DE102020122418A1 - Planetary gear - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe, das ein Sonnenrad (28), eine Mehrzahl von Planetenrädern (32), ein Hohlrad (38) und eine Mehrzahl von Planetenstiften (6) aufweist, wobei jeweils ein Planetenstift (6) in einem Planetenrad (32) angeordnet ist und der Planetenstift (6) und das Planetenrad (32) ein Lager (7) bilden. Es ist vorgesehen, dass der Planetenstift (6) einen Hauptkörper (61) sowie einen zum Hauptkörper (61) radial beabstandeten Lagerring (62) ausbildet, der das Lager (7) mit dem Planetenrad (32) bildet. Dabei sind der Hauptkörper (61) und der Lagerring (62) über mindestens einen sich radial erstreckenden Steg (63) miteinander verbunden, ist mindestens eine Aussparung (41, 42) vorgesehen, die sich ausgehend vom axial vorderen Ende (601) oder vom axial hinteren Ende (602) des Planetenstifts (6) zwischen dem Hauptkörper (61) und dem Lagerring (62) bis zu dem mindestens einen Steg (63) erstreckt, und sind im Falle von zwei Aussparungen (41, 42) diese asymmetrisch bezogen auf die axiale Mitte (M) des Planetenstifts (6) im Planetenstift (6) ausgebildet.The invention relates to a planetary gearbox which has a sun gear (28), a plurality of planetary gears (32), a ring gear (38) and a plurality of planetary pins (6), one planetary pin (6) being arranged in each planetary gear (32) is and the planet pin (6) and the planet gear (32) form a bearing (7). It is provided that the planetary pin (6) forms a main body (61) and a bearing ring (62) which is radially spaced from the main body (61) and which forms the bearing (7) with the planetary gear (32). The main body (61) and the bearing ring (62) are connected to one another via at least one radially extending web (63), at least one recess (41, 42) is provided, which extends from the axially front end (601) or from the axially rear end (602) of the planetary pin (6) between the main body (61) and the bearing ring (62) as far as the at least one web (63), and in the case of two recesses (41, 42) these are asymmetrical with respect to the axial center (M) of the planet pin (6) formed in the planet pin (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a planetary gear set according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, den Fan eines Getriebefan-Triebwerks über ein Planetengetriebe mit einer Turbinenwelle zu koppeln, wobei das Planetengetriebe einen Eingang von der Turbinenwelle empfängt und Antrieb für den Fan zum Antreiben des Fans mit einer niedrigeren Drehzahl als die Turbinenwelle abgibt. Das Planetengetriebe umfasst Planetenräder, die von einem Sonnenrad angetrieben werden und die in einem Hohlrad umlaufen. In den Planetenrädern ist jeweils ein Planetenstift angeordnet, wobei die Planetenstifte an ihren axialen Enden an einer axial vorderen und axial hinteren Trägerplatte eines Planetenträgers befestigt ist. Der Planetenträger ist mit einem Antrieb für den Fan gekoppelt. Ein solches Planetengetriebe ist beispielsweise aus der
Dabei sind die Planetengetriebe in Getriebefan-Triebwerken sehr großen Zentrifugalkräften und Drehmomenten ausgesetzt, die den Planetenstift und das Planetenrad verformen und den Schmierfilm im Gleitlager zwischen diesen beiden Elementen beeinflussen können, wodurch die Funktionalität des Gleitlagers beeinträchtigt wird. Insbesondere besteht die Gefahr, dass der Gleitlagerspalt zwischen dem Planetenstift und dem Planetenrad verformt wird und keine konstante Dicke mehr aufweist.The planetary gears in geared turbofan engines are exposed to very high centrifugal forces and torques, which deform the planetary pin and the planetary gear and can influence the lubricating film in the sliding bearing between these two elements, thereby impairing the functionality of the sliding bearing. In particular, there is a risk that the sliding bearing gap between the planetary pin and the planetary gear will be deformed and no longer have a constant thickness.
Es besteht daher ein Bedürfnis, die Eigenschaften des Gleitlagers zwischen Planetenstift und Planetenrad dahingehend zu optimieren, dass trotz auftretender Belastungen der Gleitlagerspalt in axialer Richtung möglichst geradlinig verläuft. Dies gilt ebenso für den Fall, dass das Lager zwischen dem Planetenstift und dem Planetenrad als Wälzlager ausgebildet ist.There is therefore a need to optimize the properties of the sliding bearing between the planetary pin and the planetary gear so that the sliding bearing gap runs as straight as possible in the axial direction despite the loads that occur. This also applies in the event that the bearing between the planet pin and the planet gear is designed as a roller bearing.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetengetriebe mit Planetenrädern und Planetenstiften bereitzustellen, das eine effektive Ausbildung des Lagerspalts zwischen Planetenstift und Planetenrad ermöglicht.The invention is based on the object of providing a planetary gear with planetary gears and planetary pins which enables the bearing gap between the planetary pin and the planetary gear to be formed effectively.
Diese Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a planetary gear with the features of claim 1. Refinements of the invention are given in the dependent claims.
Danach betrachtet die vorliegende Erfindung ein Planetengetriebe, das ein Sonnenrad aufweist, das um eine Drehachse des Planetengetriebes rotiert und von einer Sonnenwelle antreibbar ist, wobei die Drehachse eine axiale Richtung des Planetengetriebes definiert. Es sind eine Mehrzahl von Planetenrädern vorgesehen, die von dem Sonnenrad angetrieben werden, sowie ein Hohlrad, mit dem die Mehrzahl von Planetenrädern in Eingriff steht. Weiter umfasst das Planetengetriebe eine Mehrzahl von Planetenstiften, wobei jeweils ein Planetenstift in einem Planetenrad angeordnet ist und der Planetenstift und das Planetenrad ein Lager bilden.According to the present invention, a planetary gear set has a sun gear that rotates about an axis of rotation of the planetary gear and can be driven by a sun shaft, the axis of rotation defining an axial direction of the planetary gear. A plurality of planet gears are provided, which are driven by the sun gear, and a ring gear with which the plurality of planet gears are in mesh. The planetary gear further comprises a plurality of planetary pins, one planetary pin each being arranged in a planetary gear and the planetary pin and the planetary gear forming a bearing.
Es ist vorgesehen, dass der Planetenstift einen Hauptkörper sowie einen zum Hauptkörper radial beabstandeten Lagerring ausbildet, der das Lager mit dem Planetenrad bildet, wobei der Hauptkörper und der Lagerring über mindestens einen sich radial erstreckenden Steg miteinander verbunden sind, mindestens eine Aussparung vorgesehen ist, die sich ausgehend vom axial vorderen Ende oder vom axial hinteren Ende des Planetenstifts zwischen dem Hauptkörper und dem Lagerring bis zu dem mindestens einen Steg erstreckt, und im Falle mehrerer Aussparungen diese asymmetrisch bezogen auf die axiale Mitte des Planetenstifts im Planetenstift ausgebildet sind.It is provided that the planetary pin forms a main body and a bearing ring which is radially spaced from the main body and which forms the bearing with the planetary gear, the main body and the bearing ring being connected to one another via at least one radially extending web, at least one recess is provided which extends from the axially front end or from the axially rear end of the planet pin between the main body and the bearing ring to the at least one web, and in the case of several recesses, these are formed asymmetrically with respect to the axial center of the planet pin in the planet pin.
Dass die mehreren Aussparungen asymmetrisch bezogen auf die axiale Mitte des Planetenstifts im Planetenstift ausgebildet sind, bedeutet dabei, dass bei einer Spiegelung der einen Aussparung an einer Geraden, die durch die axiale Mitte des Planetenstifts führt und senkrecht zur axialen Richtung verläuft, diese nicht in die andere Aussparung identisch überführt wird. Eine Asymmetrie liegt somit insbesondere vor, wenn die beiden Aussparungen sich über eine unterschiedliche Länge in axialer Richtung erstrecken und/oder eine unterschiedliche Form im Längsschnitt aufweisen, so dass nicht die eine Aussparung durch Spiegelung in der andere Aussparung überführt werden kann.The fact that the several recesses are designed asymmetrically in relation to the axial center of the planetary pin in the planetary pin means that when one recess is mirrored on a straight line that runs through the axial center of the planetary pin and runs perpendicular to the axial direction, it does not go into the other recess is transferred identically. An asymmetry is therefore particularly present when the two recesses extend over a different length in the axial direction and / or have a different shape in longitudinal section, so that one recess cannot be transferred into the other recess by mirroring.
Es wird darauf hingewiesen, dass für den Fall, dass nur eine Aussparung vorgesehen ist, diese ebenfalls insofern asymmetrisch in Bezug auf die axiale Mitte des Planetenstifts ausgebildet ist, als sie nicht symmetrisch zur axialen Mitte des Planetenstifts verlaufen kann. Dies ist dadurch bedingt, dass sie sich ausgehend von einer der axialen Stirnseiten im Planetenstift erstreckt, jedoch keinen durchgehenden Ringspalt bzw. Ringkanal bildet, da der Hauptkörper und der Lagerring durch mindestens einen Steg miteinander verbunden sind.It should be noted that in the event that only one recess is provided, this is also designed asymmetrically with respect to the axial center of the planetary pin, as it cannot run symmetrically to the axial center of the planetary pin. This is due to the fact that it extends from one of the axial end faces in the planetary pin, but does not form a continuous annular gap or annular channel, since the main body and the bearing ring are connected to one another by at least one web.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, durch Ausbildung des Planetenstifts mit einer oder mehreren asymmetrisch ausgebildeten Aussparungen zwischen dem Hauptkörper und dem Lagerring die axiale Steifigkeit des Planetenstifts bei asymmetrischer Krafteinwirkung auf den Stift zu verbessern. Denn durch die Aussparungen radial unterhalb der axialen Enden des Lagerrings ist der Lagerring an seinen axialen Enden im Betrieb leichter verformbar, so dass sich unter Last der Planetenstift besser an das Planetenrad anschmiegen und ein gleichmäßiger Lagerspalt mit parallel ausgerichteten Kontaktflächen über die axiale Länge des Lagers entstehen kann. Der Gleitlagerschmierfilm weist dadurch geringere Dickenänderungen über die axiale Länge auf.The invention is based on the idea of improving the axial rigidity of the planetary pin when the force acts on the pin asymmetrically by designing the planetary pin with one or more asymmetrically designed recesses between the main body and the bearing ring. Because of the recesses radially below the axial ends of the bearing ring, the bearing ring can be more easily deformed at its axial ends during operation, so that under load the planet pin clings better to the planet gear and a uniform bearing gap with parallel contact surfaces is created over the axial length of the bearing can. As a result, the lubricating film of the slide bearing exhibits smaller changes in thickness over the axial length.
Durch die asymmetrische Ausbildung des Raums radial unterhalb des Lagerrings mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen asymmetrischen Aussparungen kann somit die axiale Steifigkeitsverteilung des Gleitlagerrings optimiert werden, um nachteilige Verformungen auszugleichen und die allgemeine Lagerfunktionalität und -leistung zu verbessern.Due to the asymmetrical design of the space radially below the bearing ring by means of the asymmetrical recesses provided according to the invention, the axial stiffness distribution of the sliding bearing ring can be optimized in order to compensate for disadvantageous deformations and to improve the general bearing functionality and performance.
Über die axiale Lage des Stegs kann gleichzeitig gezielt der axiale Bereich der größten Steifigkeit des Planetenstifts an einer axialen Position bereitgestellt werden, an der die auftretenden Lagerkräfte und/oder auftretende Asymmetrien der Last am stärksten sind. Über die axiale Länge und/oder Geometrie der Aussparungen und die axiale Lage des Stegs können nachteilige Auslenkungen minimiert und die Schmierfilmleistung des Lagers optimiert werden. Weiter ermöglicht ein außermittiger Steg die Entkoppelung jeglicher Fehlausrichtung des Planetenrads und/oder des Planetenstifts von der Ausrichtung der Kontaktflächen der Lager zueinander.Via the axial position of the web, the axial area of greatest rigidity of the planetary pin can be provided at an axial position at which the bearing forces and / or asymmetries of the load are greatest. Detrimental deflections can be minimized and the lubricating film performance of the bearing can be optimized via the axial length and / or geometry of the recesses and the axial position of the web. Furthermore, an eccentric web enables any misalignment of the planetary gear and / or the planetary pin to be decoupled from the alignment of the contact surfaces of the bearings with one another.
Dabei wird zum Hintergrund der Erfindung darauf hingewiesen, dass eine optimale Lagerleistung durch einen in axialer Richtung parallelen Spalt zwischen dem Planetenrad und dem Planetenstift bereitgestellt wird. Jegliche lokale Auslenkung und/oder Fehlausrichtung des Planetenrads und/oder des Planetenstifts führen zu einer verzerrten Spaltfunktion, d.h. einem in axialer Richtung nicht parallelen Verlauf und gefährdet somit die Leistung des Lagers. Wenn der Spalt zwischen dem Planetenrad und dem Lagerring des Planetenstifts (auch als Spaltfunktion bezeichnet) bei der Leistungsdichte des Umlaufgetriebes für Flugtriebwerke nicht optimal eingestellt ist, kann dies sogar dazu führen, dass der Ölschmierfilm in diesem Spalt zusammenbricht, wodurch Planetenrad und Planetenstift in Kontakt geraten und eine Festkörperreibung zwischen diesen entsteht, wodurch wiederum die Bauteile verschleißen und somit ein vorzeitiger Ausfall der Komponenten und des gesamten Systems erfolgen kann.For the background of the invention, it is pointed out that optimum bearing performance is provided by a gap that is parallel in the axial direction between the planetary gear and the planetary pin. Any local deflection and / or misalignment of the planetary gear and / or the planetary pin leads to a distorted gap function, i.e. a non-parallel course in the axial direction and thus endangers the performance of the bearing. If the gap between the planetary gear and the bearing ring of the planetary pin (also known as the gap function) is not optimally set for the power density of the epicyclic gearbox for aircraft engines, this can even lead to the oil lubricating film in this gap collapsing, causing the planetary gear and the planetary pin to come into contact and solid body friction arises between them, which in turn wear out the components and thus premature failure of the components and the entire system can occur.
Der Lagerring bildet eine Außenfläche bzw. äußere Mantelfläche, die die Lagerfläche des Planetenstifts bildet, die mit der Innenfläche einer in dem Planetenrad ausgebildeten Bohrung ein Lager bildet. Bei dem Lager zwischen dem Planetenstift und dem Planetenrad kann es sich um ein Gleitlager oder ein Wälzlager handeln. Sofern das Lager ein Gleitlager ist, ist der Lagerring ein Gleitlagerring.The bearing ring forms an outer surface or outer circumferential surface which forms the bearing surface of the planetary pin, which forms a bearing with the inner surface of a bore formed in the planetary gear. The bearing between the planetary pin and the planetary gear can be a plain bearing or a roller bearing. If the bearing is a plain bearing, the bearing ring is a plain bearing ring.
Es ist grundsätzlich ausreichend, dass nur ein Steg vorgesehen ist, der sich zwischen dem Hauptkörper und dem Lagerring erstreckt. Allerdings sehen Ausgestaltungen vor, dass mehrere Stege vorgesehen sind, die axial beabstandet sind. Eine zwischen zwei solchen Stegen bestehende Aussparung kann dabei beispielsweise der Zufuhr von Öl an den Lagerspalt dienen.In principle, it is sufficient that only one web is provided, which extends between the main body and the bearing ring. However, embodiments provide that several webs are provided which are axially spaced apart. A recess existing between two such webs can be used, for example, to supply oil to the bearing gap.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Hauptkörper zylindrisch ausgebildet ist. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Beispielsweise kann in alternativen Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass der Hauptkörper in Umfangsrichtung einen sich verändernden Durchmesser aufweist, also rotations-asymmetrisch ist. Auch kann in Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass sich die Wanddicke des Hauptkörpers in axialer Richtung ändert, beispielsweise in Ausgestaltungen, in denen die radiale Höhe mindestens einer der Aussparungen in axialer Richtung variiert.One embodiment of the invention provides that the main body is cylindrical. However, this is not necessarily the case. For example, it can be provided in alternative configurations that the main body has a changing diameter in the circumferential direction, that is to say is rotationally asymmetrical. It can also be provided in configurations that the wall thickness of the main body changes in the axial direction, for example in configurations in which the radial height of at least one of the recesses varies in the axial direction.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Hauptkörper eine durchgehende axiale Bohrung aufweist, insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet ist. Über die axiale Bohrung wird beispielsweise Öl für den Schmierfilm des Lagers zwischen Planetenstift und Planetenrad bereitgestellt.Another embodiment of the invention provides that the main body has a continuous axial bore, in particular is designed as a hollow cylinder. Oil for the lubricating film of the bearing between the planetary pin and the planetary gear, for example, is provided via the axial bore.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens eine Steg, der den Hauptkörper und den Lagerring verbindet, außermittig angeordnet ist. Allerdings ist dies nicht zwingend der Fall, wenn eine Asymmetrie bereits aufgrund einer unterschiedlichen Geometrie der beiden Aussparungen gegeben ist.A further embodiment of the invention provides that the at least one web, which connects the main body and the bearing ring, is arranged eccentrically. However, this is not necessarily the case if there is already an asymmetry due to a different geometry of the two recesses.
Wie bereits angemerkt, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Planetenstift genau zwei Aussparungen aufweist, die sich jeweils von einer der Enden des Planetenstifts aus erstrecken. Eine Asymmetrie kann dadurch bereitgestellt sein, dass die beiden Aussparungen eine unterschiedliche axiale Länge aufweisen und/oder dass die beiden Aussparungen eine unterschiedliche radiale Höhe aufweisen und/oder dass die beiden Aussparungen in anderer Weise im Längsschnitt eine unterschiedliche Geometrie bzw. Form besitzen.As already noted, one embodiment of the invention provides that the planetary pin has exactly two recesses, each of which extends from one of the ends of the planetary pin. An asymmetry can be provided that the two recesses have a different axial length and / or that the two recesses have a different radial height and / or that the two recesses have a different geometry or shape in longitudinal section in a different way.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die radiale Höhe mindestens einer der Aussparungen mit zunehmendem Abstand vom entsprechenden Ende des Planetenstifts abnimmt, sich die Aussparung in Richtung des Stegs somit verjüngt. Eine solche Verjüngung kann bei den beiden Aussparungen in unterschiedlichem Maße erfolgen oder nur in einer der Aussparungen realisiert sein.For example, it can be provided that the radial height of at least one of the recesses decreases with increasing distance from the corresponding end of the planetary pin, the recess thus tapering in the direction of the web. Such tapering can occur in the two Recesses take place to different degrees or only be implemented in one of the recesses.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine der Aussparungen im Längsschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist. Das Merkmal „im Wesentlichen“ rechteckförmig ist dabei dahingehend zu verstehen, dass die Aussparung im Übergang zum Steg in der Schnittansicht nicht notwendigerweise rechteckförmig ausgebildet sein muss.Another embodiment provides that at least one of the recesses is essentially rectangular in shape in the longitudinal section. The feature “essentially” rectangular is to be understood to the effect that the recess in the transition to the web does not necessarily have to be rectangular in the sectional view.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Planetenstift nur eine axiale Aussparung auf, wobei der sich radial erstreckende Steg für diesen Fall an einem der axialen Enden des Planetenstifts angeordnet ist.According to a further embodiment, the planetary pin has only one axial recess, the radially extending web for this case being arranged on one of the axial ends of the planetary pin.
Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das Verhältnis der axialen Länge des Lagerrings zur axialen Länge des Stegs (oder der summierten axialen Gesamtlänge der Stege, sofern mehrere Stege vorhanden sind) im Bereich zwischen 1,3 und 30 liegt. Dieses Verhältnis bestimmt naturgemäß auch das Verhältnis der axialen Gesamtlänge der Aussparungen zur axialen Länge des Stegs. Als axiale Länge des Stegs wird die axiale Länge des Stegs bezeichnet, die dieser in der radialen Mitte zwischen der Außenfläche des Hauptkörpers und der Innenfläche des Lagerrings, also auf halbem Weg zwischen Hauptkörper und Lagerring aufweist.Refinements of the invention provide that the ratio of the axial length of the bearing ring to the axial length of the web (or the summed total axial length of the webs, if several webs are present) is in the range between 1.3 and 30. This ratio naturally also determines the ratio of the total axial length of the recesses to the axial length of the web. The axial length of the web is referred to as the axial length of the web that it has in the radial center between the outer surface of the main body and the inner surface of the bearing ring, that is, halfway between the main body and the bearing ring.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lagerring eine geringere axiale Länge als der Hauptkörper aufweist. Sofern der Planetenstift an seinem axial vorderen Ende an einer axial vorderen Trägerplatte und an seinem axial hinteren Ende an einer axial hinteren Trägerplatte des Planetengetriebes befestigt ist, was in Ausgestaltungen der Erfindung der Fall ist, ist dabei nur der Hauptkörper an seinen axialen Enden mit der vorderen und der hinteren Trägerplatte verbunden, während der Lagerring mit der vorderen und der hinteren Trägerplatte nicht verbunden ist.Another embodiment of the invention provides that the bearing ring has a smaller axial length than the main body. If the planet pin is attached at its axially front end to an axially front carrier plate and at its axially rear end to an axially rear carrier plate of the planetary gear, which is the case in embodiments of the invention, only the main body is at its axial ends with the front and connected to the rear support plate, while the bearing ring is not connected to the front and rear support plates.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, einen Planetenstift mit einem Außendurchmesser bereitzustellen, der größer ist als der Durchmesser der Befestigungsöffnungen für den Planetenstift in der Trägerplatte, und gleichzeitig eine hohe Steifigkeit der Trägerplatten zu bewahren, indem nur der Hauptkörper mit dem kleineren Außendurchmesser an den Trägerplatten befestigt ist. Dementsprechend können die in den Trägerplatten ausgebildeten Befestigungsöffnungen mit einem entsprechend kleineren Durchmesser versehen sein. Dies wiederum erlaubt es, die Trägerplatten dünner auszubilden und dadurch bei gleichbleibender Steifigkeit Gewicht zu sparen. Beispielsweise sind die vordere Trägerplatte und die hintere Trägerplatte dabei als gesonderte Teile ausgebildet, d. h. es liegt ein mehrstückiger Planetenträger vor.This configuration makes it possible to provide a planet pin with an outer diameter that is larger than the diameter of the fastening openings for the planet pin in the carrier plate, and at the same time to maintain a high rigidity of the carrier plates by only attaching the main body with the smaller outer diameter to the carrier plates . Accordingly, the fastening openings formed in the carrier plates can be provided with a correspondingly smaller diameter. This in turn makes it possible to make the carrier plates thinner and thereby save weight while maintaining the same rigidity. For example, the front support plate and the rear support plate are designed as separate parts, i.e. H. there is a multi-piece planet carrier.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Steg konkav ausgebildete Seitenwände aufweist (nämlich eine konkav ausgebildete axial vordere Seitenwand und eine konkav ausgebildete axial hintere Seitenwand), die glatt, ohne die Ausbildung von Kanten, in eine radial äußere Begrenzung und in eine radial innere Begrenzung der jeweiligen Aussparung übergehen. Alternativ kann der Steg beispielsweise sich geradlinig in radialer Richtung erstreckende Seitenwände aufweisen, für welchen Fall die radial äußere Begrenzung und die radial innere Begrenzung der jeweiligen Aussparung sich senkrecht zu der jeweiligen Seitenwand axial erstrecken. Allerdings ist es vorteilhaft, in einem solchen Fall die Ecken zu verrunden, um Spannungskonzentrationen in diesen zu vermeiden.Another embodiment of the invention provides that the web has concave side walls (namely a concave axially front side wall and a concave axially rear side wall) that are smooth, without the formation of edges, in a radially outer boundary and in a radially ignore the inner boundary of the respective recess. Alternatively, the web can for example have side walls extending in a straight line in the radial direction, in which case the radially outer delimitation and the radially inner delimitation of the respective recess extend axially perpendicular to the respective side wall. However, in such a case it is advantageous to round the corners in order to avoid stress concentrations in them.
Gemäß einer Ausführungsvariante erstreckt sich die mindestens eine Aussparung in Umfangsrichtung des Planetenstifts über 360°. Der Planetenstift ist dabei als Rotationskörper ausgebildet, d. h. er ist rotationssymmetrisch bezüglich seiner Längsachse. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Alternative Ausführungsvarianten sehen vor, dass sich die mindestens eine Aussparung lediglich über einen Umfangsbereich kleiner als 360° erstreckt. Die Aussparung bzw. die Aussparungen erstrecken sich somit nicht über den gesamten Umfang des Planetenstifts, sondern in Umfangsrichtung nur über einen definierten Winkelbereich. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der Umfangswinkel, über den die mindestens eine Aussparung sich in Umfangsrichtung erstreckt, in axialer Richtung variiert. Auch kann vorgesehen sein, dass nur eine der Aussparungen sich über einen Umfangsbereich kleiner als 360° erstreckt, während die andere Aussparung sich in Umfangsrichtung über 360° erstreckt.According to one embodiment variant, the at least one recess extends over 360 ° in the circumferential direction of the planetary pin. The planetary pin is designed as a body of revolution, d. H. it is rotationally symmetrical with respect to its longitudinal axis. However, this is not necessarily the case. Alternative design variants provide that the at least one recess extends only over a circumferential area smaller than 360 °. The recess or the recesses therefore do not extend over the entire circumference of the planetary pin, but rather only over a defined angular range in the circumferential direction. It can also be provided that the circumferential angle over which the at least one recess extends in the circumferential direction varies in the axial direction. It can also be provided that only one of the cutouts extends over a circumferential area smaller than 360 °, while the other cutout extends over 360 ° in the circumferential direction.
Der Hauptkörper, der mindestens eine Steg und der Lagerring sind fest miteinander verbunden und gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung einteilig ausgebildet. Grundsätzlich können der Hauptkörper und der Lagerring jedoch auch aus gesonderten Teilen bestehen, die drehfest miteinander verbunden sind, wobei der Steg entweder mit dem Hauptkörper oder mit dem Lagerring verbunden ist.The main body, the at least one web and the bearing ring are firmly connected to one another and, according to an advantageous embodiment, are made in one piece. In principle, however, the main body and the bearing ring can also consist of separate parts that are non-rotatably connected to one another, the web being connected either to the main body or to the bearing ring.
Die Erfindung betrifft auch ein Gasturbinentriebwerk für ein Luftfahrzeug, das aufweist:
- - einen Triebwerkskern, der eine Turbine, einen Verdichter und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende, als Hohlwelle ausgebildete Turbinenwelle umfasst;
- - einen Fan, der stromaufwärts des Triebwerkskerns positioniert ist, wobei der Fan mehrere Fanschaufeln umfasst und durch eine Fanwelle angetrieben wird; und
- - ein Planetengetriebe gemäß Anspruch 1, dessen Eingang mit der Turbinenwelle und dessen Ausgang mit der Fanwelle verbunden ist.
- an engine core which comprises a turbine, a compressor and a turbine shaft designed as a hollow shaft and connecting the turbine to the compressor;
- a fan positioned upstream of the engine core, the fan having a plurality of Comprises fan blades and is driven by a fan shaft; and
- - A planetary gear according to claim 1, the input of which is connected to the turbine shaft and the output of which is connected to the fan shaft.
Eine Ausgestaltung hierzu kann vorsehen, dass
- - die Turbine eine erste Turbine ist, der Verdichter ein erster Verdichter ist und die Turbinenwelle eine erste Turbinenwelle ist;
- - der Triebwerkskern ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Turbinenwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfasst; und
- - die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Turbinenwelle dahingehend angeordnet sind, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Turbinenwelle zu drehen.
- the turbine is a first turbine, the compressor is a first compressor and the turbine shaft is a first turbine shaft;
- the engine core further comprises a second turbine, a second compressor and a second turbine shaft connecting the second turbine to the second compressor; and
- the second turbine, the second compressor and the second turbine shaft are arranged to rotate at a higher speed than the first turbine shaft.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung bezogen auf ein zylindrisches Koordinatensystem beschrieben ist, das die Koordinaten x, r und φ aufweist. Dabei gibt x die axiale Richtung, r die radiale Richtung und φ den Winkel in Umfangsrichtung an. Die axiale Richtung ist dabei identisch mit der Maschinenachse des Gasturbinentriebwerks, in dem das Planetengetriebe enthalten ist, wobei die axiale Richtung vom Triebwerkseingang in Richtung des Triebwerksausgangs zeigt. Von der x-Achse ausgehend zeigt die radiale Richtung radial nach außen. Begriffe wie „vor“, „hinter“, „vordere“ und „hintere“ beziehen sich auf die axiale Richtung bzw. die Strömungsrichtung im Triebwerk. Begriffe wie „äußere“ oder „innere“ beziehen sich auf die radiale Richtung.It should be noted that the present invention is described with reference to a cylindrical coordinate system which has the coordinates x, r and φ. Here x indicates the axial direction, r the radial direction and φ the angle in the circumferential direction. The axial direction is identical to the machine axis of the gas turbine engine in which the planetary gear is contained, the axial direction pointing from the engine inlet in the direction of the engine outlet. Starting from the x-axis, the radial direction points radially outwards. Terms such as “in front”, “behind”, “front” and “rear” relate to the axial direction or the direction of flow in the engine. Terms like “outer” or “inner” refer to the radial direction.
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.As noted elsewhere herein, the present disclosure may relate to a gas turbine engine. Such a gas turbine engine may include an engine core that includes a turbine, a combustion chamber, a compressor, and a core shaft connecting the turbine to the compressor. Such a gas turbine engine may include a fan (with fan blades) positioned upstream of the engine core.
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).Arrangements of the present disclosure may be particularly, but not exclusively, advantageous for fans that are driven via a transmission. Accordingly, the gas turbine engine may include a transmission that receives input from the core shaft and provides drive for the fan to drive the fan at a lower speed than the core shaft. The input for the transmission can take place directly from the core shaft or indirectly from the core shaft, for example via a spur shaft and / or a spur gear. The core shaft may be rigidly connected to the turbine and the compressor so that the turbine and the compressor rotate at the same speed (with the fan rotating at a lower speed).
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.The gas turbine engine described and / or claimed herein can be of any suitable general architecture. For example, the gas turbine engine can have any desired number of shafts connecting the turbines and compressors, such as one, two, or three shafts. By way of example only, the turbine connected to the core shaft can be a first turbine, the compressor connected to the core shaft can be a first compressor, and the core shaft can be a first core shaft. The engine core may further include a second turbine, a second compressor, and a second core shaft connecting the second turbine to the second compressor. The second turbine, the second compressor, and the second core shaft may be arranged to rotate at a higher speed than the first core shaft.
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).With such an arrangement, the second compressor can be positioned axially downstream of the first compressor. The second compressor may be arranged to receive flow from the first compressor (e.g., receive directly, e.g., via a generally annular channel).
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.The gearbox may be arranged to be driven by the core shaft configured to rotate (e.g. in use) at the lowest speed (e.g. the first core shaft in the example above). For example, the transmission can be arranged to be driven only by the core shaft which is configured to rotate (e.g. in use) at the lowest speed (e.g. only by the first core shaft and not the second core shaft in the above example) will. Alternatively, the transmission can be arranged to be driven by one or more shafts, for example the first and / or the second shaft in the above example.
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.In a gas turbine engine described and / or claimed here, a combustion chamber may be provided axially downstream of the fan and the compressor (s). For example, the combustion chamber can be located directly downstream of the second compressor (for example at its outlet) if a second compressor is provided. As a further example, the flow at the outlet of the compressor can be fed to the inlet of the second turbine if a second turbine is provided. The combustion chamber can upstream of the turbine (s).
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.The or each compressor (for example the first compressor and the second compressor as described above) can comprise any number of stages, for example a plurality of stages. Each stage can include a series of rotor blades and a series of stator blades, which can be variable stator blades (in that their angle of attack can be variable). The row of rotor blades and the row of stator blades can be axially offset from one another.
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.The or each turbine (for example the first turbine and the second turbine as described above) can comprise any number of stages, for example multiple stages. Each stage can include a number of rotor blades and a number of stator blades. The row of rotor blades and the row of stator blades can be axially offset from one another.
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.Each fan blade may be defined with a radial span extending from a root (or hub) at a radially inward gas overflow location or at a 0% span position to a tip at a 100% span position. The ratio of the radius of the fan blade at the hub to the radius of the fan blade at the tip may be less than (or on the order of): 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 or 0.25. The ratio of the radius of the fan blade at the hub to the radius of the fan blade at the tip can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (i.e., the values can be upper or lower limits). These ratios can generally be referred to as the hub-to-tip ratio. The radius at the hub and the radius at the tip can both be measured at the leading edge portion (or the axially most forward edge) of the blade. The hub-to-tip ratio, of course, relates to the portion of the fan blade overflowing with gas; H. the portion that is radially outside of any platform.
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).The radius of the fan can be measured between the centerline of the engine and the tip of the fan blade at its forward edge. The diameter of the fan (which can be simply twice the radius of the fan) can be greater than (or on the order of): 250 cm (about 100 inches), 260 cm, 270 cm (about 105 inches), 280 cm (about 110 inches), 290 cm (about 115 inches), 300 cm (about 120 inches), 310 cm, 320 cm (about 125 inches), 330 cm (about 130 inches), 340 cm (about 135 inches), 350 cm, 360 cm (about 140 inches), 370 cm (about 145 inches), 380 cm (about 150 inches), or 390 cm (about 155 inches). The fan diameter can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (i.e., the values can be upper or lower limits).
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.The speed of the fan can vary with use. In general, the speed is lower for fans with a larger diameter. By way of non-limiting example only, the speed of the fan under constant speed conditions may be less than 2500 rpm, for example less than 2300 rpm. Merely as a further non-limiting example, the speed of the fan under constant speed conditions for an engine with a fan diameter in the range from 250 cm to 300 cm (for example 250 cm to 280 cm) in the range from 1700 rpm to 2500 rpm, for example in the range from 1800 rpm to 2300 rpm, for example in the range from 1900 rpm to 2100 rpm. Merely as a further non-limiting example, the speed of the fan under constant speed conditions for an engine with a fan diameter in the range from 320 cm to 380 cm in the range from 1200 rpm to 2000 rpm, for example in the range from 1300 rpm min to 1800 rpm, for example in the range from 1400 rpm to 1600 rpm.
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 an der Strömung verrichtete Arbeit resultiert in einem Anstieg der Enthalpie dH der Strömung. Eine Gebläsespitzenbelastung kann als dH/USpitze 2 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).In use of the gas turbine engine, the fan (with associated fan blades) rotates about an axis of rotation. This rotation causes the tip of the fan blade to move at a speed U tip. The work done by the fan blades on the flow results in an increase in the enthalpy dH of the flow. A fan peak load can be defined as dH / U peak 2 , where dH is the enthalpy increase (e.g. the average 1-D enthalpy increase) across the fan and U peak is the (translational) speed of the fan tip, e.g. at the front edge of the tip , (which can be defined as the fan tip radius at the front edge multiplied by the angular velocity). The fan peak load at constant speed conditions can be more than (or on the order of): 0.3, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38 , 0.39 or 0.4 (where all units in this section are Jkg -1 K -1 / (ms -1 ) 2 ). The fan peak load can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (ie, the values can be upper or lower limits).
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.Gas turbine engines in accordance with the present disclosure may have any desired bypass ratio, the bypass ratio being defined as the ratio of the mass flow rate of the flow through the bypass duct to the mass flow rate of the flow through the core at constant velocity conditions. In some arrangements, the bypass ratio can be more than (on the order of): 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5 , 16, 16.5 or 17 are (lie). The bypass ratio can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (ie the values can form upper or lower limits). The bypass channel can be essentially ring-shaped. The bypass duct can be located radially outside the engine core. The radially outer surface of the bypass duct can be defined by an engine nacelle and / or a fan housing.
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).The total pressure ratio of a gas turbine engine described and / or claimed herein can be defined as the ratio of the back pressure upstream of the fan to the back pressure at the outlet of the super high pressure compressor (before the inlet to the combustion chamber). As a non-limiting example, the total pressure ratio of a gas turbine engine described and / or claimed herein at constant speed may be greater than (or on the order of): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 (lie). The total pressure ratio can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (i.e., the values can be upper or lower limits).
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.The specific thrust of an engine can be defined as the net thrust of the engine divided by the total mass flow through the engine. Under constant speed conditions, the specific thrust of an engine described and / or claimed here can be less than (or in the order of magnitude of): 110 Nkg -1 s, 105 Nkg -1 s, 100 Nkg -1 s, 95 Nkg -1 s, 90 Nkg -1 s, 85 Nkg -1 s or 80 Nkg -1 s. The specific thrust can lie in an inclusive range which is limited by two of the values in the preceding sentence (ie the values can form upper or lower limits). Such engines can be particularly efficient compared to conventional gas turbine engines.
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
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.In use, the temperature of the flow at the inlet of the high pressure turbine can be particularly high. This temperature, which can be referred to as TET, can be measured at the exit to the combustion chamber, for example immediately upstream of the first turbine blade, which in turn can be referred to as a nozzle guide vane. At constant speed, the TET can be at least (or on the order of): 1400K, 1450K, 1500K, 1550K, 1600K or 1650K. The TET at constant speed can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (i.e., the values can be upper or lower limits). The maximum TET when the engine is in use can, for example, be at least (or on the order of): 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K or 2000K. The maximum TET can be in an inclusive range bounded by two of the values in the preceding sentence (i.e. the values can be upper or lower limits). The maximum TET can occur, for example, in a condition of high thrust, for example in an MTO condition (MTO - maximum take-off thrust - maximum take-off thrust).
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.A fan blade and / or a blade portion of a fan blade described and / or claimed herein can be made from any suitable material or combination of materials. For example, at least a portion of the fan blade and / or the blade can be made at least in part from a composite, for example a metal matrix composite and / or a composite with an organic matrix, such as e.g. B. carbon fiber. As another example, at least a portion of the fan blade and / or the blade can be at least in part made of a metal, such as metal. A titanium-based metal or an aluminum-based material (such as an aluminum-lithium alloy) or a steel-based material. The fan blade can include at least two sections made using different materials. For example, the fan blade can have a front protective edge made using a material that can withstand impact (such as birds, ice, or other material) better than the rest of the shovel. Such a leading edge can be manufactured using titanium or a titanium-based alloy, for example. Thus, by way of example only, the fan blade may comprise a carbon fiber or aluminum based body (such as an aluminum-lithium alloy) with a leading edge made of titanium.
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.A fan described and / or claimed herein may include a central portion from which the fan blades may extend, for example in a radial direction. The fan blades can be attached to the central section in any desired manner. For example, each fan blade can include a fixation device that can engage a corresponding slot in the hub (or disc). Merely as an example, such a fixing device can be in the form of a dovetail which can be inserted into a corresponding slot in the hub / disc and / or brought into engagement therewith in order to fix the fan blade to the hub / disc. As another example, the fan blades can be formed integrally with a central portion. Such an arrangement can be referred to as a blisk or a bling. Any suitable method can be used to manufacture such a blisk or bling. For example, at least a portion of the fan blades can be machined from a block and / or at least a portion of the fan blades can be welded, e.g. B. linear friction welding, can be attached to the hub / disc.
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.The gas turbine engines described and / or claimed here may or may not be provided with a VAN (Variable Area Nozzle). Such a nozzle with a variable cross-section can allow the exit cross-section of the bypass channel to be varied in use. The general principles of the present disclosure may apply to engines with or without a VAN.
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.The fan of a gas turbine described and / or claimed herein can have any desired number of fan blades, for example 16, 18, 20 or 22 fan blades.
Gemäß der hier erfolgenden Verwendung können 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.As used herein, it may mean constant velocity conditions of an aircraft on which the gas turbine engine is mounted. Such constant speed conditions can conventionally be defined as the conditions during the middle part of the flight, for example the conditions to which the aircraft and / or the engine are exposed between (in terms of time and / or distance) the end of the climb and the start of the descent. will.
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.By way of example only, the forward speed under the constant speed condition may be at any point in the range Mach 0.7-0.9, e.g. 0.75-0.85, e.g. 0.76-0.84, e.g. 0.77-0 .83, for example 0.78 to 0.82, for example 0.79 to 0.81, for example in the order of Mach 0.8, in the order of Mach 0.85 or in the range from 0.8 to 0, 85 lie. Any speed within these ranges can be the constant travel condition. In some aircraft, the cruise control conditions may be outside of these ranges, for example below Mach 0.7 or above Mach 0.9.
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.By way of example only, the constant velocity conditions may mean standard atmospheric conditions at an altitude that is in the range of 10,000 m to 15,000 m, for example in the range of 10,000 m to 12,000 m, for example in the range of 10,400 m to 11,600 m (about 38,000 feet), for example in Range from 10,500 m to 11,500 m, for example in the range from 10,600 m to 11,400 m, for example in the range from 10,700 m (about 35,000 feet) to 11,300 m, for example in the range from 10,800 m to 11,200 m, for example in the range from 10,900 m to 11,100 m, for example in the order of 11,000 m, correspond. The constant velocity conditions can correspond to standard atmospheric conditions at any given altitude in these areas.
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
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.As they are used throughout here, “constant speed” or “constant speed conditions” can mean the aerodynamic design point. Such an aerodynamic design point (or ADP) may correspond to the conditions (including, for example, Mach number, environmental conditions, and thrust requirement) for which the blower is designed to operate. For example, the conditions under which the fan (or gas turbine engine) has the optimal efficiency according to the design, mean.
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.In use, a gas turbine engine described and / or claimed herein can be operated at the constant speed conditions defined elsewhere herein. Such constant speed conditions may be determined by the constant speed conditions (e.g., conditions during the middle part of flight) of an aircraft to which at least one (e.g. 2 or 4) gas turbine engine may be attached to provide thrust.
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.It will be understood by those skilled in the art that a feature or parameter described in relation to any of the above aspects can be applied to any other aspect, provided that they are not mutually exclusive. Furthermore, any feature or parameter described here can be applied to any aspect and / or combined with any other feature or parameter described here, insofar as they are compatible not mutually exclusive.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Seitenschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks; -
2 eine Seitenschnittgroßansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks; -
3 eine zum Teil weggeschnitte Ansicht eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk; -
4 ein Ausführungsbeispiel eines Planetengetriebes, das einen Planetenstift umfasst, der einen Hauptkörper, einen Lagerring und einen diese verbindenden, sich radial erstreckende Steg umfasst, wobei zwischen dem Hauptkörper und dem Lagerring zwei asymmetrisch ausgebildete Aussparungen ausgebildet sind; -
5 eine vergrößerte Darstellung des Planetenstifts der4 ; -
6 eine erste Abwandlung des Planetenstifts der4 und5 , wobei die beiden Aussparungen eine unterschiedliche radiale Höhe aufweisen; -
7 eine zweite Abwandlung des Planetenstifts der4 und5 , wobei die beiden Aussparungen eine unterschiedliche Geometrie aufweisen; -
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Planetenstifts, der zur Verwendung in einem Planetengetriebe gemäß4 geeignet ist, wobei der Planetenstift nur eine axiale Aussparung aufweist und sich der Steg an einem der axialen Ende des Planetenstifts erstreckt.
-
1 a side sectional view of a gas turbine engine; -
2 Fig. 3 is a side sectional close-up view of an upstream portion of a gas turbine engine; -
3 a partially cut away view of a transmission for a gas turbine engine; -
4th an embodiment of a planetary gear which comprises a planetary pin which comprises a main body, a bearing ring and a connecting, radially extending web, wherein two asymmetrically formed recesses are formed between the main body and the bearing ring; -
5 an enlarged view of the planetary pin4th ; -
6th a first modification of the planetary pin4th and5 , wherein the two recesses have a different radial height; -
7th a second modification of the planetary pin of the4th and5 , wherein the two recesses have a different geometry; -
8th Another embodiment of a planetary pin, which is for use in a planetary gear according to4th is suitable, wherein the planet pin has only one axial recess and the web extends at one of the axial ends of the planet pin.
Im Gebrauch wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter
Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebegebläse-Gasturbinentriebwerk
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
Das Epizykloidengetriebe
Das in
Es versteht sich, dass die in
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.Accordingly, the present disclosure extends to a gas turbine engine having any arrangement of gear types (e.g., star or planetary), support structures, input and output shaft arrangements, and bearing positions.
Optional kann das Getriebe Neben- und/oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und/oder einen Nachverdichter) antreiben.Optionally, the transmission can drive secondary and / or alternative components (e.g. the medium-pressure compressor and / or a booster).
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
Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks
Die
Das Planetengetriebe
Das Planetengetriebe
Das Planetenrad
Die äußere Mantelfläche des Planetenrads
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist auf Planetengetriebe mit stehendem Hohlrad. Sie ist ebenso realisierbar in Planetengetrieben mit stehendem Planetenträger und rotierendem Hohlrad.It should be noted, however, that the present invention is not limited to planetary gears with a stationary ring gear. It can also be implemented in planetary gears with a stationary planet carrier and rotating ring gear.
Das Planetenrad
Alternativ kann vorgesehen sind, dass der Planetenstift
Weiter kann alternativ vorgesehen sein, dass der Planetenstift
Die
Die vordere Trägerplatte
Die nachfolgende Beschreibung des Planetenstifts
Der Planetenstift
Der hohlzylindrische Hauptkörper
Der Gleitlagerring
Dabei ist vorgesehen, dass der Steg
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Steg
Der Steg
Der Steg
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verhältnis der axialen Länge
Weiter weisen die Aussparungen
Der Hauptkörper weist aufgrund der Bereiche
Im Ausführungsbeispiel der
In den
Die
Alternativ können die Verhältnisse umgekehrt sein, d. h. C2/C1 < 1.Alternatively, the ratios can be reversed, ie C2 / C1 <1.
Im Ausführungsbeispiel der
Die
Alternativ kann eine sich in Abhängigkeit von der axialen Position verändernde radiale Höhe
Mit der Abhängigkeit der radialen Höhe
Die in der
Dabei kann in einem alternativen Ausführungsbeispiel eine Asymmetrie ausschließlich über eine unterschiedliche Geometrie der Aussparungen
Die
Die Aussparung
Allgemein gilt, dass die vordere und die hintere Trägerplatte
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. Beispielsweise kann der Steg
Es wird darauf hingewiesen, dass beliebige der beschriebenen Merkmale separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale aus, die hier beschrieben werden und umfasst diese. Sofern Bereiche definiert sind, so umfassen diese sämtliche Werte innerhalb dieser Bereiche sowie sämtliche Teilbereiche, die in einen Bereich fallen.It is pointed out that any of the features described can be used separately or in combination with any other features, provided that they are not mutually exclusive. The disclosure extends to and includes all combinations and subcombinations of one or more features described herein. If areas are defined, they include all values within these areas as well as all sub-areas that fall into one area.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- US 2016/0201793 A1 [0005]US 2016/0201793 A1 [0005]
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60003589T2 (en) | 1999-02-12 | 2004-07-01 | Avio S.P.A. | Pin for the storage of gears on a carrier and gear with this bearing pin |
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-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60003589T2 (en) | 1999-02-12 | 2004-07-01 | Avio S.P.A. | Pin for the storage of gears on a carrier and gear with this bearing pin |
US6964155B2 (en) | 2002-12-30 | 2005-11-15 | United Technologies Corporation | Turbofan engine comprising an spicyclic transmission having bearing journals |
US20160201793A1 (en) | 2014-12-01 | 2016-07-14 | United Technologies Corporation | Lightweight and compliant journal pin |
DE102017110966A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Renk Aktiengesellschaft | Transmission in particular for wind power generators |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |