubdüse
21: Triebwerksgondel
22: Bypasskanal
23: Schubgebläse
24: Stützstruktur
26: Welle, Verbindungswelle
27: Verbindungswelle
28: Sonnenrad
30: Getriebe, Planetengetriebe
32: Planetenrad
34: Planetenträger
36: Gestänge
38: Hohlrad
40: Gestänge
42: Planetenradbolzen
43, 44: Wangen des Planetenträgers
45: Außenseite des Planetenradbolzens

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2016/0377167 A1 [0002]
DE 102014105024 A1 [0003]

Claims

Planetengetriebe (30) eines Gasturbinentriebwerkes (10) mit wenigstens einem Planetenträger (34), der mit wenigstens einem Planetenradbolzen (42) ausgeführt ist, auf dem wenigstens ein Planetenrad (32) drehbar angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Planetenradbolzen (42) aus einer Keramik hergestellt ist, die durch ein Verhältnis zwischen deren Elastizitätsmodul und deren Dichte größer als 25 GPa*cm³/g gekennzeichnet ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradbolzen (42) aus Siliziumnitrid hergestellt ist.
Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (32) mit wenigstens einem Sonnenrad (28) in Eingriff steht.
Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hohlrad (38) vorgesehen ist, das mit dem wenigstens einen Planetenrad (32) kämmt.
Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (34) drehfest ausgeführt ist.
Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (32) drehbar ist.
Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (32) zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Wangen (43, 44) umfasst, wobei der Planetenradbolzen (42) endseitig jeweils im Bereich der Wangen (43, 44) drehfest mit dem Planetenträger (34) verbunden ist.
Gasturbinentriebwerk (10) für ein Luftfahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Triebwerkskern (11), der eine Turbine (19), einen Verdichter (14) und eine die Turbine (19) mit dem Verdichter (14) verbindende Kernwelle (26) umfasst; ein Gebläse (23), das stromaufwärts des Triebwerkskerns (11) positioniert ist, wobei das Gebläse mehrere Gebläseschaufeln umfasst; und ein Getriebe (30), das einen Eingang von der Kernwelle (26) empfängt und Antrieb für das Gebläse (23) zum Antreiben des Gebläses (23) mit einer niedrigeren Drehzahl als die Kernwelle (26) abgibt, wobei das Getriebe (30) als ein Planetengetriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist.
Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine eine erste Turbine (19) ist, der Verdichter ein erster Verdichter (14) ist und die Kernwelle eine erste Kernwelle (26) ist; der Triebwerkskern (11) ferner eine zweite Turbine (17), einen zweiten Verdichter (15) und eine zweite Kernwelle (27), die die zweite Turbine (17) mit dem zweiten Verdichter (15) verbindet, umfasst; und die zweite Turbine (17), der zweite Verdichter (15) und die zweite Kernwelle (27) dahingehend angeordnet sind, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle (26) zu drehen.
Verfahren zum Herstellen eines Planetenradbolzens (42) aus Siliziumnitrid, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Befüllen eines Behälters mit pulverförmigem Siliziumnitrid - Verschließen des befüllten Behälters - Sintern des Siliziumnitrids durch Beaufschlagen des befüllten Behälters von außen mit Druck und thermischer Energie.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der befüllte Behälter zum Sintern des Siliziumnitrids mit Temperaturen von bis zu 2000 °C und Drücken zwischen 180 MPa und 250 MPa, vorzugsweise mit etwa 200 MPa beaufschlagt wird.